Rozwijanie myślenia komputacyjnego

w edukacji przedszkolnej, wczesnoszkolnej i szkolnej

Maurycy Ciupak

Plan spotkania

• Myślenie komputacyjne

• Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?

• Etapy procesu myślenia komputacyjnego:

✓ Kompetencje kluczowe.

• Wskazówki metodyczne:

✓ Określanie celów kształcenia.

• Wybrane rozwiązania metodyczno-dydaktyczne:

✓ Portale, aplikacje, kompilatory, aplety.

Myślenie komputacyjne

Historia:

Myślenie komputacyjne

1980, 1996 - Seymour Papert - o myśleniu komputacyjnym, znacznie wyprzedzając swoimi ideami

konstruktywistycznymi możliwości technologii,

2009 - Jeannette Wing - myślenie komputacyjne jako „użyteczne postawy i umiejętności, jakie

każdy, nie tylko informatyk, powinien starać się wykształcić i stosować”,

czyli „myśleć jak informatyk” (thinking like a computer scientist)

Historia:

Myślenie komputacyjne

Myślenie komputacyjne to procesy myślowe angażowane w formułowanie problemu

i przedstawianie jego rozwiązań w taki sposób, aby komputer– człowiek lub maszyna –

mógł skutecznie wykonać.

1980, 1996 - Seymour Papert - o myśleniu komputacyjnym, znacznie wyprzedzając swoimi ideami

konstruktywistycznymi możliwości technologii,

2009 - Jeannette Wing - myślenie komputacyjne jako „użyteczne postawy i umiejętności, jakie

każdy, nie tylko informatyk, powinien starać się wykształcić i stosować”,

czyli „myśleć jak informatyk” (thinking like a computer scientist)

Historia:

Stowarzyszenie Nauczycieli Informatyki w USA (CSTA) - operacyjna definicja uporządkowująca

aktywności uczniów i działań nauczycieli w trakcie rozwiązywania problemów z różnych dziedzin

z wykorzystaniem metod rozumowania, zaliczanych do myślenia komputacyjnego.

Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?

Na podstawie artykułów: M. Sysło

Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu

Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?

Na podstawie artykułów: M. Sysło

Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu

Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?

Transport

Komunikacja

Służba zdrowia

PrzemysłBankowośćSztuka

Na podstawie artykułów: M. Sysło

Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu

Dlaczego uczymy myślenia komputacyjnego?

Transport

Komunikacja

Służba zdrowia

PrzemysłBankowośćSztuka

Integracja

Na podstawie artykułów: M. Sysło

Wydział Matematyki i Informatyki, UMK w Toruniu

Polska a świat…

Od września 2014:

do szkół UK weszła informatyka i programowanie dla

wszystkich szkół.

Koniec z ICT (Information and communication technologies) w szkołach!

Koniec grudnia, 2015:

▪ szybki Internet do wszystkich szkół

▪ nowa podstawa programowa informatyki, a w niej

programowanie dla wszystkich uczniów

Polska a świat…

Koniec stycznia, 2016:

Prezydent Obama ogłasza Computer Science for ALL

Od września 2014:

do szkół UK weszła informatyka i programowanie dla

wszystkich szkół.

Koniec z ICT (Information and communication technologies) w szkołach!

Koniec grudnia, 2015:

▪ szybki Internet do wszystkich szkół

▪ nowa podstawa programowa informatyki, a w niej

programowanie dla wszystkich uczniów

Podjęte działania…

Historia:• informatyka – od 1985 roku nie zniknęła z podstawy, chociaż były takie zakusy

• na każdym etapie edukacyjnym są wydzielone przedmioty informatyczne – problem w

innych krajach

Rada ds. Informatyzacji przy ministrze EN zaproponowała zmiany w podstawie

programowej (wiosna 2015, konsultacje społeczne – lipiec-październik 2015, zapowiedź

wprowadzenia – grudzień 2015) :

Powszechne kształcenie informatyczne

w Polskim Systemie Edukacji

Przedmiot: informatyka w: 1-3, 4-6, Gim, pondGim

1-3, 4-8, Szkoła średnia

kształcenie informatyczne – w zakresie informatyki

edukacja informatyczna – szeroko jako komputery w edukacji

Cel zmian w podstawie programowej z przedmiotów informatycznych

Rozwiązywanie problemów i „programowanie”

Logiczne myślenie i precyzyjne prezentowanie myśli i pomysłów

Dobra organizacja pracy podczas rozwiązywania problemów

Kompetencje potrzebnedo współpracy

Cel zmian w podstawie programowej z przedmiotów informatycznych

Rozwiązywanie problemów i „programowanie”

Logiczne myślenie i precyzyjne prezentowanie myśli i pomysłów

Dobra organizacja pracy podczas rozwiązywania problemów

Kompetencje potrzebnedo współpracy

Przejście z pozycji cyfrowego konsumenta na

pozycję cyfrowego twórcy

Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z

innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)

•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się

NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego

Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z

innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)

•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się

NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego

• Umiejętność programowania:

• wzbogaca abstrakcyjne myślenie

• umożliwia modelowanie rzeczywistych problemów

• służy do projektowania i tworzenia rozwiązań komputerowych

• jest niezbędne dla otrzymania implementacji rozwiązania z

• wykorzystaniem mocy komputerów

Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z

innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)

•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się

NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego

• Umiejętność programowania:

• wzbogaca abstrakcyjne myślenie

• umożliwia modelowanie rzeczywistych problemów

• służy do projektowania i tworzenia rozwiązań komputerowych

• jest niezbędne dla otrzymania implementacji rozwiązania z

• wykorzystaniem mocy komputerów

• Programuj! Jeśli nie chcesz być programowany!

• Uczy programowania nie programów (różnica między informatyką

a TIK/ICT)

Oczekiwania… Alfabetyzacja XXI wieku•Prawdziwą alfabetyzacją XXI wieku jest programowanie (jako umiejętność korzystania z

innowacyjnych możliwości technologii – komputerów, nie tylko z gotowych rozwiązań)

•Elementem powszechnego kształcenia informatycznego powinna stać się

NAUKA PROGRAMOWANIA – jako metoda rozwoju myślenia komputacyjnego

• Umiejętność programowania:

• wzbogaca abstrakcyjne myślenie

• umożliwia modelowanie rzeczywistych problemów

• służy do projektowania i tworzenia rozwiązań komputerowych

• jest niezbędne dla otrzymania implementacji rozwiązania z

• wykorzystaniem mocy komputerów

• Programuj! Jeśli nie chcesz być programowany!

• Uczy programowania nie programów (różnica między informatyką

a TIK/ICT)

Umiejętność programowania jest ponadczasowa

Relacje między obszarami

Relacje między obszarami

Myśleć jak informatyk to coś więcej niż umieć programować komputer; to wymaga myślenia na wielu

poziomach abstrakcji

Granice naszego języka programowania technologii są granicami naszego poznania świata za

pomocą technologii.

Z każdym językiem jest związana sfera „kultury”, obejmująca różne aspekty językowe, jak

poprawność i styl, znaczenie, komunikację, aspekty społeczne.

Kolejne kroki w procesie rozwiązania sytuacji problemowej

1. Dość luźny opis sytuacji problemowej, zadania do wykonania

2. Zebranie informacji i danych – abstrakcja na niskim poziomie, nie wszystkie dane są potrzebne.

3. Wykrywanie w danych dla problemu: zasad, wzorców, reguł, teorii .

4. Analiza danych i reprezentacja danych (jeszcze poza komputerem): lista, tabela, tabele powiązane

– abstrakcyjne struktury danych.

5. Dekompozycja danych i/lub problemu (na mniejsze znane).

6. Projektowanie algorytmu – modelu obliczeniowego:

• podejście ad hoc – heurystyka

• metody/algorytmy informatyczne: algorytm liniowy, pętle, warunki, rekurencja

• współbieżność, interakcja – zdarzenia

• automatyzacja rozwiązania – program – abstrakcja sytuacji zewnętrznej

7. symulacja komputerowego modelu problemu - testowanie i poprawianie programu

Programując – najpierw pomyśl komputacyjnie…

HEURYSTYKA – umiejętność wykrywania nowych faktów orazznajdowanie związków między faktami,zwłaszcza z wykorzystaniem hipotez.

Kolejne kroki w procesie rozwiązania problemu - nauczanie wczesnoszkolne

1. Sytuacja: na podłodze leżą porozrzucane obrazki zwierząt

Zadanie: znajdź najlżejszego ptaka

2. Dane: selekcja/wybór ptaków – kura ptakiem? lata? – abstrakcja

3. Zasada w danych: zwierzę lata

4. Reprezentacja danych: ptaki w rzędzie, w jakiejś kolejności (lista, ciąg – abstrakcyjne struktury

danych)

5. Dekompozycja: np. na domowe i inne ptaki

6. Algorytm: losowy wybór, systematyczny algorytm: przeglądanie linio-we – abstrakcja, bo liczy się

tylko waga

7. Komputer, program: projekt w Scratchu, w innym języku – automatyzacja sytuacji

wyabstrahowanej – liczby

8. Modyfikacje:

• danych – inne zwierzęta, metody: uporządkuj od najlżejszych

Kolejne kroki w procesie rozwiązania problemu - nauczanie wczesnoszkolne

1. Sytuacja: na podłodze leżą porozrzucane obrazki zwierząt

Zadanie: znajdź najlżejszego ptaka

2. Dane: selekcja/wybór ptaków – kura ptakiem? lata? – abstrakcja

3. Zasada w danych: zwierzę lata

4. Reprezentacja danych: ptaki w rzędzie, w jakiejś kolejności (lista, ciąg – abstrakcyjne struktury

danych)

5. Dekompozycja: np. na domowe i inne ptaki

6. Algorytm: losowy wybór, systematyczny algorytm: przeglądanie linio-we – abstrakcja, bo liczy się

tylko waga

7. Komputer, program: projekt w Scratchu, w innym języku – automatyzacja sytuacji

wyabstrahowanej – liczby

8. Modyfikacje:

• danych – inne zwierzęta, metody: uporządkuj od najlżejszych

PROBLEM DO ROZWIĄZANIA!!!

PROBLEM DO ROZWIĄZANIA!!!

PROBLEM DO ROZWIĄZANIA!!!

Fazy rozwiązywania problemów wg J. Deweya

Funkodowanie dla najmłodszych, czyli jak rozwijać myślenie komputacyjne poprzez zabawę i ruch

w edukacji wczesnoszkolnej i wychowaniu przedszkolnym

MAGICZNY DYWAN

Podłoga interaktywna – interaktywne urządzenie projekcyjnedo ćwiczeń, gier i zabaw ruchowych wraz z zestawem treści multimedialnych.

Funkodowanie dla najmłodszych

KODOWANIE DZWIĘKIEM, RUCHEM I GRAFICZNIE

Funkodowanie dla najmłodszych

Cele i zadania:

• kodowanie dźwiękiem, ruchem i graficznie

• kodowanie i dekodowanie

• koordynacja wzrokowo –ruchowo –słuchowa

• rozwój dużej motoryki

• myślenie logiczne –m.in. uzupełnianie niekompletnych wzorów

• przygotowanie do nauki czytania

• przygotowanie do czytania rytmów tataizacją

• kodowanie wartości rytmicznych: ćwierćnuty i ósemki

• czytanie rytmu ruchem w zakresie dwóch wartości: ćwierćnuty i ósemki

• rytmiczne chodzenie zgodnie z pulsacją metryczną 4/4

Funkodowanie dla najmłodszych

Zadanie:Podążanie po linii stopa za stopą

ŹRÓDŁO POMYSŁÓW:

https://mojedziecikreatywnie.pl/2020/07/kodowanie-w-przedszkolu-i-szkole/

Funkodowanie dla najmłodszych

Zadanie:Narysuj co czujesz

Funkodowanie dla najmłodszych

Zadanie:Kopiowanie ruchów dłoni

Funkodowanie dla najmłodszych

Zadanie:Zaparkuj samochód

Funkodowanie dla najmłodszych

Zadanie:Robimy kanapki wedługprzepisu

Funkodowanie dla najmłodszych

SZACHOWNICA

Geometria dyskretnaRuch Skoczka jest nietypowy, w jego przypadku to cojest dalsze w normalnej geometrii, dla wszystkichinnych figur, w geometrii Skoczka jest bliżej a to cobliższe jest dalsze

Zadanie:wykonanie na szachownicy jak najwięcej ruchów Skoczkiem/Koniem bez powrotu na to samo pole

Funkodowanie dla najmłodszych

STACJA KOSMICZNA Sterowanie robotem

Kodowanie w szkole podstawowej

„…Wbrew niektórym opiniom, TIK jest alternatywą dla słabszych

uczniów, takich którzy dotąd nie osiągnęli sukcesu z powodu swoich

deficytów, czy słabszej umiejętności pisania lub czytania. Uczniowie

pracując na aplikacjach tabletowych, czy interaktywnych

platformach edukacyjnych, często rozwiązują zadania intuicyjnie,

dzięki czemu są w stanie osiągnąć sukces i mieć poczucie

sprawstwa…”

Kodowanie w szkole podstawowej

APLIKACJE:

Rozgrzewka: - https://code.org https://learn.code.org

Scratch – prosty intuicyjny kompilator: (http://scratch.mit.edu)

programowanie w Blockly – 4-6: - https://blockly-games.appspot.com/

Bóbr 2016-2020, zadanie dla Skrzatów (1-3): - http://www.bobr.edu.pl/

Max matematyczny: – http://mogalo.pl/zadania

Kodowanie w szkole podstawowej

Godzina kodowania … przez cały rok: - https://godzinakodowania.pl/node/7

Pinterest - https://pl.pinterest.com/

Tagxedo – chmury wyrazowe, dzięki nim można w kreatywny sposób rozwijać

i utrwalać słownictwo na lekcjach z różnych przedmiotów oraz rozwijać percepcje

wzrokową czy analizę i syntezę wyrazową - (http://www.tagxedo.com)

ToonDoo – narzędzie do tworzenia komiksów - (http://www.toondoo.com)

Jigsaw – narzędzie do samodzielnego tworzenia interaktywnych puzzli -

(http://www.jigsawplanet.com)

Kodowanie w szkole podstawowej

WSPÓŁPRACA

Popplet – tablica pomysłów-prezentacje, mapy myśli.

Stoodle – współpraca w czasie rzeczywistym na wirualnej tablicy (głos, tekst, zdjęcia, rysowanie).

Testmoz – test generator: narzędzie do tworzenia ankiet internetowych. Wprowadzamy własne

pytania, warianty odpowiedzi i otrzymujemy link do wyników głosowania.

LearningApps – testy, tworzenie!!!

Web Whiteboard – tablica online AWW umożliwia szkicowanie, także we współpracy z innymi i łatwe

udostępnianie wyników.

Kodowanie w szkole podstawowej

APLIKACJE PREZENTACYJNE

PREZI – edytor prezentacji online.

Timetoast – tworzenie i udostępnianie osi czasu.

PowToon – tworzenie animowanych filmów i prezentacji.

ANIMOTO – tworzenie filmu video ze zdjęciami i muzyką.

Padlet – tablica na zdjęcia, filmy, dokumenty tekstowe (przeciągnij i upuść). Pozwala na współpracę

w czasie rzeczywistym.

Mózgi – zapisywanie i katalogowanie tekstów, obrazów video znajdowanych w Internecie.

Kodowanie w szkole podstawowej

RYSOWANIE I GRAFIKA:

Bomomo – zabawne narzędzie do rysowania (bez rejestracji!).

ToonyTool – proste tworzenie komiksowych obrazków.

Bibliografia

Dewey, J., 1988. Jak myślimy?, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.Kędracka-Feldman, E., Rostkowska, M., 2016. Nowa podstawa programowa

z informatyki szansą na zmianę dydaktyki wszystkich szkolnych przedmiotów,Informatyka w Edukacji, Toruń 2016.

Kwiatkowska, A. B., 2014. Jak uczyć myślenia algorytmicznego? Relacja z konferencji„Informatyka dla wszystkich”.

Rostkowska, M., 2014. Poszukiwanie programowania i myślenia komputacyjnegow innych przedmiotach w nowej podstawie programowej, Ośrodek EdukacjiInformatycznej i Zastosowań Komputerów.

Stańko, J., Spławska-Murmyło, M., 2017. Sposoby kształtowania u uczniów zdolnościalgorytmicznego rozwiązywania problemów, Zestaw 7, 1, Ośrodek RozwojuEdukacji, Warszawa.

Bibliografia

Sysło, M. M., 2014. Myślenie komputacyjne. Nowe spojrzenie na kompetencjeinformatyczne, materiały konferencji, Informatyka w Edukacji XI, UMK, Toruń,15-32

Sysło, M. M., 2018. Myślenie komputacyjne – kompetencje informatyczne dlakażdego, UMK Toruń, http://mmsyslo.pl

Sysło, M. M., 2018. Jak myśleć komputacyjnie, Informatyka w Edukacji, XV, UMKToruń.

Walat, A., 2007. Zarys dydaktyki informatyki, OEIiZK, Warszawa. Wing, J., 2006. Computational thinking, Comm. ACM 49(3), 33–35