Развитие алгоритмических умений в дошкольном возрасте средствами мобильных приложений по объектно-ориентированному программированию.

Молоднякова А.В.,

преподаватель программы повышения квалификации

«Современные технологии образовательной деятельности в ДОО» НТГСПИ,

директор детского сада «Лигрёнок»

    До недавних пор программирование, как специфическая деятельность, связанная с процессом написания компьютерных программ, была уделом ограниченного круга специалистов сферы высоких технологий. Но в условиях динамичного технологического прогресса, когда цифровые технологии стали частью культурного пространства человека, возникает потребность в новых формах и продуктах для обучения, которые помогают детям гармонично социализироваться в современном социокультурном пространстве. Программирование, как специфическая деятельность, опирается на математические законы и понятия, которыми должен владеть субъект деятельности при создании нового программного продукта, таким образом, для овладения данным видом деятельности дети должны владеть базовыми математическими понятиями и представлениями, соответствующими возрастным нормам дошкольного возраста.

   Многие специалисты отмечают актуальность математического образования детей дошкольного возраста, способствующего становлению информационной культуры дошкольника в условиях насыщенного информационными технологиями современного общества. По мнению Ворониной Л.В., «посредством математического образования уже в дошкольном возрасте следует закладывать предпосылки успешной адаптации растущего человека к ускоряющимся процессам информатизации и технологизации общества, закладывать основы необходимой современному человеку математической культуры. Однако в реальном образовательном процессе этого не происходит»[1]. Воронина Л.В. отмечает, что « математическое образование дошкольников не реализуется целостно, так как раскрываются только отдельные стороны образования – формирование элементарных математических представлений (обучение математике) и математическое развитие» [1].  

   В описании инновационной модели математического образования дошкольников Воронина Л.В. отмечает что, «умение формулировать, записывать, проверять алгоритмы, а также точно их исполнять составляет важнейший компонент математической культуры личности. Поэтому в содержание математического образования дошкольников мы включили изучение алгоритмов и формирование у дошкольников алгоритмических умений, так как данная содержательная линия почти не рассматривается в современных образовательных программах ДОУ (кроме программы «Детство») [1].

   Как отмечают специалисты, «математическая культура ребенка дошкольного возраста – это личностное  интегративное качество, представляющее собой соответствующий особенностям детского возраста результат взаимодействия ценностно-оценочного, когнитивного, действенно-практического и рефлексивно-оценочного компонентов, которые характеризуются соответствующим возрасту уровнем сформированности ценностного отношения к получаемым математическим знаниям (ценностно-оценочный компонент), задаваемым обществом объемом математических знаний и умений, необходимых для успешной адаптации ребенка к процессам социальной коммуникации (когнитивный компонент) и уровнем развития способности к рефлексии процесса (рефлексивно-оценочный компонент) и к практическому применению в самостоятельной деятельности математических знаний и умений (действенно-практический компонент)» [1].

  Утюмова Е.А., анализируя в своей статье работы А. А. Столяра , Л. В. Ворониной, С. Д. Язвинской, О.Родионовой по формированию алгоритмических умений и современных целей обучения ребенка в дошкольном образовательном учреждении, дает следующее определение алгоритмических умений дошкольников: « алгоритмические умения – это осознание дошкольниками необходимости планирования своих действий, умение работать по образцу, понимать, выполнять и составлять алгоритмы, правила, предписания, анализировать, корректировать, переносить усвоенные действия в новые ситуации в процессе осуществления алгоритмических действий, описывать их понятным другим людям языком и средствами» [2, с. 135]. 

  Деятельность, связанная с формированием алгоритмических умений у дошкольников, по мнению  Утюмовой Е.А., «способствуют интенсивному развитию предпосылок регулятивного компонента универсальных учебных действий. Ведь именно алгоритм позволяет осуществлять планирование своих действий, направ­ленных на достижение конкретной цели, разбивая их на отдельные шаги»… «Ведь алгоритм – это и есть способ принятия и удержания цели своей предстоящей деятельности, это последовательность шагов (операций) для осуществления решения практических и учебных задач. Овладение алгоритмом обеспечивает возможность переноса метода решения данной задачи на похожие задачи» [2, с. 135].

   Как отмечает Утюмова Е.А.,  «применение изученного алгоритма для решения целого ряда похожих задач способствует развитию у дошкольников умения устанавливать аналогии. Выполнение же заданий на применение операций классификации, сериации, установления взаимно-од­нозначного соответствия, сравнения объектов по выделенному признаку невозможно без знания соот­ветствующих алгоритмов, правил их выполнения» [2, с. 135].

  Специалисты определяют, что  «для того чтобы правило, предписание можно было назвать алгоритмом, оно должно удовлетворять следующим требованиям:

- дискретности (нельзя менять местами действия, шаги алгоритма);

- детерминированности (каждое действие, шаг должно быть четко определено и однозначно понято, алгоритм должен содержать конечное число шагов);

- результативности (алгоритм и каждое действие должно приводить к достижению требуемого результата);

- массовости (алгоритм может быть применим для решения однотипных задач);

- понятности (все действия должны быть понятны и доступны исполнителю)» [2, с. 135] .

   Отмечая актуальность развития математической культуры в дошкольном возрасте в контексте развития современного общества в исследованиях специалистов, можно отметить, что в публикуемых работах практически не описывается значение информационно-коммуникационных технологий, возможностей программных продуктов, которые поддерживают развитие необходимых компетенций у современных дошкольников. Традиционный подход, который предполагает использование дидактических карт и опорных схем, в настоящее время необходимо объединить с возможностями ИКТ – средств и программных продуктов, которые поддерживают развитие алгоритмических умений и элементарных математических представлений у детей дошкольного возраста.

  В данной статье мы рассмотрим некоторые программные продукты или мобильные приложения, которые поддерживают формирование алгоритмических умений у детей, начиная с 4-х лет.

    В зависимости от структуры выполняемых в алгоритме действий различают три вида алгоритма: линейный, разветвляющийся и циклический. Данные виды алгоритмов можно составлять в  мобильных приложениях по детскому программированию.

   Осваивать алгоритмические умения у детей среднего дошкольного возраста рекомендуется  с линейных алгоритмов. «Линейный алгоритм – это алгоритм, в котором все действия выполняются однократно, последовательно, в заданном порядке.

   Например, алгоритм кормления рыб в аквариуме: 1) взять корм, 2) открыть крышку аквариума, 3) насыпать корм в кормушку, 4) закрыть крышку аквариума, 5) постучать по стенке аквариума» [2, с. 135] .

    Линейный алгоритм в программе – это набор последовательных  команд, которые задает ребенок управляемому объекту, чтобы получить нужный результат. Если алгоритм составлен правильно, т.е. ребенок оперирует логическими понятиями и пространственными представлениями необходимыми для данной деятельности, то он получит желаемый результат. Если есть ошибки в постановке команд, то ребенку придется самостоятельно сделать анализ, чтобы успешно пройти этот уровень. В подобных программах уровни управления объектами выстраиваются от простых к сложным, закрепляя алгоритмические умения детей в игровой и доступной форме.

  К мобильным приложениям по детскому программированию, где используется линейный алгоритм, можно отнести Lighbot Hour, Bee-bot, Robozzle.

  Существуют отечественные программы, например, «ПиктоМир», разработанный НИИСИ РАН по заказу Российской академии наук, которые воспитатель может предлагать детям старшего дошкольного возраста в форме свободной игры или использовать данный программный продукт в деятельности на занятиях по развитию математических представлений детей.

    Данные программные продукты – мобильные приложения, можно рассматривать в качестве программ-тренажеров для формирования алгоритмических умений дошкольников, так как последовательность этапов игры предполагает составление дошкольником алгоритмов от простых к более сложным. Рейтинг программы оценивает навыки ребенка на каждом этапе.

  В представленных программных продуктах Bee-bot интересен тем, что основная игра представлена для детей в виде настольной дидактической игры с игрушками – управляемыми жуками-роботами. Дети осваивают алгоритмические умения на карточках-командах на игровом поле, составляя линейный алгоритм для движения жука-робота. Мобильное приложение предлагает ребенку цифровой формат этой игры с набором команд.

  Многие современные разработчики игровых программных продуктов  для детей дошкольного возраста по программированию используют данный подход - дидактическая настольная игра с управляемым объектом и цифровое приложение, которое воспроизводит данную дидактическую игру с объектом. 

   Этот прием соответствует логике дошкольного возраста – от конкретных действий с предметами к абстрактной модели действий с заместителями.

  Активная обучающая функция педагога в формате дидактической настольной игры переходит в вспомогательную в условиях деятельности с программным продуктом, так как программный продукт поддерживает функции контроля и коррекции команд.

   Важно понимать, что целью в данной дидактической игре будет не составление алгоритма для передвижения жука-робота, а решение детьми с помощью алгоритма действий проблемной задачи, поставленной воспитателем перед детьми: помочь зайчику с помощью жука-помощника найти дорогу домой, собрать все жёлтые листики на лесной полянке и другие проблемные задачи. Игровой момент пробуждает познавательную активность детей, интерес детей к разным способам составления алгоритма, а также формирует способности к решению разного типа проблемных задач с помощью алгоритма.

  Scratch Jr – инновационный программный продукт, представленный для дошкольников в формате мобильного приложения по объектно-ориентированному программированию. В данном приложении дети могут освоить помимо линейного -  циклический алгоритм.

  «Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором определенная последовательность действий повторяется несколько раз, пока не будет выполнено заданное условие.

    Многие процессы в окружающей нас жизни основаны на многократном повторении одних и тех же действий: смена времен года, дня и ночи, восхода и захода солнца и т. д.» [2, с. 135]. Блоки категорий в Scratch Jr позволяют создать программу - сценарий в виде линейного и циклического алгоритма. Данное приложение поддерживает многие виды дошкольной деятельности: продуктивную, речевую и познавательную деятельность, формирует алгоритмические умения у дошкольников в разных образовательных областях, таких как социально-коммуникативное развитие, познавательное развитие, речевое развитие, художественно-эстетическое развитие. Особенностью данного программного продукта является наличие графического редактора, с помощью которого дети могут добавлять свои объекты в программу - сценарий, создавать фоны, т.е. самостоятельно разрабатывать дизайн своего электронного проекта. Работая над сценарием программы, дети должны придумать сюжет, а для программирования сюжета необходимо составить алгоритм из блоков категорий. Таким образом, творческая деятельность детей следует логическим понятиям элементарного программирования. Данная деятельность является новой для дошкольного возраста и обладает большим потенциалом для развития познавательных способностей детей. Осваивая подобные программные продукты, дети не только развивают логическое мышление и алгоритмические умения, но и базовые информационные компетенции, необходимые для деятельности с программными продуктами.

  Образовательная деятельность с использованием данных программных продуктов включает следующие этапы:

  Подготовительный или этап постановки проблемы. «Воспитатель создает проблемную ситуацию, побуждает дошкольников к ее решению, организует поиск решения» [2, с. 137]..

  Например, для понимания дошкольниками такого явления, как ветер, можно предварительно организовать продуктивную деятельность по созданию бумажных корабликов и предложить дошколятам запустить свои кораблики на воде в тазу. Предложить детям подумать, какими способами мы можем заставить наши кораблики плыть в заданном направлении. Рассмотреть самые древние способы, которые использовали люди для передвижения на воде. Определить, что ветер – это движение воздуха. Попробовать, что такое – «быть ветром», дуя на свой кораблик с разной силой.

  Ориентировочный этап. «Воспитатель выясняет, что нужно сделать, чтобы получить требуемый результат». [2, с. 138].  

  Определяем блоки категорий, чтобы создать модель движения судна на море, составляем программу-сценарий циклического алгоритма.

  На данном этапе мы предлагаем использовать базовую модель ТРИЗ «объект-признак-значение признака» для создания наглядных моделей объектов программы-сценария.

 Деятельностный этап. Проектирование дизайна программы: фон, основные объекты. Составление программы – сценария из блоков категорий для модели движения судна на море. 

    Контрольный этап. Запуск программы-сценария, корректировка при необходимости программы-сценария. 

  Презентация проекта. Дети представляют свои проекты, созданные в Scratch Jr , которые являются творческим итогом темы занятия.

  Данные проекты можно рассматривать в качестве компьютерной модели изучаемого явления или процесса, которая передает динамические характеристики объекта и является современной технологией познания изучаемого объекта.

  Таким образом, используя современные программы по объектно-ориентированному программированию, специалисты не только создают условия для формирования алгоритмических умений у детей дошкольного возраста, но и становления первых предпосылок исследовательской и проектной деятельности с использованием современного компьютерного инструментария и технологий, умения нестандартно мыслить при решении проблемных задач, становления общей информационной компетентности подрастающего поколения. Использование программных продуктов по программированию в образовательной деятельности детского сада – это переход от вспомогательных теоретических приемов формирования алгоритмических умений в дошкольном возрасте к деятельности, связанной со спецификой использования кода для решения разнообразных задач – от игровых к образовательным.

Литература 

1. Новосёлов, С.А. , Воронина Л. В. Инновационная модель математического образования дошкольников / С.А. Новосёлов, Воронина Л. В. // Педагогическое образование.- 2009. -№3.

2. Утюмова Е. А. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ УМЕНИЙ У ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА/ Утюмова Е. А. // Педагогическое образование в России.- 2014. -№3. – с. 134 -138.

3. Воронина Л. В. Развитие творческого потенциала дошкольников через формирование у них алгоритмических умений // Педагогические системы развития творчества : мат-лы 10-й Междунар. науч.- практ. конф. (Екатеринбург, 13-14 декабря 2011 г.). Екатеринбург, 2011. Ч. 1. С. 135-140

4.Воронина Л. В., Утюмова Е. А. Развитие универсальных предпосылок учебной деятельности дошкольников посредством формирования алгоритмических умений // Образование и наука. 2013. № 1. С. 74–84.

5.Воронина, Л.В. Алгоритмическая подготовка дошкольников в ДОУ в контексте адаптации детей к жизни в высокотехнологичном обществе / Л.В. Воронина, В.В. Артемьева // Педагогические системы развития творчества: материалы VIII междунар. науч.-практ. конф., Екатеринбург, 21-22 декабря 2009 г.: В 3 ч. / Урал. гос. пед. ун-т. – Екатеринбург, 2010. – Ч.3. – С. 66-76 (0,9 п.л. / авт. 0,6 п.л.).

6. Формирование элементарных математических представлений у дошкольников : учебное пособие для студ. пед. институтов / под ред. А. А. Столяра. М. : Просвещение, 1988. 303 с.

7.Шадриков В. Д. Деятельность и способности. М. : Логос, 1994. 320 с.

Программа подготовки к школе для дошколят - "Познавай-ка"