SKUPNOST
učiteljev RIN
Začetek iz ničle (Scratch):
Rezultati zgodnjih učnih izkušenj RIN in
posledice za nadaljevanje
Starting from Scratch:
Outcomes of Early Computer Science Learning Experiences and Implications
for What Comes Next
Matej Zdovc Gregor Anželj
Uvodni premislek
• Kakšni so primeri strategij, ki jih učeči se razvijejo v uvodnih izkušnjah z grafičnimi blokovnimi okolji za programiranje
(GBOP), in bi se jih bodoči izobraževalci morali zavedati?
• Kako in kdaj se morda te strategije razlikujejo od tega, kar poučujejo v nadaljnjih predmetih, pri katerih uporabljajo tekstovne programske jezike?
Predhodno delo
oziroma predhodne
priprave
Grafična blokovna okolja za prog.
• V raziskavi uporabljajo izraz Grafična blokovna okolja za programiranje ali GBOP, s katerim označujejo:
• blokovni vmesnik (sestavljanje programov z bloki) in
• grafično okolje za izvajanje programov (krmiljenje 2D likov)
• Primeri GBOP okolij: Scratch, Alice, Pencil Code
• Primeri okolij, ki niso GBOP
• App Inventor 2 (samo blokovni vmesnik)
• Greenfoot (samo grafično okolje za izvajanje programov)
Ključne komponente GBOP
• Ključne komponente GBOP so:
1. Blokovni vmesnik – metafora koščkov sestavljanke, s katerimi učeči se sestavljajo programe
2. Grafično okolje za izvajanje programov – učeči se s pomočjo programa krmilijo oziroma upravljajo 2D like na odru;
lik je moderna reinkarnacija želvice iz prog. jezika LOGO
3. Podpora za odprte in raziskovalne aktivnosti – okolje omogoča širok nabor gradnikov, vendar ne usmerja in/ali omejuje učečega se, na kakšen način gradnike uporabiti oziroma katera rešitev je
pravilna/ustrezna
RIN v osnovni šoli
• V zadnjem desetletju se je uvajanje RIN v OŠ močno razširilo
• Ideje temeljijo na delu Paperta in sodelavcev (LOGO), ki so ugotovili, da je programiranje dostopno tudi mlajšim in
lahko služi kot močna učna praksa
• Zato je večina okolij za programiranje ustvarjenih v skladu s Piaget-jevimi konstruktivističnimi načeli:
• Učenje z delom (Learning by doing)
• Aktivnosti usmerja učeči se (Learner directed activities)
RIN v osnovni šoli
• Posledica je vedno večje število učnih načrtov:
• Creative Computing
• Foundations for Advancing Computational Thinking
• Animal Tlatoque
• KELP-CS curriculum
• Porajajo pa se tudi spletne skupnosti za najmlajše: ScratchEd , CS for All, Code.org, CS Unplugged, Project GUTS, Micro:bit , Raspberry Pi, Hello Ruby
Raziskava učenja v GBOPih
• Vedno večje število raziskav se ukvarja s tem, kako blokovno programiranje oblikuje RIN koncepte učečih se ter njihove porajajoče se strategije programiranja, na primer:
• Programiranje od spodaj navzgor, pri katerem se učeči osredotočajo na posamezne bloke
• Načrtovanje in oblikovanje za publiko iste starosti
• Odpravljanje napak in potrebno znanje za izvajanje
• Napačne predstave (stanje po inicializaciji, vrednost spremenljivk)
• Raziskovanje kako predstave, pridobljene v GBOP vplivajo ali ne vplivajo na učenje tekstualnih prog. jezikov
Metode raziskave
Materiali
• Uporabili so naslednje materiale oziroma orodja:
• Učni načrt KELP-CS; uvod v temeljne koncepte RIN, ki je prilagojen razvojni stopnji učečih se
KELP-CS vsebuje tri module in dve vrsti aktivnosti (z in brez računalnika):
• Digital Storytelling (4. razred, 9 let)
• Game Design (5. razred, 10 let)
• Advanced Topics (6. razred, 11 let)
• LaPlaya, okolje, ki je zgrajeno na okolju Snap!, prilagojeno maljšim otrokom in je podobno Scratch-u; ima predloge in namige rešitev
Udeleženci in oblika študije
• Udeleženci so porabili 1 uro na teden; delali so 15 tednov
• Projekt je trajal dve leti; sodelovalo je 135 učencev
• Vsako učno uro so snemali za kasnejšo analizo
• Okolje LaPlaya je samodejno shranjevalo projekte učencev, ki so služili kot primarni vir podatkov za analizo
Analitični pristop
• Analiza se nanaša na 135 izdelkov učencev
• Po konstruktivistični teoriji se razumevanje konceptov kaže v izdelkih učencev
• Analizirali so projekte učencev tako, da so razvrstili bloke, ki so jih uporabili učenci glede na vsebino, vrsto in pogostost uporabe
• Nato so v programih iskali sledi strategij reševanja, vzorcev in strategij programiranja
Izsledki raziskave
Upravljanje izvajanja s čakalnimi bloki
• Učenci, ki so končali predmet, pri katerem so uporabljali GBOP so morda razvili svoj način dela in svoje strategije
• Morda mislijo, da se da hitrost delovanja računalnika in izvajanja programov programsko nadzirati
• To lahko vodi v upočasnjevanje izvajanja programov, mi pa si načelno želimo čim hitrejšega/učinkovitejšega izvajanja
• Uporaba čakalnega bloka za nadzor vedenja programa pomeni, da ima vsak predmet notranjo uro in da obstaja skupna, univerzalna ura
Usklajevanje z dogodkovnim prog.
• GBOP okolja so v svoji naravi narejena tako, da učeči se uporabljajo dogodke (ob kliku, ob sporočilu itd.)
• Več likov lahko izvede neko dejanje ob danem dogodku, ali pa lahko več učeči se priredi več dejanj istemu dogodku, čeprav naj se dejanja ne bi izvajala vzporedno
• Pri tekstovnih programskih jezikih učeči se pojem vzporednega programiranja spoznajo precej kasneje
• Včasih tudi ni neposrednih povezav med dogodkovnih programiranjem in zaporednim programiranjem
Koncepti in ustrezni konteksti
• Pri poučevanju so uporabljali pedagoško strategijo Uporabi- Spremeni-Ustvari
• Učenci najprej uporabijo nov koncept
• Nato koncept v isti vlogi ampak spremenjenem kontekstu vgradijo v kasnejše programe (spremeni)
• Ali pa koncept uporabijo na povsem nov način v različnih kontekstih (ustvari)
Iztočnice za
razpravo
Priprava/opremljanje učiteljev RIN
• Eden izmed mnogih izzivov šol in šolskih oblasti je izobraziti, pridobiti in zadržati sposobne učitelje RIN
• Tri specifične strategije na katere morajo biti pripravljeni učitelji RIN:
• Načrtovanje pouka
(opredelitev novih kontekstov za umestitev vsebine)
• Poznavanje vsebin RIN
• Didaktično poznavanje podajanja vsebin RIN
• Učiteljem RIN je potrebno zagotoviti priprave na pouk, okolje za izvajanje pouka, teste za ocenjevanje znanja itd.
Avtonomijo učenja učečim se
• Napredek učečih se je usmerjalo okolje, v katerem so postopoma dodajali gradnike (bloke in kategorije)
• Bolje bi bilo, če bi okolje omogočalo, da se učeči se sami odločajo, kdaj naj jim okolje omogoča več/manj blokov ter se tako prilagaja njihovim potrebam ter s tem njihovemu napredku
Izbira pravih orodij in učnih načrtov
• Eden večjih izzivov pri poučevanju RIN je izbira pravega učnega načrta in okolja
• Učni načrt in okolj naj bi bila čim bolj usklajena
• Pomemben cilj poučevanja je učenje oziroma razumevanje temeljnih konceptov RIN
• Drug, vendar mogoče še pomembnejši cilj je mlajše učence navdušiti za RIN, jim pokazati, da je učenje RIN zabavno
• Včasih je to še pomembnejše od učenja konceptov!
Zaključki
Zaključki
• RIN in programiranje je bilo včasih rezervirano za zadnje letnike srednje šole ali še pozneje
• Dandanes se širi v nižje razrede OŠ in s tem potreba po ustreznih programskih okoljih, učnih načrtih in gradivih
• Prehod iz neformalne uporabe okolij za blokovno
programiranje, v formalno uporabo v razredu ni brez težav oziroma izzivov
