Ремеслова Елена Николаевна,
учитель начальных классов Некоузской сош Некоузского МО
В Роботландии предлагается на уроках курса раннего
обучения информатике изучать программы в следующем порядке: Меню, Курсор,
Перевозчик, Мудрый Крот, Монах, Привет, Правилка,
Конюх.
Мне представляется, что эта последовательность
программ построена с учетом дидактического принципа систематичности в обучении.
Известно, что этот принцип предполагает усвоение учеником понятий и разделов в
их логической связи и преемственности. В данном случае, мне думается,
применяются следующие элементы этого принципа:
а) каждая из программ подготавливает детей к работе с
последующей (последующими). То есть каждая программа является одновременно и
самостоятельной обучающей, и пропедевтической по отношению к последующим
программам;
б) от программы к программе постепенно расширяется
набор инструментальных средств, элементов системных понятий. Хотя, следуя
строго этому требованию, я бы поменяла местами Курсор и Перевозчик.
В подтверждение этому приведу сравнительную таблицу:
Программы |
Набор инструментальных средств |
|
Меню |
Курсор вверх-вниз, Enter, Esc, справка F1 |
|
Курсор |
Курсор, Enter, Esc, работа с меню, справка. F1 |
|
Перевозчик |
Пробел, курсор влево-вправо, Enter, Еsc, справка
F1 |
|
Монах |
Цифры, тире, Enter, Backspace, Esc, справка F1 |
|
Привет |
Ввод слов, строчные и прописные буквы, организация
диалога, Enter, Esc |
|
Правилка |
Приемы исправления текста, ввод букв, удаление букв,
работа с меню, организация диалога, Enter, Esc |
|
Конюх |
Ввод цифр, латинских букв, тире, пропедевтика системы
координат, справка. Enter, Esc |
РОБОТЛАНДИЯ состоит из программ, которые можно
классифицировать по разным группам, или направлениям. Здесь имеется группа
тренажеров, группа алгоритмов, группа исполнителей и др. Конечно, мы понимаем,
что любая программа — это исполнитель. Программы «Меню», «Курсор», Привет» и
другие — это тоже исполнители. Но для детей начальных классов следует в
качестве исполнителей выбирать для работы такие программы, в которых наиболее
ярко отражается понятие исполнителя, именно в процессе общения ребенка с
программой. Такими исполнителями являются Перевозчик, Мудрый Крот,
Монах, Конюх, Переливашка, Угадайка и др. О понятии
исполнителя следует говорить не ранее, как через 3 - 4 урока работы с
исполнителями. То есть необходимо вначале дать детям почувствовать работу этих
программ, схему общения с программами и только потом говорить об исполнителе и
соответствующих терминах.
Знакомство
с понятием «исполнитель»
Для первого знакомства с понятием «исполнитель» на
урок можно принести автомобиль с радиоуправлением. Внешне эта игрушка выглядит
как автомобиль с антенной, пульт управления находится в руках учителя.
Предлагаю следующую схему реально проводимого урока-беседы.
1. Активное включение детей в ситуацию
Дети,
как вы думаете, что это у меня на полу у стола (доски)?
Вы
знаете, как это работает?
Кто
нам покажет, как работает этот автомобиль?
Кто
еще покажет? (Можно пригласить несколько учеников, это очень повышает интерес
детей и активизирует урок.)
На
каком пространстве в классе может работать эта игрушка? (На полу; стены — границы.)
2. Осмысление действий в игре
Как
автомобиль узнает, что ему делать? (Автомобилю дает приказы человек.)
Кто
главный в паре «человек — автомобиль»? (Человек.)
Что
делает этот главный во время игры с автомобилем? (Управляет, приказывает, дает
команды.)
Как
человек дает команды? (Нажимает кнопки на пульте управления.)
Кто
исполняет эти команды? (Автомобиль.)
На
каком пространстве автомобиль может исполнять наши команды? (В пределах
классной комнаты.)
3. Введение терминов «исполнитель», «команда», «среда
исполнителя», «система команд исполнителя»
Человек
подает автомобилю приказы, команды, т.е. человек здесь командует, он –
Командир.
Автомобиль
исполняет все команды человека, т.е. автомобиль можно назвать ...
(Исполнителем)
Наш
исполнитель может работать в пределах классной комнаты, в помещении
прямоугольной формы. (Так вводится понятие среды для нашего исполнителя.)
Какие команды может подавать человек автомобилю? (Поворот налево, направо, прямо, назад, стоп).
Давайте
запишем на доске имя нашего исполнителя. (Автомобиль.)
Давайте
запишем на доске все команды, которые понимает и может выполнить наш
исполнитель.
Этот
перечень возможных команд называется системой команд исполнителя — ОСИ.
4. Ввод понятий ситуаций «не понимаю», «не могу»
Можно
ли нашему исполнителю дать команду
а) «разворот на месте»,
б) «прыжок»?
(Если
да, то, как вы дадите эту команду; если нет, то почему нельзя?)
Дадим
нашему исполнителю команду «скажи "мяу").
Как
выполняет автомобиль эту команду? (Никак. Он ничего не делает. Почему?)
Если
бы наш исполнитель мог говорить, что бы он ответил нам? (Так вводится понятие
ситуации «не понимаю».)
Приведите
примеры команд, на которые наш исполнитель ответит «не понимаю». (Здесь дети
включают свою фантазию на полную мощность.)
Обсудим
теперь случай, когда автомобиль двигался вперед и уперся в стену. Мы даем ему
команду «вперед». Что произойдет? (Он не может ехать вперед. Ему мешает стена.)
(Именно
здесь надо объяснить реакцию исполнителя «не могу».)
Рассмотрим
случай, когда автомобиль левым бортом уперся в стену и движение налево
невозможно. А мы даем ему команду «поворот налево». Что произойдет? (Вновь
объясняется реакция исполнителя «не могу».)
Давайте
запишем на доске для нашего исполнителя все ситуации «не могу». (Надо обсудить
с детьми и подробно записать.)
5. Формулирование выводов
Итак,
дети, наш автомобиль — это всего лишь исполнитель. Наш исполнитель действует в
конкретной среде — комнате прямоугольной формы. Человек руководит исполнителем
и дает ему команды. Команды, которые исполнитель понимает и умеет исполнять,
называются системой команд исполнителя (СКИ).
Для
нашего исполнителя (автомобиля) система команд исполнителя (СКИ) состоит из
команд:
ПОВОРОТ НАЛЕВО, ПОВОРОТ НАПРАВО, ПРЯМО, НАЗАД, СТОП.
Наш исполнитель понимает и исполняет
только команды из СКИ. Другие команды он не понимает и не выполняет. Это его
реакция «не понимаю». Иногда исполнитель выдает сообщение «не понимаю» или, как
у нас, просто молча бездействует. Это молчаливая реакция «не понимаю».
При получении команд из СКИ возможны
реакции исполнителя «не могу». Они означают, что команда понятна исполнителю,
но ввиду особых условий среды в данный момент не может быть выполнена.
6.
Закрепление освоенных понятий
Один ученик (несколько по очереди) с автомобилем и
пультом стоит у доски.
Класс делится на две группы.
Дети из первой группы подают
команды для управления автомобилем (любые). Дети из второй группы анализируют
команду, говорят «выполняй» (если команда из СКИ), «не понимаю», «не могу».
Обязательно надо объяснять, почему «не могу». Ученик с пультом выполняет то,
что говорит вторая группа.
Исполнитель «Машинист»
У исполнителя «Машинист» в Роботландии имеются
определенные условия (среда): главный путь; два тупика — верхний и нижний; три
прицепных вагона в верхнем тупике, крытый вагон, цистерна, платформа; стрелка
для переезда то в верхний тупик, то в нижний.
Система команд исполнителя «Машинист»:
ВПЕРЕД, НАЗАД, СТРЕЛКА, ПРИЦЕПИ, ОТЦЕПИ.
Интерфейс программы яркий, четкий, очень привлекает
малышей.
У меня с этой программой работали и третьеклассники, и
сильный первый класс. Задания для нашего Машиниста можно составлять разные. В
3-м классе посложнее, малышам — попроще. Попытаюсь определить все виды заданий
для Машиниста (типы задач):
а) взять из сцепки указанный (указанные) вагоны и
отвезти в нижний тупик;
б) переформировать вагоны в обратном порядке в нижнем
тупике;
в) сформировать новый состав из
прежнего, но вагоны для выбора указаны избирательно.
Этими вариантами, по сути, исчерпывается
набор заданий для детей. Но любые задания дети выполняют с большим интересом.
Для учителя информатики программа «Машинист» интересна следующими
дидактическими моментами:
I. Методические указания для учителя при работе с Роботландией
настоятельно рекомендуют только при изучении исполнителя «Машинист» (и не
ранее) вводить представление об укрупненном и более детальном проектировании
алгоритма, предваряющее применение технологии «сверху вниз». Давайте попробуем
понять причину этого. Мне хотелось бы уточнить последовательность исполнителей,
изучаемых перед Машинистом: Перевозчик, Мудрый Крот, Монах, Конюх, Переливашка,
Угадайка.
Алгоритмы работы всех этих исполнителей
состоят из элементарных шагов – команд. Эти алгоритмы невозможно разбить на
сколько-нибудь крупные конкретные логически связанные этапы действий. В
Перевозчике можно попробовать разбить весь алгоритм на этапы:
1. Перевезти первый объект на правый берег.
2. Перевезти второй объект на правый берег.
3. Перевезти третий объект на правый берег и т.д.
Но дальше названий этих этапов дело не идет. Содержание этапов не конкретное (какой именно объект?). Мне думается, это связано с тем, что схема решения задачи (схема алгоритма) сразу не видна и, более того, требуется достаточно кропотливый поиск решения задачи. И в процессе этого кропотливого поиска этапы задачи как таковые теряют свою значимость.
Аналогичная ситуация в Мудром Кроте. Выделим этапы
задачи (они явно просматриваются):
1. Притащить первый сундук.
2. Притащить второй сундук.
3. Притащить третий сундук и т. д.
Ясно, что содержание этапов не очень конкретное (какой именно сундук?). Работа по перетаскиванию сундуков включает в себя и размышление, и метод проб и ошибок, и выбор вариантов. При такой работе построение алгоритма превращается в систему поиска. И в этом процессе поиска указанные этапы задачи теряют свою важность и большого значения уже не имеют. Аналогичные рассуждения можно провести для остальных исполнителей из списка.
Иное дело — исполнитель Машинист. Задачу для работы
Машиниста можно привести, например, такую: перевезти из верхнего тупика в
нижний все вагоны в обратном порядке. В этой задаче ясно видны конкретные
крупные этапы действий:
1. Перевезти в нижний тупик платформу.
2. Перевезти в нижний тупик цистерну.
3. Перевезти в нижний тупик крытый вагон.
Каждый из этих этапов можно выполнить, используя СКИ.
Справедливости ради следует отметить, что не все задачи для Машиниста имеет
смысл разбивать на крупные этапы. Например, задача «Перевезти платформу в
нижний тупик» состоит из одного этапа, поэтому эту задачу сразу решаем,
используя СКИ.
II.
Исполнитель «Машинист» хорош тем, что его можно применять на уроках информатики
в старшей школе (IX — Х классы), в продолжение темы «Алгоритмы». Для начала
пусть ученики просто поработают в программе «Машинист», порешают обычные
задачи, освоят систему команд исполнителя. Задачи простые:
§
перевезти цистерну в
нижний тупик;
§
перевезти все вагоны в
нижний тупик в обратном порядке;
§
поставить в нижний тупик
вагоны слева направо: платформа, крытый вагон и т.д.
Можно обобщить ситуацию для состава, состоящего из N
вагонов. Исходное положение Машиниста — главный путь. Конечное положение
Машиниста — главный путь.
Выделим некоторые базовые типы задач для Машиниста:
а) взять из сцепки указанный вагон и отвезти в нижний
тупик;
б) взять из сцепки указанную группу рядом стоящих
вагонов и отвезти в нижний тупик;
в) переформировать вагоны в обратном порядке в нижнем
тупике;
г) сформировать новый состав из прежнего, но вагоны
для выбора указаны избирательно.
Здесь приведены не все виды возможных задач. Список
можно пополнить, детализировать.
Предложите детям продумать алгоритмы заданий разного
вида и подсчитать количество команд Машиниста для их выполнения.
Исполнитель «Автомат»
Среда: экран, на котором показываются натуральные
числа, не более, чем четырехзначные; две кнопки управления. В начале работы
Автомата на экране показано число 0.
Система команд:
ПРИБАВИТЬ
УМНОЖИТЬ
Команды даются нажатием соответствующей кнопки. Как
выполняются команды:
ПРИБАВИТЬ — к числу на экране прибавляется 1;
УМНОЖИТЬ — число на экране умножается на 2.
Ситуация «Не могу» возникает при желании получить
число, большее 9999. Дети очень быстро усваивают правила работы с Автоматом. Учащимся
3-го класса я предлагаю серию заданий для Автомата:
Получить число 5, получить число 16; получить число 19; получить число 19 за 7 команд; получить число 25 за 7 команд; получить число 47 за 10 команд; получить число 85 за 10 команд; получить число 215 за 13 команд.
В процессе работы непременно возникнет проблемная
ситуация. Воспользуйтесь ею. Аккуратно беседуя с детьми, подводите их к мысли,
что быстрейшее движение, вперед дает команда УМНОЖИТЬ. Но нечетное число нельзя
получить с помощью, этой команды. Следовательно, для получения нечетного числа
последней будет команда ПРИБАВИТЬ. Так, в процессе беседы, продумайте вместе
всю последовательность команд. Затем покажите детям, как на эту задачу можно
взглянуть с другой стороны. Посмотрите вместе, как нужную последовательность
команд можно получить, деля «уголком» на 2 исходное число, потом частное от
этого деления и т.д. Обсудите вместе, кaк нaдo понимaть вcю этy цепoчку делений
«уголком» на 2.
Исполнитель «Плюсик»
Исполнитель «Плюсик» занимает особое место в курсе
раннего обучения информатике. В программно-методическом комплексе (ПМК)
«Роботландия» отмечается, что Плюсик является активной иллюстрацией
информационных процессов хранения, передачи и обработки информации (правда,
только числовой). Вместе с тем Плюсик можно рассматривать как модель
процессора. При работе именно с этим исполнителем дети впервые знакомятся с
новым для себя способом хранения информации — стеком. Принцип работы со стеком,
понятия «вершина стека», «глубина стека» — обо всем этом грамотно и
последовательно рассказывает детям учитель. Обширные и достаточно полные
рекомендации учителю по работе с Плюсиком (как и с другими исполнителями)
представлены в ПМК «Роботландия» в пособии для учителя.
С помощью Плюсика можно решать обычные задачи из курса
начальной школы. Только вычисления для задачи, которые обычно выполняются
детьми в тетради, теперь будут записываться ими в Плюсике с получением
результата. Лучше вначале решать задачи, которые вчера или сегодня дети решали
на уроке математики. Эти задачи им уже близки и прочувствованы ими. Останется
только выполнить последний этап — записать действия в Плюсике. Лучше не спешить
с разнообразием задач. Возьмите одну-две задачи. Меняйте условия в них, не
меняя числовых значений. Сформулируйте обратную задачу: то, что было известно
ранее, сделайте неизвестным и т. д. В работе такого вида основу составляет
решение задач, а Плюсик — только инструмент.