Лозенко Галина Федоровна
кандидат физико-математических наук,  доцент кафедры информатики и методики преподавания информатики, Оренбургский государственный педагогический университет,  г. Оренбург
glozenko@yandex.ru  

Подготовка  студентов-информатиков к преподавательской  деятельности в условиях введения в школьное образование федеральных стандартов второго поколения

Аннотация
Рассматриваются вопросы подготовки выпускников - учителей информатики к преподавательской деятельности в условиях введения ФГОС II поколения.  Студенты специалитета, обучающиеся по старым учебным планам, не имеют дисциплин по выбору,  в рамках которых их можно было бы познакомить их с учебно-нормативными документами по введению  ФГОС II поколения.  Автор видит выход в использовании для этих целей учебной практике в 10-м семестре.

Ключевые слова
робототехника, стандарт II поколения,  универсальные учебные действия, технологическая карта урока

Смена школьных образовательных стандартов  привносит свои изменения в блок дисциплин профессиональной подготовки студентов. В частности, стандарты школьного образования второго поколения предусматривают организацию  внеучебной деятельности школьников. С  целью подготовки студентов к такому виду деятельности в учебные планы бакалавриата в блок дисциплин по выбору  ввели такие дисциплины как  «Алгоритмы робототехники», «Учебные робототехнические комплексы»,  «Организация внеучебной деятельности по информатике».  Помимо подготовки к внеучебной деятельности, студентов необходимо знакомить с блоком учебно-нормативных документов по введению Федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС) II поколения. Эта проблема решается в дисциплинах профессионального блока обучения и на педагогических практиках. Но у нас возникли проблемы с выпускниками, которые в настоящее время обучаются по старым учебным планам, реализующих модель специалитета и не имеют указанных выше дисциплин по выбору для внеучебной деятельности.  Мы воспользовались тем, что для специалитета  в 10-м семестре предусмотрена учебная практика на базе кафедры. Это дает нам возможность изучить хотя бы в небольшом объеме учебный модуль «Основы робототехники» и учебный модуль «Учебно-нормативное обеспечение ФГОС II поколения».  

Естественно предположить, что студенты с большим интересом  будут изучать первый учебный модуль. В таком случае, можно использовать совместное изучение вопросов первого и  второго учебных модулей  и выстроить общую учебную проблему, которую можно представить следующим образом. Предложить студентам собирать,  программировать, испытывать роботов Lego Mindstorms NXT 2.0,  и одновременно составлять технологические карты уроков, где были бы представлены УУД (универсальные учебные действия), ТПД (технология проблемного диалога, обеспечивающая постановку проблемы урока самими учениками),  ТОУУ (технология оценивания успешности учения, когда сам ученик оценивал свои успехи), уровневые задания и т.д.  

Из первого учебного модуля  «Основы робототехники» мы выбрали  раздел «Шагающие механизмы». Для конструирования были предложены следующие модели (во всех случаях предполагалось использовать один сервомотор и одинаковую для всех моделей программу):  двуногий шагающий робот; четвероногий шагающий робот и шестиногий  шагающий робот. Итоговым проектом являлось конструирование стопоходящего механизма Чебышева. Предлагались три уровня сложности выполняемого проекта:

• собрать модель с использованием полной инструкции, разработанной с помощью  программы  Lego Digital Designer [1]  (заготовка учителя);

• собрать модель с использованием видеоролика [2];

• собрать модель с использованием материалов презентации, где излагается только принцип стопоходящего механизма Чебышева [3].

Таблица №1. «Стопоходящий механизм Чебышева»

1 уровень

2 уровень

3 уровень

Второй учебный модуль. Для знакомства с учебно-нормативными документами по введению ФГОС II поколения изучались материалы сайта [4]. Рассматривался блок документов: федеральный закон об образовании в Российской Федерации; концепция фундаментального ядра содержания общего образования; федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования; примерные программы по учебным предметам, в частности, по информатике  и ряд других документов. 

Методической поддержкой для второго учебного модуля являлись материалы сайта «Школа 2100» [5]:

• методические пособия для учебников по информатике для 7-9 классов под редакцией Горячева А.В., файлы к тематическим модулям учебников и сами учебники для 7-9 классов, которые оказались цветными, причем цвета (оранжевый, зеленый, голубой, розовый) соответствовали УУД – регулятивному, коммуникативному, познавательному, личностному);

• описание технологий проблемного диалога (ТПД), оценивания успешности учения (ТОУУ), формирования правильного типа читательской деятельности;

• конспекты и презентации к урокам информатики и др. материалы.

Обсудив модели технологических карт  из разных источников, мы составили свою модель, включающую этапы урока, деятельность учителя, деятельность ученика, формирование УУД. Приведем общий фрагмент карты урока, которые очень объемные и где упор сделан на формирование УУД, т.к. студентам пока трудно расписывать все УУД за неимением опыта учительской работы, поэтому этот фрагмент карты больше отражает учебный материал для студента.   

Таблица № 2. Фрагмент технологической карты

Деятельность учителя

Формирование УУД

Учитель использует ТПД с целью самостоятельного поиска проблемы урока учениками. Учитель предлагает наборы конструкторов Lego Mindstorms NXT 2.0 и инструкции (неполные и полную) для сборки двуногого, четвероногого и шестиногого  шагающих  роботов с общим описанием всех конструкций: -        робот должен стоять на поверхности (полигоне), упираясь только на  «ноги»; -         «ноги»  робота приводятся в движение одним мотором; -        движение «ног»  должно быть возвратно-поступательным; -        центр тяжести робота должен быть смещен вперед по ходу движения. Учитель  после сборки очередной модели  ставит задачу разработки тестирующей программы: -        использовать блок  «Цикл». Сконфигуровать его как бесконечный цикл; -        использовать блок «Движение» внутри бесконечного цикла; -        настроить  блок, выбрав двигатель  А,  направление движения  вперед, уровень мощности  50%,  длительность  движения - бесконечность. Учитель после выполнения каждого задания использует ТОУУ:

Регулятивные  (формулирование проблемы урока, определение плана сборки моделей, прогнозирование поведения робота, корректирование плана сборки в случае неудачных испытаний); Познавательные (поиск необходимой информации – инструкций  для сборки, выбор инструкции сборки  в зависимости от постановки задачи и способностей учеников, оценка результатов сборки, разработка программы на языке NXT-G  как способ решения задачи (движение робота вперед), проведение испытаний на полигоне, анализ  поведения роботов,  формулирование   выводов);  в случае выполнения работы над проектом  ученики знакомятся с работами Чебышева П.Л., из презентации  ученики должны понять,  как вращательное движение  двигателя превращается в поступательное движение конечностей. Коммуникативные (формирование умений распределять роли в команде, контролировать участников, участвовать в коллективном обсуждении проблем – сборка робота, написание и отладка программы, испытание робота). Личностные  (развитие у ученика умения самостоятельно оценивать результат своих действий, контролировать себя, исправлять собственные ошибки).

Результаты решения общей учебной проблемы позволили сделать следующие выводы.

Во-первых, студенты с интересом работали с первым учебным модулем. Модели собирали достаточно быстро, составляли  тестирующую программу, испытывали на полигоне, вносили правки, в итоге  все задачи выполнили. Трудности были с проектом. Первый уровень самый простой – собрать стопоходящий механизм Чебышева по полной инструкции, причем инструкцию надо было сгенерировать с помощью программы Lego Digital Designer (заготовка учителя). Оказалось, что не у всех студентов хватало терпения на такой вид работы.  Гораздо интереснее выполнялось задание 2 уровня, практически все студенты с ним справились. Задание 3 уровня  посчитали слишком сложным.  Следует отметить, что занятия по робототехнике всегда проходили в творческой обстановке, студенты с интересом собирали модели роботов, искали видеоролики по роботам, методические материалы, поскольку понимали, что в скором времени, возможно, они будут вести занятия по робототехнике. 

Во-вторых, совмещение первого и второго учебного модуля  дало пожительные результаты. Уже в процессе работы с каждой моделью студенты обсуждали технологию проблемного диалога – как подвести ученика к пониманию проблемы урока, какие УУД  при этом формируются и как их сформулировать своими словами и записать в технологическую карту урока.  Труднее шло восприятие технологии оценивания успешности учения (выявилось даже отрицательное отношение к этой технологии), хотя алгоритм оценивания понятен, и то, что эта технология формирует в основном личностные УУД, студентам тоже было понятно.  

Будем надеяться, что  в дальнейшем по мере приобретения учительского  опыта работы нашими выпускниками, проблемы методического характера по внедрению ФГОС II поколения будут успешно решаться.

Литература

1. LEGO Digital Designer 4.3: [электронный ресурс]. / URL: http://ldd.lego.com/ru-ru/download/   [дата обращения 18.07.2013]

2. Стопоходящая машина Чебышева  Lego Mindstorms NXT 2.0: [электронный ресурс]. / URL:  http://www.youtube.com/watch?v=wqPp7GIk7dg. [дата обращения 18.07.2013]

3. Математические этюды: [электронный ресурс]. / URL:  http://www.etudes.ru/ru/etudes/stopohod/   [дата обращения 18.07.2013]

4. Федеральный Государственный Образовательный СТАНДАРТ:  [электронный ресурс]. / URL:  http://standart.edu.ru/ . [дата обращения 18.07.2013]

5. Образовательная система «Школа 2100»: [электронный ресурс]. / URL:  http://www.school2100.ru/   [дата обращения 18.07.2013]

Работа проведена в рамках государственного задания на выполнение научно-исследовательских работ  в 2012–2014 г.г., рег. № 7.2484.2011. 

Рекомендовано к публикации:
С.А.Писарева, доктор педагогических наук,член Редакционной Коллегии

_____ 

Galina F. Lozenko 
Candidate of phys.-math. Sciences,  Associate Professor of  the Department of Computer Science, Orenburg State Pedagogical University, Orenburg
glozenko@yandex.ru

On the preparation of future teachers for the teaching of computer science in the introduction of schooling federal standards for second-generation

Regarded as the introduction of the second generation of standards affects the training of future science teachers to teaching. Speciality students enrolled in the old curricula, do not have the choice of disciplines in which they could introduce them to the training regulations for the introduction of the new standards. The author sees a way to use these for the purposes of educational practice in the 10th semester.

Keywords
robotics, standard  II generation, multi-purpose learning activities, technological map tutorial