трусики женские украина

На головну

 Методика викладання теми "Програмування в середовищі Scratch" учням початкової школи - Педагогіка

Дипломна робота

По темі:

«Методика викладання теми« Програмування в середовищі Scratch »учням початкової школи»

Введення

Сьогодні наука і технологія розвиваються настільки стрімко, що освіта часто не встигає за ними. Наприклад, для того, щоб успішно виступати на Російських олімпіадах з інформатики, треба серйозно займатися, починаючи з початкової школи. Провідні вузи і фірми, що працюють в галузі інформаційних технологій, - МГУ, МФТІ, МІФІ, Intel та ін. - Намагаються залучити школярів до наукової діяльності, причому з усе більш раннього віку. Для цього проводяться конкурси, вікторини, олімпіади та інші заходи.

Уже в молодшому шкільному віці інтереси багатьох хлопців зазнають суттєвих змін, і більшість з них сильно віддаляються від навчальної діяльності взагалі і науково-пізнавальної - зокрема. Це можна пояснити різними причинами (що й роблять психологи і педагоги), але однією з найбільш серйозних таких причин, безсумнівно, є неуспішність наших дітей у навчальній діяльності або боязнь такий неуспішності. Як показують дослідження психологів, боязнь зазнати невдачі в школі діти ставлять на друге місце (по силі стресу), відразу після смерті батьків. У такій ситуації одним з найважливіших завдань педагогів слід вважати створення комфортної навчально-виховного середовища, в якій можлива найбільш повна самореалізація дитини.

Іншою причиною зниження інтересу учнів, що має відношення власне до інформатики, є дуже невелика кількість годин, передбачене федеральними освітніми стандартами на вивчення даного предмета. Більше того, стандарти другого покоління взагалі не включають дисципліну «Інформатика», замінюючи її «Інформаційними технологіями». Основний акцент передбачається зробити на придбанні учнями інформаційної грамотності, що припускає загальні навички обробки інформації різних видів. Теоретична ж підготовка з інформатики винесена під внеучебную діяльність і, таким чином, носить факультативний характер.

Тому найбільш гостро стоїть проблема вивчення можливих підходів до організації проектної позанавчальної освітньої діяльності з інформатики в початковій школі. Досвід таких видних педагогів як М.П. Лапчик, І.Г. Семакін, Є.К. Хеннер свідчить, що така діяльність дозволяє, з одного боку, організувати середовище для самореалізації та самоствердження учнів, і, з іншого боку, сформувати у них потяг до творчості і знань і дати відповідні засоби її реалізації. Рішення вище зазначеної проблеми може базуватися на використанні в навчанні інформатики мови програмування Scratch.

Scratch - це об'єктно-орієнтоване середовище, в якій блоки програм збираються з різнокольорових цеглинок команд точно також, як машини або інші об'єкти збираються з різнокольорових цеглинок в конструкторах Лего. Крім того, в ньому можна знайти сучасні ідеї із середовищ візуального програмування типу Delphi і навіть з презентаційних систем.

Scratch - це мультимедійна система. Велика частина операторів мови спрямована на роботу з графікою і звуком, створення анімаційних та відеоефектів. Маніпуляції з медіаінформації - головна мета створення Scratch.

На даний момент методика викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» не розроблена. У зв'язку з цим метою дипломної роботи є розробка методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи.

Завдання дослідження:

1) ознайомитися з середовищем Scratch, з її можливостями та характеристиками;

2) уточнити особливості програмування в середовищі Scratch;

3) провести аналіз підручників, навчальних посібників та методичної літератури;

4) виявити специфіку навчання молодших школярів програмуванню в середовищі Scratch;

5) розробити перелік питань, які необхідно відобразити при вивченні теми «Програмування в середовищі Scratch»;

6) розробити методичні рекомендації з викладання та тематичне планування з теми «Програмування в середовищі Scratch»;

7) провести експериментальну перевірку розробленої методики.

Дипломна робота складається з вступу, трьох розділів і висновку, містить список літератури.

У першому розділі «Теоретичні основи проблеми викладання теми« Програмування в середовищі Scratch »учням початкової школи» розглянуто теоретичні основи проблеми викладання теми «Програмування в середовищі Scratch», в тому числі:

1) опис середовища програмування Scratch;

2) особливості програмування в середовищі Scratch;

3) аналіз підручників і навчальних посібників з інформатики.

У другому розділі «Розробка методики викладання теми« Програмування в середовищі Scratch »учням початкової школи» описується специфіка викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи, в тому числі:

1) перелік питань, розглянутих при вивченні теми;

2) методичні рекомендації з викладання теми;

3) тематичне планування з теми «.

У третьому розділі «Експериментальна робота щодо застосування методики викладання теми« Програмування в середовищі Scratch »в початковій школі» описується діагностика вміння молодших школярів програмувати в середовищі Scratch і проводиться аналіз ефективності розробленої методики. Наводиться покрокова інструкція по розробці двох проектів, які стали результатом вивчення теми «Програмування в середовищі Scratch» учнями початкової школи.

Експериментальна перевірка розробленої методики пройшла в ГОУ СОШ «Школа здоров'я» №1136 і показала свою ефективність, що дозволяє рекомендувати методику до використання вчителями інформатики, які працюють у початковій школі.

програмування викладання проект школяр

1. Теоретичні основи проблеми викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи

1.1 Опис середовища програмування Scratch

Інтерфейс програми спроектований і зроблений у розрахунку на дітей, тому він максимально добре розуміється інтуїтивно. Розглянемо, як влаштована середу. Після запуску програми екран має вигляд (див. Рис. 1).

Рис. 1. Інтерфейс програми

Головна область (див. Рис. 2), це, звичайно ж, сцена (розташовується в правій частині екрана), на ній відображаються результати роботи проекту.

Рис. 2. Сцена

Щоб на сцені що-небудь відбувалося, необхідно створити спрайт (див. Рис. 3), тобто візуальні динамічні об'єкти; для цього використовуються спеціальні кнопки (див. рис. 4).

Рис. 3. Спрайт

Рис. 4. Кнопки створення нових спрайтів

Все, що створено, відображається на аркуші спрайтів, де можна вибрати один з спрайтів для настройки. При цьому інформація про поточний спрайт відображається в середній частині екрану - поле скриптів (див. Рис. 5). Це поле призначене для описування поведінки даного спрайта.

Рис. 5. Поле скриптів

Верхнє поле містить закладки (див. Рис. 6), за допомогою яких можна від перегляду скриптів перейти до перегляду можливих видів (малюнків) спрайта і пов'язаних з даними спрайтом звуків. Коротка інформація про обраний спрайт: ім'я, поточний образ, координати, напрямок і т.д. знаходяться вище (див. рис. 7).

Малюнок 6. Закладки

Рис. 7. Коротка інформація про спрайт

У цій же області знаходиться кнопка, яка викликається шляхом натискання правої кнопки миші на спрайт або звук, що дозволяє зберегти спрайт або звук у вигляді окремого файлу.

Варто підкреслити, що скрипти є складовою частиною кожного спрайту, подібно візуальним образам і звуків. Загальні атрибути, відносяться до всього проекту в цілому, можна приєднати до сцени: у неї також можуть бути свої скрипти, образи і звуки.

При створенні скриптів використовується палітра блоків, яка займає ліву частину екрану (див. Рис. 8). У її верхній частині розташовуються 8 різнокольорових кнопок, які вибирають потрібну групу команд: рух (див. Рис. 8), зовнішність (див. Рис. 9), звук (див. Рис. 10), перо (див. Рис. 11) , контроль (див. рис. 12), сенсори (див. рис. 13), числа (див. рис. 14), змінні (див. рис. 15). Команди обраної групи відображаються в нижній частині вибраного вікна.

Рис. 8. Палітра блоків

Рис. 9. Зовнішність

Рис. 10. Звук

Рис. 11. Перо

Рис. 12. Контроль

Рис. 13. Сенсори

Рис. 14. Числа

Рис. 15. Змінні

Коли все готово, можна натиснути кнопкуі перейти в повноекранний режим, в якому сцена займе весь екран, а всі інші області забираються. Отриманий режим дуже нагадує перегляд готової презентації в Power Point.

Практично все управління системою зосереджено у верхній частині екрана. Головне меню, виконане у вигляді горизонтальних кнопок.

Рис. 16. Головне меню

Крім них окремо виділені кнопки перемикання режиму повороту спрайтів, панель інструментів, а також кнопки запуску і зупинки скриптів.

З вищесказаного стає зрозуміло, що Scratch розроблявся як нова навчальна середовище для навчання школярів програмуванню. У той же час учні в повній мірі можуть розкрити свої творчі таланти, так як в ньому можна легко створювати фільми, ігри, анімовані листівки та презентації; придумувати і реалізовувати різні об'єкти, визначати, як вони виглядають в різних умовах, переміщати по екрану, встановлювати способи взаємодії між об'єктами. Діти можуть складати історії, малювати і оживляти на екрані придуманих ними персонажів, вчитися працювати з графікою і звуком. Важливо і те, що дитина має можливість поділитися результатом своєї творчості з друзями або іншими користувачами.

Scratch створювався для учнів починаючи від 8 і до 16 років, а й діти більш раннього віку можуть працювати в цьому середовищі над проектами разом з батьками або старшими братами і сестрами. З іншого боку, навіть студенти багатьох виклик можуть використовувати Scratch на заняттях у комп'ютерних класах.

1.2 Особливості програмування в середовищі Scratch

Scratch - середовище програмування, що з'явилася відносно недавно, дає можливість учням молодшого та середнього шкільного віку створювати ігри, фільми, анімовані історії та багато іншого. Програма Scratch в об'єктно-орієнтованої середовищі «збирається» з різнокольорових блоків команд так само, як збираються з різнокольорових цеглинок в конструкторах Лего різні об'єкти. Створення програм в Scratch відбувається шляхом поєднання графічних блоків у стеках. При цьому блоки зроблені так, що їх можна поєднувати тільки в синтаксично вірні конструкції, що виключає помилки. Різні типи даних мають різні форми блоків, підкреслюючи сумісність / несумісність об'єктів між собою. Є можливість внесення змін до програми навіть тоді, коли вона запущена, що дозволяє експериментувати з новими ідеями по ходу рішення задачі. В результаті виконання простих команд створюється складна модель, в якій взаємодіють безліч об'єктів, наділених різними властивостями. Після того як проект створений в Scratch, є можливість його розмістити на сайті http://scratch.mit.edu/.

Одним із принципових переваг даного середовища є те, що вона є вільно поширюваним програмним продуктом, таким чином, будь освітня установа може завантажити програму з інтернету і приступити до безпосереднього вивчення і роботі в новому середовищі програмування. Scratch не вимагає установки.

Сама ідеологія Scratch дозволяє використовувати при навчанні сучасні методики та технології навчання, такі як проблемний підхід і метод проектів. Після вивчення основних конструкцій мови і можливостей середовища ставиться завдання по створенню та розробці відповідного проекту. Це можуть бути різні історії, тематику яких вчитель пропонує з урахуванням вікових особливостей учнів, наприклад, «Моя сім'я», «Мої захоплення», «Талановиті люди» (традиційна тематика проектів для пропедевтичного навчання); рекламні ролики; анімовані історії за віршами і казками, що вивчаються в школі і просто улюбленим учнями і т.д.

Дана технологія навчання стимулює учнів до освоєння можливостей мови програмування, вивчення предмета «Інформатика та ІКТ», підкреслюючи їх практичну особистісну значимість. Аналіз роботи в Scratch показує, що програма досить проста і легко освоюється. Однак, незважаючи на свою простоту, Scratch надає користувачеві різноманітні засоби роботи з мультимедійними ресурсами, що викликає інтерес в учнів, сприяє розвитку позитивної мотивації до предмета в цілому.

Середа Scratch розроблена і підтримується групою MIT Media Lab з Массачусетського інституту технології (http://scratch.mit.edu). Scratch є безкоштовним продуктом, що важливо для російських шкіл. Його розробка ведеться на мові Squeak, одному із спадкоємців Smalltalk. Алан Кей, що стоїть біля витоків Smalltalk, а значить і у самих коренів об'єктно-орієнтованих технологій взагалі, дуже зацікавлено ставиться до розвитку мислення та креативності дітей. Причому Кей вважає, що такий розвиток має починатися якомога раніше: «... the media that powerfully shape our ways of thinking must be made accessible as early in life as possible». Середа (і мова) програмування Scratch, за задумом його творців, є якраз тим засобом, яке здатне формувати «способи мислення».

Однією з головних концепцій мови Scratch, є розвиток власних задумів з першої ідеї до кінцевого програмного продукту. Для цього в Scratch є всі необхідні засоби:

- Стандартні для мов процедурного типу: слідування, розгалуження, цикли, змінні, типи даних (цілі і речові числа, рядки, логічні, списки - динамічні масиви), псевдовипадкові числа;

- Об'єктно-орієнтовані: об'єкти (їх поля і методи), передача повідомлень і обробка подій;

- Інтерактивні: обробка взаємодії об'єктів між собою, з користувачем, а також подій поза комп'ютера (за допомогою підключається сенсорного блоку);

- Паралельне виконання: запуск методів об'єктів в паралельних потоках з можливістю координації і синхронізації;

- Створення простого інтерфейсу користувача.

Разом з тим в Scratch поки відсутні такі важливі компоненти мови взагалі і об'єктно-орієнтованої мови зокрема, як процедури та функції, передача параметрів і повернення значень (крім як через глобальні змінні), рекурсія, визначення класів об'єктів, спадкування та поліморфізм, обробка виключень , текстовий введення і файловий введення і виведення. Однак не викликає сумнівів, що в найближчому майбутньому мову поповниться цими і, ймовірно, деякими іншими компонентами. Як ми бачимо, Scratch дійсно має багаті можливості. При цьому для початку його вивчення не потрібно нічого (на перших порах), крім уміння читати, оскільки програма складається з готових кольорових блоків. Цьому рівню відповідають практично всі першокласники.

Однією з найважливіших особливостей проекту Scratch є велика постійно діюча спільнота користувачів. Власні розробки можна викладати в інтернет і потім переглядати їх на будь-якому комп'ютері, де встановлена ??Java (або сам Scratch). В даний час актуальною є версія Scratch 1.3, що підтримує кирилицю (і кілька десятків інших мов).

Уже в початковій школі діти легко можуть освоїти такі поняття як «паралельність» і «синхронізація». При цьому важливим є не «знання» термінології, але розуміння взаємної зв'язку виконуються потоків.

Scratch бере все найкраще від обчислювальної техніки та дизайну інтерфейсів для того, щоб зробити процес програмування більш привабливим і доступним для дітей, підлітків і тих, хто хоче навчитися програмуванню. Основні особливості Scratch:

· Блочне програмування. Для створення програм в Scratch, ви просто поєднуєте графічні блоки разом в стеках. Блоки зроблені так, щоб їх можна було зібрати тільки в синтаксично вірних конструкціях, що виключає помилки. Різні типи даних мають різні форми, підкреслюючи несумісність. Ви можете зробити зміни в стеках, навіть коли програма запущена, що дозволяє більше експериментувати з новими ідеями знову і знову.

· Маніпуляції даними. Зі Scratch ви можете створити програми, які управляють і змішують графіку, анімацію, музику та звуки. Scratch розширює можливості управління візуальними даними, які популярні в сьогоднішній культурі - наприклад, додаючи програмованість, схожих на Photoshop фільтрів.

· Спільна робота та обмін. Сайт проекту Scratch пропонує натхнення і аудиторію: ви можете подивитися проекти інших людей, використовувати і змінити їх картинки і скрипти, і додати ваш власний проект. Найбільше досягнення - це загальна середу і культура, створена навколо Scratch.

Scratch пропонує низьку підлогу (легко почати), висока стеля (можливість створювати складні проекти) і широкі стіни (підтримка великого різноманіття проектів). У роботі зі Scratch приділяється особлива увага простоті, іноді навіть на шкоду функціональності, для більшої зрозумілості.

Коли учні працюють над проектом в Scratch, вони мають шанс вивчити важливі обчислювальні концепції, такі як повторення, умови, змінні, типи даних, події та процеси. Scratch вже був використаний для представлення цих понять учням різних вікових груп, від елементарної школи до коледжу. Деякі учні перейшли від традиційних, текстових, мов програмування, після того, як їм показали програмування в Scratch.

Scratch заснований на кращому від мови програмування Squeak. Він був натхненний попередньою роботою над Logo і Squeak Etoys, але задуманий більш простим і інтуїтивним.

Scratch - проект з відкритим вихідним кодом, але закритою командою розробників. Вихідний код доступний у вільному доступі, але додаток розробляється маленької командою вчених з MIT Media Lab.

1.3 Аналіз підручників з інформатики

У проекті стандарту і обов'язковому мінімумі з інформатики зміст алгоритмічної лінії визначається через наступний перелік понять: алгоритм, властивості алгоритмів, виконавці алгоритмів, система команд виконавця; формальне виконання алгоритмів; основні алгоритмічні конструкції; допоміжні алгоритми.

Вивчення алгоритмізації в шкільній інформатиці може мати два цільових аспекти: перший - розвиваючий аспект, під яким розуміється розвиток алгоритмічного (ще кажуть - операційного) мислення учнів; другий - програмістський аспект. Складання програми для ЕОМ починається з побудови алгоритму; найважливішою якістю професійного програміста є розвинене алгоритмічне мислення. Якщо в першому шкільному підручнику інформатики у вивченні алгоритмізації превалював другий, програмістський, аспект, то надалі стала більше подчеркиваться розвиваюча роль даної теми.

Питання про місце і обсязі теми програмування в базовому курсі залишається дискусійним. У різних версіях обов'язкового мінімуму це питання вирішувалося по-різному. Тут також можна говорити про два цільових аспектах, з якими пов'язане вивчення програмування в школі. Перший аспект пов'язаний з посиленням фундаментальної компоненти курсу інформатики. Учням дається уявлення про те, що таке мови програмування, що являє собою програма на мовах програмування високого рівня, як створюється програма в середовищі сучасної системи програмування. Отримавши уявлення про мову машинних команд на матеріалі навчальних комп'ютерів і про мови високого рівня, учні будуть усвідомлено сприймати поняття «трансляція».

Другий аспект носить профорієнтаційний характер. Професія програміста в наш час є досить поширеною і престижною. Вивчення програмування в рамках шкільного курсу дозволяє учням випробувати свої здібності до такого роду діяльності. Безумовно, більшою мірою це завдання може вирішувати профільний курс інформатики в старших класах.

Основою методики навчання алгоритмізації та програмування є методика структурного програмування. Структура гілки програмування носить характер узагальненої методичної схеми, яка застосовується при будь-якому рівні вивчення програмування. На різних рівнях вивчення може відрізнятися глибина і ступінь подробиці розкриття різних розділів схеми.

Поняття «алгоритм» є центральним у першому шкільному підручнику інформатики [11]. У підручнику наводиться таке визначення: «Під алгоритмом розуміють зрозуміле і точне розпорядження (вказівка) виконавцю здійснити послідовність дій, спрямованих на досягнення зазначеної мети чи на вирішення поставленого завдання» [11, с. 35]. Вказівка ??на виконання кожної окремої дії названо командою, а «сукупність команд, які можуть бути виконані виконавцем, називається системою команд виконавця». В якості основного властивості алгоритму підкреслюється формальний характер роботи виконавця при його виконанні. Звідси робиться висновок про те, що виконавцем алгоритму може бути автомат (машина, робот). На цій ідеї заснований принцип програмного управління роботою комп'ютера, оскільки програма - це і є алгоритм, представлений на мові, «зрозумілою» комп'ютера - на мові програмування.

Сформульовані в підручнику [11] поняття з'явилися дидактичної основою для розкриття теми алгоритмізації у всіх наступних підручниках інформатики.

Практично весь алгоритмічний розділ підручника [11] орієнтований на виконавця - людини. У завданнях обчислювального характеру (а їх більшість у підручнику) як методу роботи виконавця пропонується заповнення таблиці значень. У програмуванні такі таблиці прийнято називати трасувальні таблицями. У підручнику сказано: «При виконанні алгоритму комп'ютером значення величин зберігаються в його пам'яті. При виконанні алгоритму людиною таблиця значень виконує роль додаткової пам'яті для виконавця »[15, с 36].

Ручне трасування є досить корисним методичним прийомом при навчанні алгоритмізації та програмування. Вона дозволяє людині відчути себе формальним виконавцем, простежити процес виконання алгоритму, виявити помилки в алгоритмі. Від цього прийому не слід відмовлятися, незалежно від того, чи є в розпорядженні учнів комп'ютер чи ні.

Одним з основних методичних досягнень підручника [11] стало введення в шкільну інформатику навчального алгоритмічної мови. Алгоритмічний мову А.П. Єршова можна назвати російськомовним псевдокодом, призначеним для навчання методиці структурного програмування. Хоча в самому підручнику слова «структурне програмування» ніде не вживаються, але, фактично, реалізується саме цей підхід.

Ідея і технологія структурного програмування виникла і інтенсивно розвивалася в 60-70-х рр. XX століття і пов'язана з іменами таких класиків програмування, як Е.В. Дейкстрой, X. Д. Мілі, Е. Кнут та ін. Великий внесок у теорію і практику програмування вніс у цей період і академік А.П. Єршов. Зокрема, їм був розроблений АЛЬФА-мова програмування (розвинена версія структурного мови Алгол-60 з російськомовною нотацією) і створений транслятор з цієї мови (АЛЬФА-транслятор). Навчальний алгоритмічний мова містить в собі багато рис АЛЬФА-мови. Для навчальних цілей на базі алгоритмічної мови була створена мова програмування РАПІРА, описаний в підручнику [11]. Однак він не набув поширення. У 1987 р в МДУ була здійснена розробка навчального середовища програмування на основі алгоритмічної мови, що отримала назву «Е-практикум» (Е-87). Згодом вона отримала розвиток і поширення через відомий пакет навчального програмного забезпечення кумиром (Комплект Навчальних Міров).

Поряд з використанням алгоритмічної мови для опису алгоритмів в підручнику [11] активно використовуються блок-схеми. Підкреслюється необхідність стандартного зображення блок-схем, чого також вимагає методика структурного підходу до програмування.

У своїх методичних статтях і виступах А.П. Єршов висував наступну ідею стосовно до шкільної інформатики: розрізняти виконавців алгоритмів, що працюють з величинами і працюючих «в обстановці»; а відповідні алгоритми для цих виконавців називати алгоритмами роботи з величинами і алгоритмами роботи «в обстановці». В алгоритмах другого типу відсутні такі елементи, як величини (змінні, константи), команда присвоювання, проте використовуються всі типи алгоритмічних структур. Ідея застосування таких виконавців для навчання в повній мірі була реалізована в більш пізніх навчальних виданнях.

Історично першим педагогічним програмним засобом, призначеним для навчання дітей алгоритмізації, була мова програмування ЛОГО, розроблений в кінці 1960-х рр. американським педагогом-психологом С. Пейпертом [16]. До складу ЛОГО входить виконавець Черепашка, призначення якого - зображення на екрані креслень, малюнків, що складаються з прямолінійних відрізків. Програми управління Черепашкою складаються з команд: вперед (а), тому (а), направо (в), ліворуч (в), підняти хвіст, опустити хвіст. Мається на увазі, що Черепашка малює хвостом, і якщо хвіст опущений, то при переміщенні проводиться лінія, а коли хвіст піднятий, то лінія не малюється. Крім того, в мові є всі основні структурні команди. В цілому ЛОГО призначений для навчання структурної методикою програмування. Від ЛОГО походить поняття черепашачою графіки, використовуваної також і в деяких професійних системах комп'ютерної графіки.

Головне методичне гідність виконавця Черепашки - ясність для учня вирішуваних завдань, наочність процесу роботи в ході виконання програми. Як відомо, дидактичний принцип наочності є одним з найважливіших в процесі будь-якого навчання.

У підручнику А.Г. Кушніренко [20] були розвинені ідеї викладання алгоритмізації, закладені А.П. Єршовим і С. Пейпертом. Основним методичним прийомом стало використання різноманітних навчальних алгоритмічних виконавців. У підручнику введено два таких виконавця - це Робот і Чертежник. Призначення Робота - переміщення по полю, розділеному на клітини з виставленими в різних місцях стінами. По шляху свого руху Робот може зафарбовувати клітини, вимірювати температуру і рівень радіації. Виконавець Чертежник - це своєрідний графічний пристрій, що діє в системі декартових координат, пов'язаних з екраном. Призначення креслярем - зображення креслень, графіків, малюнків, що складаються з прямолінійних відрізків. Чертежник близький по ідеї до Черепашці, однак робота Черепашки не пов'язана з системою координат (хоча одиниця довжини для неї існує).

Програмування виконавця Робот можливе як без використання величин, так і з величинами. У першому випадку виконавець орієнтується тільки в обстановці на полі, перевіряючи наявність стіни в деякому напрямку або з'ясовуючи, зафарбована чи чергова клітина. Наприклад, для того щоб зафарбувати всі клітини уздовж стіни, розташованої горизонтально нижче Робота, він повинен виконати певну програму. Тут використано цикл з передумовою - основний тип циклічної команди (нц - початок циклу, кц - кінець циклу). Розглянемо ще один приклад: Робот рухається вздовж горизонтальної стіни і зафарбовує лише порожні (Не зафарбовані) клітини.

нц поки знизу стіна

якщо клітина не зафарбована то зафарбувати всі

вправо кц

Автори підручника [20] інтерпретують свого виконавця наступним чином: Робот - це автоматичний пристрій, кероване комп'ютером. Між комп'ютером і Роботом є прямий і зворотний зв'язок. За прямого зв'язку від ЕОМ до Роботу передаються керуючі команди, по зворотного зв'язку - відповіді Робота на запити про поточну обстановку. Наприклад, фраза «знизу стіна» позначає запит комп'ютера до Роботу на перевірку умови: чи знаходиться під ним стіна. В результаті Робот по зворотного зв'язку відповідає «так» чи «ні» залежно від обстановки. Те ж саме відноситься до фрази «клітина не зафарбована».

З розглянутих прикладів випливає висновок про те, що лише за наявності зворотного зв'язку алгоритми управління виконавцем можуть мати складну структуру, що містить цикли і розгалуження. Без зворотного зв'язку алгоритми можуть бути тільки лінійними.

На прикладі виконавця Робота вводиться поняття допоміжного алгоритму та методу послідовного уточнення (спадного проектування; програмування зверху вниз). Приклад використання Робота в підручнику [20] доводить, що обмежуючись виконавцями і алгоритмами, що працюють без величин, можна успішно навчати структурної методикою програмування.

У мову Робота поступово включається використання величин з усіма їх атрибутами: ім'ям, значенням, типом. Всі команди креслярем, крім «підняти перо», «опустити перо», використовують параметри, які є величинами.

Мовою опису алгоритмів для всіх виконавців є навчальний алгоритмічний мову (АЯ). За основу взята версія АЯ, описана в підручнику А.П. Єршова [11]. Однак введені деякі модифікації в образотворчі засоби мови. Введення в підручнику [20] всякої нової конструкції алгоритмічної мови відбувається за однаковою методичної схемою:

· Розглядається нова завдання, що вимагає введення нової конструкції;

· Описується алгоритм вирішення цього завдання;

· Дається формальний опис даної конструкції в загальному вигляді.

Поряд з алгоритмами для Робота і креслярем в підручнику [20] розглядаються алгоритми обчислювального характеру, орієнтовані на універсального виконавця обробки інформації - комп'ютер. Це типові завдання обробки числової і символьної інформації: обчислення числових послідовностей, обробка масивів, літерних рядків та ін. Розглядаються також алгоритми вирішення змістовних завдань методами математичного моделювання.

В цілому можна сказати, що в підручнику [20] алгоритмічна лінія шкільної інформатики опрацьована найбільш повно і послідовно як в змістовному, так і в методичному плані.

Алгоритмічна лінія у підручнику А.Г. Гейна [6] реалізована за двома напрямками. Перший напрямок полягає у використанні навчальних виконавців алгоритмів, що працюють «в обстановці», подібно до того, як це робиться в підручнику [20]. Другий напрямок полягає у навчанні побудови обчислювальних алгоритмів для вирішення задач математичного моделювання.

У підручнику [6] також застосований виконавець з назвою «Чертежник», який відноситься до категорії виконавців, які працюють за принципом «черепашачою графіки». На відміну від кресляра з підручника А.Г. Кушніренко, його команди переміщення (зробити крок, стрибнути) і обертання (повернути ліворуч) не мають параметрів. По одній команді виконавець переміщається на строго певну відстань - один крок, або повертається проти годинникової стрілки на 90 °. Тому створювані малюнки можуть складатися тільки з горизонтальних і вертикальних відрізків. У цьому сенсі образотворчі можливості даного виконавця більш скромні, ніж у кресляра А.Г. Кушніренко. Можна сказати, що Чертежник А.Г. Гейна в чистому вигляді є виконавцем, працюючим «в обстановці».

Для моделювання методів вирішення задач обробки табличної інформації в [6] введений виконавець Робот-маніпулятор. Прямокутна таблиця імітується стелажем, що складається з комірок, в які можуть бути поміщені різні радіодеталі (мікросхеми, транзистори та ін.). Робот вміє переміщатися у вертикальному і горизонтальному напрямках уздовж осередків, поміщати в них деталі або витягувати деталі з осередків. Тут можна говорити про появу величин, розглядаючи ім'я деталі в комірці як величину (проводиться порівняння її імені з ім'ям шуканої деталі). Характерна структура алгоритмів керування Роботом - вкладені цикли з ветвлениями.

Другий напрямок алгоритмічної лінії в підручнику [6] - алгоритми розв'язання обчислювальних задач. Для побудови таких алгоритмів використовується навчальний виконавець Обчислювач. Це виконавець, який працює тільки з числовими величинами. Оскільки в якості мови програмування для реалізації обчислювальних алгоритмів на ЕОМ використовується Бейсік, то і мова Обчислювача «бейсікообразен». Незважаючи на неструктурний характер використовуваної версії Бейсика, автори намагаються залишатися в рамках структурного підходу. Зокрема, це проявляється в тому, що в мові Обчислювача відсутня команда переходу.

Для моделювання поняття змінної стосовно до Обчислювачеві використовується образ ящика. Ім'я змінної - це буква, записана на «ящику», а присваиваемое їй значення - це величина (число), що поміщається в «ящик». Складання програми на Бейсике по даному алгоритму інтерпретується як переклад з мови Обчислювача на мову Бейсік. При цьому «ящики» для змінних замінюються на осередки пам'яті ЕОМ, а при записі програми потрібно суворо дотримуватися правил синтаксису Бейсика. Для програмування циклу з передумовою в підручнику пропонується використовувати стандартний спосіб його реалізації за допомогою операторів IF GOTO (для версій Бейсика, в яких немає оператора WHILE).

У підручнику В.А. Кайміна та ін. [13] не застосовується методика навчальних виконавців. Вивчення алгоритмізації орієнтується на виконавця-ЕОМ. Для опису алгоритмів використовується алгоритмічний мову, близьку до варіанту А.П. Єршова. Блок-схеми практично не використовуються. У підручнику [13] розглядаються обчислювальні завдання, а також завдання на побудову графічних зображень. Мовою реалізації алгоритмів на ЕОМ є Бейсік. Як і в підручнику [6], автори приділяють увагу стандартним прийомам програмування на Неструктурні Бейсике циклів і розгалужень.

У підручнику третього покоління А.Г. Гейна та ін. [7] істотно змінився підхід до навчання алгоритмізації та програмування в порівнянні з підручником [6] того ж авторського колективу. Введений новий навчальний виконавець Паркетчик. Для того, щоб підкреслити формальний характер роботи виконавців алгоритмів, автори використовують термін «Бездумні виконавці» - БІ. Таким чином, Паркетчик представляє з себе БІ, призначення якого - викладати на картатому поле візерунки з різнокольорових плиток (червоних і зелених). Поле має прямокутну форму; кожна клітина ідентифікується двома індексними номерами - г по горизонталі і по вертикалі, наприклад: (1,1), (3,5) і т.п.

Паркетник може переміщатися за допомогою команд «крок вгору», «крок вниз», «крок вліво», «крок вправо» до сусідніх кліток, а також до будь-якій клітині поля по команді «перейти на (т, п)». У поточну клітку Паркетчик може покласти плитку зазначеного кольору по команді «покласти (колір)» або прибрати плитку по команді «зняти плитку». Умовами в командах розгалуження і циклу може бути перевірка кольору лежить плитки або перевірка наявності перешкоди (стіни) в будь-якому напрямку від поточної клітини.

Паркетник призначений для методичного навчання структурному способом побудови алгоритмів. Форма язие паркетників застосовується також і для опису обчислювальних алгоритмів, подібно до того, як використовується алгоритмічний мову в підручнику А.Г. Кушніренко [20]. По суті справи, між алгоритмічною мовою і мовою паркетників немає принципової різниці. І той і інший являє собою структурний російськомовної псевдокод. Мабуть, вважаючи опис алгоритму мовою паркетників досить структурованим і наочним, автори відмовилися від використання в підручнику [7] блок-схем.

У підручнику [7] пропонуються для вивчення дві мови програмування: QBasic і Паскаль. Оскільки QBasic є структурованою версією Бейсика, то немає принципової різниці у виборі того чи іншої мови для початкового навчання програмуванню.

У підручнику А.А. Кузнєцова та Н.В. Апатова [19] якихось спеціальних навчальних засобів для опису алгоритмів не використовується. Значний за обсягом розділ «Введення в програмування» орієнтований на початкове вивчення Паскаля на прикладах задач обчислювального характеру, а також завдань побудови графічних зображень і обробки рядків.

У підручнику І.Г. Семакіна та ін. [6] застосований відмінний від розглянутих підхід до теми алгоритмізації. Його можна назвати кібернетичним підходом. Алгоритм трактується як інформаційний компонент системи управління. Такий підхід дає можливість ввести в зміст базового курсу нову змістовну лінію - лінію управління. Це багатопланова лінія, яка дозволяє торкнутися наступні питання:

· Елементи теоретичної кібернетики: кібернетична модель управління зі зворотним зв'язком;

· Елементи прикладної кібернетики: структура комп'ютерних систем автоматичного управління (систем з програмним управлінням); призначення автоматизованих систем управління;

· Основи теорії алгоритмів.

Для того щоб дотримати принцип інваріантності змісту по відношенню до конкретних версіями програмного забезпечення, у підручнику [6] описується гіпотетичний навчальний виконавець, якому дано ім'я ГРІС - графічний виконавець. Це виконавець, який працює «в обстановці» (тобто без використання величин). Найбільш близькими до нього є Кенгуренок (пакет навчального ПЗ фірми КУДИЦ) і Чертежник (підручник А.Г. Гейна [7]). На прикладі ГРІС вводяться основні поняття алгоритмізації. Пропонована послідовність завдань сприяє ефективному досягненню основної мети розділу - освоєння структурної методики побудови алгоритмів.

Відзначимо, що в середовищі Scratch поки відсутні такі важливі компоненти мови взагалі і об'єктно-орієнтованої мови зокрема, як процедури та функції, передача параметрів і повернення значень (крім як через глобальні змінні), рекурсія, визначення класів об'єктів, спадкування та поліморфізм, обробка винятків, текстовий введення і файловий введення і виведення. Однак не викликає сумнівів, що в найближчому майбутньому мову поповниться цими і, ймовірно, деякими іншими компонентами. Як ми бачимо, Scratch дійсно має багаті можливості. При цьому для початку його вивчення не потрібно нічого (на перших порах), крім уміння читати, оскільки програма складається з готових кольорових блоків. Цьому рівню відповідають практично всі першокласники.

Однією з найважливіших особливостей проекту Scratch є велика постійно діюча спільнота користувачів. Власні розробки можна викладати в інтернет і потім переглядати їх на будь-якому комп'ютері, де встановлена ??Java (або сам Scratch). В даний час актуальною є версія Scratch 1.3, що підтримує кирилицю (і кілька десятків інших мов).

Уже в початковій школі діти легко можуть освоїти такі поняття як «паралельність» і «синхронізація». При цьому важливим є не «знання» термінології, але розуміння взаємної зв'язку виконуються потоків.

Scratch розроблявся як нова навчальна середовище для навчання школярів програмуванню. У той же час учні в повній мірі можуть розкрити свої творчі таланти, так як в ньому можна легко створювати фільми, ігри, анімовані листівки та презентації; придумувати і реалізовувати різні об'єкти, визначати, як вони виглядають в різних умовах, переміщати по екрану, встановлювати способи взаємодії між об'єктами. Діти можуть складати історії, малювати і оживляти на екрані придуманих ними персонажів, вчитися працювати з графікою і звуком. Важливо і те, що дитина має можливість поділитися результатом своєї творчості з друзями або іншими користувачами.

Scratch створювався для учнів починаючи від 8 і до 16 років, а й діти більш раннього віку можуть працювати в цьому середовищі над проектами разом з батьками або старшими братами і сестрами. З іншого боку, навіть студенти багатьох виклик можуть використовувати Scratch на заняттях у комп'ютерних класах.

Аналіз підручників та навчальних посібників показав те, що програмування учням початкової школи має тісно йти з розвитком творчого потенціалу учнів. Одним із способів організації навчальної діяльності учнів є метод проектів, де придатним інструментом для реалізації є середовище програмування Scratch. Так як простота освоєння і величезний потенціал відмінно поєднуються в одному середовищі, Scratch, цікавий для початкового рівня вивчення програмування.

2. Методика викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи

2.1 Специфіка навчання молодших школярів програмуванню в середовищі Scratch

В даний час інформатику починають вивчати вже в початковій школі. Виникає питання: чи можна в початковій школі дітей навчатимуть алгоритмізації та програмування?

Можна, але при дотриманні наступних умов:

· Для вирішення алгоритмічних задач обрана зрозуміла і цікава учням предметна область;

· Програмна реалізація навчального середовища програмування має дружній користувальницький інтерфейс;

· Для створення алгоритму розв'язання задачі використовуються візуальні засоби подання структур даних і структур управління, які не потребують запам'ятовування великої кількості службових слів і синтаксичних правил запису програми.

Така програмне середовище, в основі якої лежить мова програмування Scratch, була розроблена групою вчених з Массачусетського технологічного інституту (MIT). Створюючи цю мову, вчені поставили більш широку задачу, ніж навчити учнів молодших класів програмуванню. Основна ідея проекту (http://scratch.mit.edu) - стати частиною освітньої програми дітей і підлітків, розвинути у них творчі здібності, логічне мислення, свободу у використанні інформаційних технологій. Все це вирішується шляхом залучення учнів у створення мультфільмів, демонстраційних роликів, програм-тренажерів, комп'ютерних ігор, інтерактивних мультимедійних презентацій.

В основі програмного продукту Scratch лежить графічний мова програмування, що включає різні типи даних і структури управління, реалізований в зрозумілому, дружньому інтерфейсі, доступному для розуміння і використання учнями початкових класів. Крім того, розвинені алгоритмічні конструкції мови Scratch і концепції об'єктно-орієнтованого програмування дозволяють створювати досить складні та ефективні програми, роблять цю середу корисною для старшокласників і студентів (правда, більшою мірою для непрофільних спеціальностей).

Програма мовою Scratch являє собою скрипт (сценарій), створений шляхом підбору та суміщення графічних блоків, що представляють дані і структури управління. Причому дані мають мультимедійну природу, тобто учень може створювати малюнки, музику, оперувати з числової та графічної інформацією.

Перерахуємо особливості Scratch, що дозволяють ефективно використовувати його на початковому етапі навчання програмування та інформаційних технологій.

1) Для того щоб діти ефективно освоювали знання в новій галузі, необхідна наявність мотивації. А мотивація навчальної діяльності виникає, якщо вони відчувають особисту зацікавленість у придбанні знань для досягнення своєї мети. Scratch дозволяє створювати проекти, які цікаві різним віковим групам від 8 до 16 років і старше - інтерактивні презентації, мультфільми, комп'ютерні ігри, програми-тренажери з використанням графіки та мультимедіа.

2) При створенні програм в Scratch не потрібно написання текстів програм на формалізованих мовах програмування, так як тут надані всі необхідні графічні засоби для зображення даних і структур управління. Поєднуючи графічні блоки, можна створити програму і запустити її на виконання в тій же самій середовищі Scratch.

3) Для полегшення процесу створення програми розробники реалізували захист системи від синтаксичних помилок. Тобто при суміщенні графічних блоків можна отримати тільки синтаксично правильні конструкції.

4) Широкі можливості маніпуляції з візуальними даними розвивають навички роботи з мультимедіа інформацією, полегшують розуміння принципів виконання алгоритмічних конструкцій та налагодження програм. Наявність операторів «йти в покажчик миші», «повернутися до покажчика миші», «якщо край, відштовхнутися» і так далі дозволяє створювати динамічну графіку дітям, ще не володіють математичним апаратом маніпулювання графічними об'єктами в координатної системі.

5) Використання шаблонів картинок і звуків з існуючих бібліотек, створення власних файлів, виконання таких операцій з файлами проектів, як Зберегти, Відкрити, Створити, дозволяє учням швидко освоїти роботу з файловою системою і стандартними додатками.

6) Отримання навичок спілкування в IT-співтоваристві, вміння провести перетворення мул редагування існуючого проекту, змінити картинки і скрипти в проектах інших людей і додати їх у свій власний проект шляхом спільної роботи та обміну через мережу «інтернет» створює умови для підготовки людини до активної життя в інформаційному суспільстві. Як було відзначено, віковий діапазон користувачів Scratch досить широкий.

Молодші школярі можуть створювати проекти, які не потребують складної алгоритмічної структури. При цьому вони можуть висловити свої творчі здібності у творі сценарію проекту, підготовці графічних і звукових компонент. Для старшокласників середу Scratch може бути використана на вступних заняттях з вивчення мов програмування високого рівня для демонстрації основних понять: змінна, значення змінної, логічне умова, типи даних, структури управління.

Досвід роботи аспірантів І.Г. Семакіна з учнями початкової школи показує, що після 6-8 годин навчальних занять з викладачем діти виходять на індивідуальну самостійну роботу над проектами. При цьому вони з великим ентузіазмом ставляться до публікації своїх розробок в Мережі, відстежують інтерес Scratch-спільноти до своїх проектів. Крім того, після двох тижнів роботи хлопці впевнено користуються як самої середовищем Scratch, так і супутніми інструментами - графічним редактором, операційною системою Windows (впевнено оперують з графічними і звуковими файлами), програмою Провідник та інтернет - браузерами: Internet Explorer і Firefox Mozilla.

Кількість об'єктів в одному проекті збільшується від 1-2 до 5-10, відповідно збільшується розмір і складність скриптів. Найцікавіше - це те, що з'являється мотивація до вивчення нових можливостей Scratch, які освоюються самостійно, без участі педагога. Обмін проектами в Мережі дозволяє перейти учням на новий щабель навчання. Створюється відкрите освітній простір, де кожен учасник проекту є носієм знання та нових ідей його реалізації. Спостерігаючи за розвитком проекту Scratch і діяльністю школярів, можна відзначити, що ми маємо справу з новою формою навчання. Педагоги, звернувшись до світу мультимедіа та програмування, випускають учня в інформаційне середовище творчості та пізнавальної діяльності, а діти крім предметних знань набувають якості, необхідні кожній людині для успішного життя та професійної кар'єри.

2.2 Методичні рекомендації

На основі аналізу підручників і можливостей програми нами зроблено висновок, що навчання учнів початкової школи програмування в середовищі Scratch має проходити поетапно, від простого до складного. Для більшого розуміння того, як влаштована програма, учням, на початковому етапі потрібно навести приклад з життя. Таким прикладом може служити конструктор Лего, в якому фігури і конструкції збираються з різних частин - кубиків, що в свою чергу показує необхідність підбору правильних кубиків, тому що якщо це не враховувати, то потрібну фігуру або конструкцію ми не отримаємо. Також учням легше зрозуміти поняття «алгоритм» з прикладу - інструкції по збірці.

Після того, як учителем виявлено розуміння учнями, слід переходити безпосередньо до опису програми. На даному етапі ми впритул працюємо з конструктором Лего, показуючи схожість. Найнаочніше його відзначити використовуючи конструктор і виведену на проектор середу Scratch. Необхідно обов'язково зазначити те, що збираючи кубики, наша фігурка росте вгору, а збираючи скрипт в середовищі Scratch - вниз.

Рис. 20. Лего і Scratch

Показавши наочно схожість можна приступити до опису смислових зон середовища Scratch, описаних раніше. По черзі описуються сцена, поле блоків, поле скриптів, лист спрайтів і т.д.

Першим етапом роботи в середовищі Scratch повинен стати невеликий проект, наприклад рух спрайта, малюнок 21.

Рис. 21. Скрипт руху спрайта

Учитель разом з учнями покроково збирає, «кубик за кубиком», скрипт. Після того як скрипт зібраний, вчитель повинен пояснити, що станеться на сцені. Зібравши цей не складний скрипт, ми вирішуємо відразу кілька питань, таких як: «Як збирати скрипт?», «Як запустити скрипт, як збирати скрипт?». Далі слід зауважити, що виконання скрипта можна запускати декількома способами: з клавіатури, мишею, при отриманні скриптом повідомлення про запуск.

Також слід приділити увагу учнів на нові поняття: скрипт, програма. Саме відповідне опис поняття скрипт, це алгоритм. Поняття алгоритм учні вже повинні знати, в цьому випадку усно проговорюється визначення. Якщо поняття алгоритм учням ще не знайоме, то найкраще дати спрощене визначення яке утворюється з визначення наведеного раніше (див. С. 29): «Алгоритм - це послідовність дій, які виконуються один за одним і призводять до вирішення поставленого завдання». З цього визначення виходить визначення програми: «Програма - це сукупність алгоритмів». Також учням слід пояснити, що сукупність це з'єднання, збори [13].

Після того, як учні розібралися з тим, як запускати скрипт, можна переходити до розгляду інших блоків, в такій послідовності: блок «Рух», блок «Зовнішність», блок «Звук», блок «Перо», блок «Контроль» - розглянути цикли та умови, блок «Сенсори», блок «Числа» - розглянути поняття випадкове число, і блок «Змінні».

Середовище програмування Scratch дає можливість реалізації циклічних алгоритмів і умов. Цикли і умови знаходяться в блоці «Контроль».

Для того щоб учні найбільш успішно засвоїли дані визначення, їх слід вводити одночасно. Поняття «Цикл» можна охарактеризувати як «багаторазове виконання одного або декількох дій». Поняття умова описується як «виконання тієї чи іншої дії в залежності від ситуації». Поняття випадкове число, повинно бути відомо учням з уроків математики, але все одно варто нагадати, що «випадкове число - це число, яке випадковим чином задається з визначеного діапазону». Після того, як визначення дано слід навести приклад випадкового числа. Таким прикладом може служити телевізійна гра «Лото», за правилами якої з мішечка дістаються барила, на яких вказуються числа від 1 до 99. Тим самим ми показуємо наочний приклад випадкових чисел, адже не можна витягнути з мішечка заздалегідь відоме число. Реалізація всіх трьох конструкцій добре показується при демонстрації мультфільму «Політ бджоли», сенсом якого є нескінченне переміщення спрайту по сцені обмеженою чорною рамкою. Тоді скрипт виглядає так:

Рис. 22. Політ бджоли

Лістинг скрипта показує те, що клацання по зеленому прапорця приводить в дію скрипт, виконання якого призводить до нескінченного переміщенню спрайта по сцені обмеженою чорним квадратом. Спрайт при торканні чорного кольору буде міняти свій напрямок на випадкове число в діапазоні від 90 до 100, тим самим спрайт ніколи не покине межі чорного квадрата і тим більше сцени.

Для швидкого і успішного засвоєння нових тем рекомендується використовувати роздатковий матеріал та комп'ютерні презентації. Використовуючи на уроках одночасно обидва варіанти, дозволить легко закріплювати отримані знання та вміння у молодших школярів.

Для того щоб діти ефективно засвоювали знання в новій галузі, необхідна наявність мотивації. А мотивація навчальної діяльності виникає, якщо вони відчувають особисту зацікавленість у придбанні знань для досягнення своєї мети. Scratch дозволяє створювати проекти, які цікаві різним віковим групам від 8 до 16 років і старше - інтерактивні презентації, мультфільми, комп'ютерні ігри, програми-тренажери з використанням графіки та мультимедіа.

Для контролю успішності учнів необхідно декілька самостійних розробок невеликих проектів, наприклад: мультфільм «Кіт», мультфільм «Політ бджоли» і «Калькулятор» і одного великого проекту «Електронне піаніно».

При розробці мультфільму «Кіт», учні показують свої знання та вміння працювати з блоками «Рух» і «Зовнішність». На прикладі учнів 4 класу «Б» ГОУ СОШ «Школа здоров'я» №1136 можна відзначити, що з даним завданням впоралися всі.

Другий мультфільм «Політ бджоли» вимагає від учнів навичок роботи з блоками «Рух», «Зовнішність», «Сенсори». Вчителю необхідно стежити за роботою учнів, тому що мультфільм «Політ бджоли» сильно відрізняється від мультфільму «Кіт» за рівнем складності і набору команд в скрипті. Це потрібно робити для того, щоб робота учнів була найбільш продуктивна. У деяких випадках можлива така реалізація цього проекту: вчитель заздалегідь збирає правильний скрипт і розбиває його на частини, а учням пропонується зібрати з частин правильну комбінацію. Такий метод добре себе показав при робіт з учнями, у яких слабко розвинене вміння працювати за комп'ютером або не розвинене зовсім.

Проект «Калькулятор» повинен показати вміння учнів працювати з блоком «Числа» і «Змінні». Також учитель може перевірити вміння учнів працювати зі спрайтами - створення, редагування. Даний проект має стати завершальним етапом, перед розробкою проекту «Електронне піаніно» в якому повинні будуть відображені навички роботи з усіма блоками разом.

З вище сказаного можна зробити висновок, що викладання теми, «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи, має проходити в спиралевидной формі. На перших етапах розглядаються прості речі, наприклад блок «Контроль». Але при цьому блок не розглядається відразу цілком. Учитель повинен періодично, тоді коли виникає необхідність, повертатися до розгляду нових можливостей. Це дозволяє не перезавантажувати дітей надлишковою інформацією, але в теж час розглянути і вивчити найбільше число команд.

Зупинимося докладніше на тих питаннях, які необхідно відобразити при вивченні теми «Програмування в середовищі Scratch» учнями початкової школи, а саме:

1) знайомство учнів із середовищем програмування Scratch;

2) розгляд різних способів запуску скрипта або декількох скриптів;

3) створення та редагування спрайтів і звуків;

4) розгляд скриптів пов'язаних з рухом об'єктів;

5) розгляд скриптів пов'язаних зі зміною зовнішності об'єктів;

6) розгляд скриптів пов'язаних зі зміною сцени за допомогою спрайта;

7) розгляд різних сенсорів вбудованих в середу;

8) вивчення поняття змінна, і використання її за рахунку та інших різних областях застосування;

9) створення творчого проекту для закріплення всіх отриманих знань.

Відповідаючи на ці питання, необхідно постійно повертатися до отриманих раніше знань, з метою їх поглиблення.

Знайомство учнів з середовищем програмування Scratch описано вище.

Розгляд різних способів запуску скрипта необхідно тому, що програма може складатися з безлічі окремих скриптів, робота яких повинна бути не синхронної, а проходити в строго певний момент. Тим самим на початку вивчення даної теми найкраще розглядати стандартний запуск скрипта - за допомогою зеленого прапорця. Таким чином, можна запускати один або кілька скриптів, запуск яких повинен бути паралельний.

Після того, як учні освоять спосіб запуску скрипта необхідно створити перший скрипт. Але до створення першого скрипта потрібно розповісти учням про блоки «Рух» і «Зовнішність». Це потрібно для того, щоб найперший скрипт відразу справив на школярів враження.

У блоці «Рух» необхідно, для початку, розглянути найпростіші кубики, такі як:, і. Дані кубики дозволяють переміщати об'єкт по сцені, при цьому всі три кубика абсолютно різні. Також доцільніше відразу розглянути кілька кубиків з блоку «Зовнішність», такі як: ,,, і. Для того, щоб вийшла анімація потрібно використовувати кубик, і якщо рух повинен відбуватися багато разів. Перераховані раніше кубики можна різними способами компонувати і складати різноманітні послідовності команд. Починатися перший скрипт обов'язково повинен з кубика.

Застосування даних кубиків учнями доцільно при вирішенні поставлених перед ними завдань. Наприклад, однією з типових завдань може служити завдання про кота. Метою завдання є переміщення кота із зазначеної точки в будь-якому напрямку. При цьому кіт повинен на кожному кроці змінювати свій костюм і врешті сказати будь-яку фразу, наприклад: «Привіт! Як справи? ». При цьому збирання скрипта в учнів не викличе великих зусиль. Також, що не позначаючи і не розповідаючи про те, що таке циклічна структура, учні з легкістю використовують її у своїх програмах. Це свідчить про те, що програма дійсно призначена для раннього віку.

Рис. 23. Скрипт завдання про кота

Аналізуючи скрипт, звернемо увагу на те, що цілком закінчену дію - анімація, або можна навіть сказати короткий мультфільм, не є складним набором скриптів, а уміщається всього лише в кількох рядках. У той же час, якщо учням дати завдання, в якому вони зможуть трохи пофантазувати, даний скрипт може перерости в повноцінний мультфільм.

Відразу після цього найкраще розглянути можливість використання різноманітних спрайтів з бібліотеки середовища Scratch і створення і редагування власних спрайтів.

Створення власного спрайта дуже цікаве і в той же час просте заняття. Інтегрований редактор дуже схожий на графічний редактор Paint. У графічному редакторі присутні такі інструменти, як кисть, ластик, заливка, прямокутник, коло, лінія, напис, виділення, штамп і вибір кольору. Також є можливість змінювати готовий малюнок, наприклад: зменшення або збільшення малюнка, поворот малюнка на 90 градусів за і проти годинникової стрілки, відображення малюнка по горизонталі і вертикалі. Всі намальовані малюнки можна зберегти на жорсткий диск або навпаки, відкрити з нього. Палітра кольорів середовища Scratch аналогічна палітрі кольорів графічного редактора Paint.

Рис. 20. Графічний редактор

Після, можливо повернутися до раніше створеної програмі, і замінити спрайт кота на створений або відредагований спрайт учням. Таким чином, ми розвиваємо творчу діяльність молодших школярів, одночасно вивчаючи програмування, тобто ми весь час можемо повернутися до раніше створеної програмі і поліпшити її.

Наступним важливим питанням є додавання звуків в програму. Для того, щоб повною мірою показати можливості блоку «Звук» необхідна наявність звукових адаптерів і колонок на навчальних комп'ютерах. Важливо пам'ятати, що звук з колонок повинен бути таким, щоб його можна було виразно чути учню використовує його, але в той же час щоб цей звук не відволікав інших учнів.

Спробувати використовувати звук можна також на прикладі, розглянутому раніше. Для цього нам знадобляться кілька кубиків блоку «Звук»:, і.

Рис. 21. Графічний редактор

Тепер, наш скрипт став ще більш цікавим, так як крім анімації, в ньому також присутні звукові ефекти. Як і у випадку розглянутому раніше, учням необхідно дати трохи часу на те, щоб вони поекспериментували з додаванням кубиків різних блоків.

Підійшов час познайомити учнів з блоком «Перо». Учням слід пояснити, що перо в даному випадку це слід, який залишає спрайтом при русі. Потрібно сказати, що при використанні пера можна малювати різноманітні картинки на сцені. Дану можливість краще всього розглянути на прикладі малювання різноманітних геометричних фігур, таких як чотирикутники. При цьому можливо використовувати практично всі кубики блоку «Перо», у тому числі: ,, і. Також можливе поєднання в одній програмі різних скриптів, які малюють різні фігури. Для цього потрібно використовувати запуск скрипта за допомогою клавіші на клавіатурі, тобто для кожної фігури своя клавіша. Для цього використовується кубик.

Рис. 22. Скрипт малювання квадрата

В даному випадку на сцені спрайт малює квадрат. Після цього слід дати завдання для відпрацювання отриманих навичок, наприклад: намалювати квадрат поменше, намалювати чотирикутник, намалювати багатокутник, намалювати будь-яку ламану лінію. Таки чином, по-перше, проводиться межпредметная зв'язок, по-друге, учні практикуються у використанні блоку «Перо», по-третє, працюють з координатної площиною. У разі якщо в учнів будуть труднощі, необхідно показати на дошці, що таке координатна площину і як на ній можна намалювати фігуру.

Тепер потрібно вивчити блок «Сенсори». Доцільніше почати вивчення з задачі про бджолу. Умова задачі звучить так: «Мається об'єкт Бджола з двома костюмами:« крила вгору »і« крила вниз ». Необхідно створити випадковий і безперервний анімований політ Бджоли ».

Рішення даного завдання складатиметься з кількох частин. Перша частина - зміна костюмів бджоли. Друга частина - безпосередньо політ бджоли.

На початковому етапі учні вже знають, що потрібно робити. Вони створюють спрайт бджоли, задають йому, вже знайомі, команди блоків «Рух», «Зовнішність» і «Контроль». Але незабаром у них виникає питання, як же домогтися випадкового і безперервного польоту? Тут і слід почати розповідати про блок «Сенсори», так як в учнів виникає гостра необхідність у його використанні. Для досягнення потрібної мети ми будемо використовувати наступні нові кубики: ,,.

Рис. 27. Скрипт польоту бджоли

У даному прикладі ми створюємо нескінченний рух бджоли по екрану, бо тоді, коли бджола стосується краю вона змінює свій напрямок. Надалі необхідно розглянути кубики докладніше розповісти про торкання одного спрайта іншого. Після того коли скрипт готовий, учням потрібно дати завдання знайти в блоці «Рух» кубик, схожий на фрагмент скрипта в якому бджола відштовхується від екрану. Учні без зусиль знаходять кубик. Відразу після цього дається завдання, в якому вони замінюють цілу конструкцію одним кубиком (див. Рис. 28).

Рис. 28. Покращений скрипт польоту бджоли

Єдиною відмінністю поліпшеного скрипта буде в тому, що при торканні бджолою краю сцени, вона буде відштовхуватися дзеркально, тобто під тим же кутом. У першому випадку кут відштовхування задавався випадковим чином.

Після необхідно розповісти про блок числа. Особливої ??уваги цьому блоку не варто приділяти, варто тільки лише спробувати з дітьми здійснити різні математичні дії. Наприклад: додавання, віднімання, множення і ділення.

Особливу увагу потрібно приділити блоку «Змінні». Так як поняття змінна нове, потрібно пояснити, що змінна служить для зберігання і подальшого звернення до даних [30, с. 174]. Пояснити нове поняття можна на будь-якому прикладі, зокрема осіб.

Програмувати в середовищі Scratch на ранньому етапі можливо взагалі не використовуючи змінні і числа. Найкраще зосередити увагу на змінні тоді, коли в них буде безпосередня необхідність.

Результатом всієї виконаної роботи повинна стати самостійна розробка учнями проектів на самостійно обрані теми або заздалегідь підготовлені. Слід також приділити трохи часу на те, щоб учні змогли захистити свої проекти. Після цього всі проекти можна викласти в інтернет на сайт програми Scratch.

2.3 Тематичне планування

Зі складеного раніше переліку питань та методичних рекомендацій можна скласти тематичне планування з теми «Програмування в середовищі Scratch» враховуючи вікові особливості учнів початкової школи.

Пояснювальна записка

Метою даного курсу є отримання базових навичок роботи в середовищі Scratch. Приділяється особлива увага можливостям використовувати цю середу в проектної діяльності в початковій школі.

Цілі курсу

1. Сприяти розвитку алгоритмічних здібностей учнів; навчити дитину сприйняттю умови задачі на побудову алгоритму.

2. Виявити найбільш здібних дітей для подальшої роботи з ними на більш високому рівні (мови програмування Pascal, Delphi та ін.).

3. Пробудити у дітей бажання експериментувати, формулювати і перевіряти гіпотези і вчитися на своїх помилках.

Завдання курсу

1. Освоєння середовища Scratch і блочного побудови скриптів.

2. Освоєння поняття «алгоритм» і вивчення видів і властивостей алгоритму.

3. Освоєння складних алгоритмічних конструкцій.

Способи контролю

1. Рішення задач по поточній темі.

2. Розробка проекту.

В даний час інформатику починають вивчати вже в початковій школі. Виникає питання: чи можна в початковій школі дітей навчатимуть алгоритмізації та програмування?

Можна, але при дотриманні наступних умов:

· Для вирішення алгоритмічних задач обрана зрозуміла і цікава учням предметна область;

· Програмна реалізація навчального середовища програмування має дружній користувальницький інтерфейс;

· Для створення алгоритму розв'язання задачі використовуються візуальні засоби подання структур даних і структур управління, які не потребують запам'ятовування великої кількості службових слів і синтаксичних правил запису програми.

Така програмне середовище, в основі якої лежить мова програмування Scratch, була розроблена групою вчених з Массачусетського технологічного інституту (MIT).

На основі аналізу підручників і можливостей програми нами зроблено висновок, що навчання учнів початкової школи програмування в середовищі Scratch має проходити поетапно, від простого до складного.

Для того щоб діти ефективно засвоювали знання в новій галузі, необхідна наявність мотивації. А мотивація навчальної діяльності виникає, якщо вони відчувають особисту зацікавленість у придбанні знань для досягнення своєї мети. Scratch дозволяє створювати проекти, які цікаві різним віковим групам від 8 до 16 років і старше - інтерактивні презентації, мультфільми, комп'ютерні ігри, програми-тренажери з використанням графіки та мультимедіа.

3. Експериментальна робота щодо застосування методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» у початковій школі

3.1 Загальні питання експериментальної роботи

Метою проведеної експериментальної роботи була перевірка методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи.

Завдання експериментальної роботи:

1) реалізація розробленої методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи;

2) розробка проекту учнями початкової школи;

3) оцінка ефективності запропонованої методики.

Реалізація поставлених завдань відбувалася в ГОУ СОШ «Школа здоров'я» №1136. Експериментальна методика була розроблена і перевірена стосовно учням 4 класу «А». Метою курсу було створення проекту, який би охарактеризував вміння і навички учнів. Учні вибрали проект «Електронне піаніно». У цьому проекті необхідно створити невелике електронне піаніно з можливістю відтворення звуків, показати анімацію і можливість пограти на піаніно. Усі учні брали участь у створенні даного проекту. Результати показали те, що багато школярів освоїли програму і вільно можуть створити нескладний проект. Кілька людей засвоїли курс добре, але свій проект без допомоги створити не зможуть або створять з помилками.

Таблиця 9. Результати діагностики вміння молодших школярів програмувати в середовищі Scratch

 Рівень уміння молодших школярів програмувати в середовищі Scratch Кількість піддослідних

 Високий 5 осіб

 Середній 5 людини

 Низький 2 людей

Варто зауважити, що предмет «Інформатика» у випробуваному класі тільки один рік. Багато учні не мають навичок роботи з комп'ютером. Невпевнено працюють з маніпуляторами, плутають клавіші. Тобто обстановка роботи за комп'ютером є для них стресової. Зв'язку з цим багато часу пішло на навчання таких учнів працювати з комп'ютером (вміння включати комп'ютер, користуватися мишею). Також у цьому віці, 8-9 років, в учнів існує боязнь зробити «щось не так». Також враховуючи вікові особливості, робота за комп'ютером не повинна перевищувати 15 хвилин за урок.

Однак, за даними наведеними в таблиці 1 видно, що 10 учнів впоралися з поставленими цілями, з низ 5 добре оволоділи програмою. Це говорить про те, що учні добре розташовані до алгоритмическому стилю мислення і робота за комп'ютером не викликає у них дискомфорту.

З вищесказаного робиться висновок, що роботу над одним проектом потрібно розділяти між 3 групами учнів. Тому моменти, які поскладніше, слід давати хлопцям, які краще справляються. Учням, які тільки починають роботу за комп'ютером, необхідно весь час допомагати і стежити за ходом виконання роботи. Це дозволяє всім учням брати участь у розробці проекту, при цьому проект буде виконаний максимально швидко і якісно. Також колективна робота дозволяє слабоуспевающим учням поступово позбуватися від страху перед комп'ютером.

Проект учнів був показаний на класній годині і розміщений на сайті (http://scratch.mit.edu/). Демонстрація проекту викликала в учнів захоплення своєю працею, що стало дуже сильною мотивацією до продовження роботи в середовищі програмування Scratch.

Також варто відзначити те, що невелика група хлопців захотіла позаурочний займатися програмуванням в середовищі Scratch. Ці заняття були продуктивніше, тому що всі хлопці були зацікавлені у вивченні матеріалу. Результатом цих занять стала розробка проекту «Арканоід» за мотивами однойменної грі.

3.2 Проект «Електронне піаніно»

Мета проекту: учні повинні створити фрагмент піаніно, яке здатне відтворювати звуки, грати готові мелодії і показувати анімацію.

Реалізація проекту: учні були поділені на 3 групи. Перша група - створення фрагмента піаніно, написання скриптів відтворення звуків, запис мелодії. Друга група - розробка фону і спрайтів, створення відтворення звуків, сприяння в запису мелодії. Третя група - розробка скрипта руху спрайта.

Для початку необхідно заздалегідь підготувати зображення клавіш. Їх можна намалювати в графічному редакторі Paint, або з фотографії піаніно акуратно вирізати, так як ми зробили в нашому проекті.

За допомогою об'єктів, збирається фрагмент піаніно. Кожна картинка є окремим об'єктом, званим спрайтом. Кожен спрайт повинен буде мати 2 костюма - звичайний стан і нажатое стан, а також відтворювати потрібний звук (ноти). У підсумку ми маємо отримати фрагмент піаніно.

Створюється цей фрагмент наступним чином: в області спрайтів натискається кнопка створення нового спрайта. У вікні слід натиснути кнопку, і у вікні вибрати потрібний спрайт. Дана процедура проводиться стільки разів, скільки спрайтів потрібно відобразити на сцені. Після того, як фрагмент готовий, потрібно розробити невелике меню, яке буде спрощувати роботу з програмою.

Ліва кнопка «Готові мелодії» є випадає, меню, тобто при натисканні на кнопку з'являється нова кнопка поруч. Права кнопка «Стоп» зупиняє скрипт, припиняється відтворення звуків і анімації, на екрані з'являється інформація про проект.

Основне оформлення готово. Надалі ми ще повернемося до оформлення, для того щоб зрадити нашого проекту більше інтерактивності і краси. Але на даному етапі всі потрібні об'єкти вже створені.

Тепер переходимо до створення скриптів кожному спрайту. Почнемо з нот, так як всі інші об'єкти будуть спиратися саме на ці скрипти. Відразу потрібно зазначити, що скрипти нот будуть відрізнятися тільки безпосередньо самої нотою, тобто звуком, який даний спрайт повинен відтворити. Тому доцільніше спочатку повністю вирішити, що повинно бути в скрипті кожної ноти, для того щоб надалі використовувати вже готовий скрипт для всіх інших нот.

У даному проекті у спрайта ноти повинні бути наступні можливості: при натисканні на спрайт лівою кнопкою миші - відтворювати потрібний звук; при програванні готової мелодії підсвічуватися в той момент, коли нота, закріплена за спрайтом звучить; перейти до костюма відображається не натиснутий стан, в той момент коли натискається кнопка «Стоп».

Вибираємо крайню ліву ноту в нашому фрагменті, ноту «сіль». Шукаємо спрайт цієї ноти в панелі спрайтів і клацаємо по ньому два рази лівою кнопкою миші - дана дія відкриє панель скриптів саме для цього спрайта. Також можна клацнути два рази лівою кнопкою миші по самому спрайту.

Виходячи з цього, видно, що в роботі спрайта беруть участь три скрипта. Перший скрипт відтворює звук при натисканні на спрайт. При цьому спрайт змінює свій костюм на наступний, тобто натиснуту ноту, відтворює звук під номером 43 (нота сіль) тривалістю 0,25 секунди і потім повертається у вихідне положення. Другий скрипт застосовується тоді, коли грається готова мелодія. «Коли я отримаю 1» означає те, що виконання даного скрипта буде тільки після отримання повідомлення «1». Номери повідомлень вибираються таким чином: крайня ліва нота має повідомлення 1, наступна - повідомлення 2 і так далі. В даному випадку міняються тільки лише костюми з інтервалом в 0,25 секунди. Третій скрипт скасовує виконання двох попередніх скриптів і повертає спрайт у вихідне положення.

Для того щоб передати готові скрипти іншим спрайт нот потрібно натиснути на початок скрипта (помаранчевий контейнер) правою кнопкою миші і вибрати кнопку. Біля курсора з'явиться копія скрипта, яка «прилипає» до курсора до тих пір, поки не натиснемо ліву кнопку миші.

Потім скопійований скрипт можна помістити у вікно скриптів даного спрайта, а також приєднати до будь-якого іншого спрайту або сцені. У нашому випадку потрібно прикріпити до наступного спрайту ноти. Для цього клацаємо по спрайту наступної ноти. Якщо все зроблено правильно, то біля спрайта в який був переміщений скрипт буде виконаний графічний ефект (квадратик зменшується в центр). Далі подвійним клацанням лівою кнопкою миші вибираємо спрайт в який ми переміщали скрипт і міняємо відтворену ноту. Для того, щоб робити менше помилок, скрипти білих нот рекомендується копіювати тільки в ідентичні скрипти. Аналогічно з чорними нотами. Так буде абсолютно набагато менше помилок.

Такий спосіб застосовується для копіювання інших скриптів. При копіюванні другого скрипта необхідно міняти одержуване повідомлення, для того щоб уникнути повторів. Повідомлення створюються так: на стрілочку поруч з обраним раніше повідомленням натискаємо лівою кнопкою миші.

У меню, шукаємо кнопкуі натискаємо на неї. З'явиться діалогове вікно.

У цьому вікні ми вписуємо назву повідомлення, при створенні нот, це порядковий номер ноти зліва направо.

При копіюванні третього скрипта нічого змінювати не треба, якщо скрипти білих нот ми копіюємо тільки білим нотах, скрипти чорних - тільки чорним.

Заздалегідь потрібно розібратися з кількістю і призначенням повідомлень в майбутньому проекті.

Лістинг скриптів говорить про те, що виконання однієї дії - програвання музики, розбите на безліч маленьких скриптів. Даний спосіб реалізації розвантажує скрипт, Scratch працює швидше, і більш зрозумілий для сприйняття. Кожна дія, кожен рядок має свій скрипт, що дозволяє легко знаходити помилки або дописувати нові скрипти, копіюючи старі і змінюючи невелику частину.

При виконання скрипта задіяна велика кількість повідомлень. Це потрібно для того, щоб програма розуміла, що потрібно виконувати в даний момент. Скрипти рядків куплета і приспіву дуже схожі, єдина відмінність це програється нота і тривалість звучання.

Керуючі скрипти призначені для того, щоб запускати програвання мелодії в потрібний момент, а саме після натискання на кнопку, і зупиняти виконання скрипта після програвання всієї мелодії або після натискання на кнопку.

Кнопкаслужіт для зупинки всіх виконуваних скриптів, поверненню всіх спрайтів в початкове положення і висновку на сцену заставки.

Для додання проекту інтерактивності, було вирішено додати два об'єкти: смуга завантаження і танцює і співає істота.

Смуга завантаження застосовується в трьох випадках: при натисканні на кнопку, після закінчення програвання музики і після натискання на спрайт заставки. Для створення анімації необхідно намалювати кілька костюмів.

Лістинг скрипта говорить про те, що спрайт при появі починає змінювати по черзі костюму, і коли одягає останній - зникає. Виходить красивий ефект стрічки завантаження, реалізований найпростішим способом.

Танцующее і співає істота потрібно для того, щоб прослуховування мелодії супроводжувалося анімаційними ефектами, також реалізується функція караоке, так як на сцені з'являються в потрібний момент слова пісні.

З точки зору перевірки знань учнів, реалізація даного скрипта показує вміння працювати учнів з блоком «Рух», «Зовнішність», «Контроль» і «Змінні».

Реалізація скрипта на перший погляд виглядає простою, але при використанні в нашому проекті є невелика тонкість - анімація повинна відбуватися тільки тоді, коли йде звучання музики. Зробити це можливо двома шляхами: Перший шлях - розрахувати тривалість за часом звучання музики і створити скрипт, який буде програватися таку ж кількість часу; Другий шлях - ввести змінну А, що приймає значення 0, яке скрипту говорить про те, що повинна відтворюватися анімація. Після того, як буде зіграна остання строчка приспіву, змінної А передається значення 1, і скрипт зупиняється.

Після цього створення проекту повністю завершено, цілі і завдання виконані. Надалі проект можна урізноманітнити різними мелодіями, додати звукові ефекти, анімацію та багато іншого.

3.3 Проект «Гра« Арканоід »»

Мета проекту: учні повинні реалізувати гру «Арканоід» в середовищі програмування Scratch

Реалізація проекту: створення спрайтів фішок, кульки і ракетки. Редагування фону і позначення умов гри. Створення змінних і кордонів сцени.

Для того щоб створити гру «Арканоід» в середовищі програмування Scratch для початку необхідно вирішити декілька функціональних моментів: на початку гри кулька повинен рухатися вниз, різний кут відскоку кульки від ракетки, зникнення фішки при попаданні по ній кулькою, ігрові очки, одержувані гравцем при попаданні по фішках, виграш гравця при збиванні всіх фішок і програш при падінні кульки.

Спершу відредагуємо сцену. Сцена складається з трьох частин, - нейтральне поле, по якому рухається кулька, - верхня межа ігрового поля, від якої кулька відскакує и- нижня межа ігрового поля, попадання в неї кульки зупиняє гру.

Після створення ігрового поля потрібно переходити до розробки ігровий ракетки.

Спрайт ракетки складається з трьох частин: червоної, синьої і зеленої. Така будова потрібно для того, щоб при попаданні кулькою по ракетці, кулька відскакував по різному. Тобто при попаданні в червону частину, кулька буде відскакувати більше вліво, при попаданні в синю частину - відскік буде вгору під невеликим градусом і відповідно при попаданні в зелену частину - відскік більше вправо. Реалізація, також можлива, використовуючи більшу кількість кольорів, тому що чим більше квітів ми задіємо, тим точніше ми запрограмуємо відскік кульки. Залишилося створити скрипт руху ракетки. Існує два способи: рух за допомогою клавіатури або за допомогою миші. Мінуси першого варіанту в тому, що рухи виходять не плавні і не зручними при використанні, так як доводиться дуже часто натискати на клавіші управління ракеткою. У той же час керування мишею дозволяє зробити рух ракетки плавним і управління зручним.

Скрипт складається з двох частин: перша - встановлює ракетку в початкове положення (0; - 150), друга - запускає рух ракетки за курсором миші.

Наступний об'єкт, який потрібно створити - це фішка. Фішок в проекті може бути будь-яка кількість, в нашому проекті 14 фішок. Створювати фішки потрібно так: створити одну фішку, призначити їй скрипти, а потім скопіювати необхідну кількість разів.

Скрипт фішки також складається з двох частин. Перша частина - установка фішки в потрібну позицію на ігровому полі, шляхом завдання кожної фішки значення по X і по Y. Друга частина - при торканні кулькою фішки, фішка повинна зникнути.

Перш ніж переходити до створення кульки, потрібно реалізувати три стани гри: перед початком, виграш і програш.

Початок гри, рух кульки, починається після натискання клавіші «пробіл». У верхній частині сцени знаходиться інформаційна зона, яка повідомляє гравцеві швидкість руху кульки, набрані очки і залишився кількість фішок на ігровому полі.

Швидкість кульки можна зробити статичної, тобто постійною, або динамічної, тобто змінюваної при будь-яких умовах. У нашому проекті такою умовою є попадання кульки на ракетку. Первісне кількість очок дорівнює 0. Очки нараховуються після попадання кулькою по фішці і віднімаються при ударі об ракетку. Кількість фішок на початку гри дорівнює 14, після попадання кулькою по фішці, число фішок зменшується, так як пропадає вибита фішка, і тоді коли значення буде дорівнювати 0 з'являється повідомлення про виграш.

Якщо кулька стосується нижньої смуги, то з'являється повідомлення про програш.

Тепер все готово для того, щоб переходити до створення самого кульки і скриптів. Скрипт кульки складається з 2 частин: перша - відповідає за установку кульки в потрібну точку і за скидання змінних, друга - відповідає за рух кульки по ігровому полю, влучення по ракетці і фішках, а також за збільшення швидкості, нарахуванню очок.

Скрипт зібраний таким чином, що спочатку описується рух кульки, кут відскоку від фішок, верхньої межі і ракетки. Кут відскоку від фішки і верхньої межі дорівнює 180 градусам. Якщо кулька стосується бічних кордонів, то він відскакує дзеркально, тобто на той же кут, який був до торкання. При попаданні на ракетку написані 3 варіанти відскоку, про які було сказано вище. Також при торканні кульки і ракетки відтворюється звук.

Після йде опис випадку влучення кульки по фішці, для кожної фішці що знаходиться на ігровому полі свій скрипт. Через це скрипт виглядає великим і складним, але якщо придивитися, то відразу видно, що скрипти видалення фішок з екрану однакові, відрізняється тільки лише посилається повідомлення, у кожної фішки воно своє. У самому кінці стоїть умова, яку перевіряє значення змінної «фішки», і якщо воно дорівнює 0, то на екрані з'являється повідомлення про виграш.

Проект «Гра« Арканоід »» готова. Надалі можливе створення декількох рівнів гри, різних ступенів складності.

Проведена експериментальна перевірка розробленої методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи на базі ГОУ СОШ «Школи здоров'я» №1136 показала свою ефективність. Результатом проведеної роботи стало створення учнями початкової школи двох повноцінних проектів.

При проведенні занять була помічена зацікавленість учнів у вивченні теми «Програмування в середовищі Scratch».

Незважаючи на те, що Scratch є мовою програмування, за допомогою якого вивчаються такі поняття як алгоритм, скрипт, програма, творча діяльність учнів була на хорошому рівні. Хлопці з цікавістю вивчали нові можливості, при цьому створювалися цікаві проекти. Прикладом таких проектів можуть служити «Електронне піаніно» і «Гра« Арканоід »».

Розроблені проекти були розміщені на офіційному сайті середовища програмування Scratch. Дана можливість дозволяє учням ділитися своїми проектами, переглядати або редагувати проекти розроблені іншими користувачами.

Висновок

Scratch розроблявся як нова навчальна середовище для навчання школярів програмуванню. У той же час учні в повній мірі можуть розкрити свої творчі таланти, так як в ньому можна легко створювати фільми, ігри, анімовані листівки та презентації; придумувати і реалізовувати різні об'єкти, визначати, як вони виглядають в різних умовах, переміщати по екрану, встановлювати способи взаємодії між об'єктами. Діти можуть складати історії, малювати і оживляти на екрані придуманих ними персонажів, вчитися працювати з графікою і звуком. Важливо і те, що дитина має можливість поділитися результатом своєї творчості з друзями або іншими користувачами.

Scratch створювався для учнів починаючи від 8 і до 16 років, а й діти більш раннього віку можуть працювати в цьому середовищі над проектами разом з батьками або старшими братами і сестрами. З іншого боку, навіть студенти багатьох виклик можуть використовувати Scratch на заняттях у комп'ютерних класах.

Аналіз підручників та навчальних посібників показав те, що програмування учням початкової школи має тісно йти з розвитком творчого потенціалу учнів. Одним із способів організації навчальної діяльності учнів є метод проектів, де придатним інструментом для реалізації є середовище програмування Scratch. Так як простота освоєння і величезний потенціал відмінно поєднуються в одному середовищі, Scratch, цікавий для початкового рівня вивчення програмування.

В даний час інформатику починають вивчати вже в початковій школі. Виникає питання: чи можна в початковій школі дітей навчатимуть алгоритмізації та програмування?

Можна, але при дотриманні наступних умов:

· Для вирішення алгоритмічних задач обрана зрозуміла і цікава учням предметна область;

· Програмна реалізація навчального середовища програмування має дружній користувальницький інтерфейс;

· Для створення алгоритму розв'язання задачі використовуються візуальні засоби подання структур даних і структур управління, які не потребують запам'ятовування великої кількості службових слів і синтаксичних правил запису програми.

Така програмне середовище, в основі якої лежить мова програмування Scratch, була розроблена групою вчених з Массачусетського технологічного інституту (MIT).

На основі аналізу підручників і можливостей програми нами зроблено висновок, що навчання учнів початкової школи програмування в середовищі Scratch має проходити поетапно, від простого до складного.

Для того щоб діти ефективно засвоювали знання в новій галузі, необхідна наявність мотивації. А мотивація навчальної діяльності виникає, якщо вони відчувають особисту зацікавленість у придбанні знань для досягнення своєї мети. Scratch дозволяє створювати проекти, які цікаві різним віковим групам від 8 до 16 років і старше - інтерактивні презентації, мультфільми, комп'ютерні ігри, програми-тренажери з використанням графіки та мультимедіа.

Проведена експериментальна перевірка розробленої методики викладання теми «Програмування в середовищі Scratch» учням початкової школи на базі ГОУ СОШ «Школи здоров'я» №1136 показала свою ефективність. Результатом проведеної роботи стало створення учнями початкової школи двох повноцінних проектів.

При проведенні занять була помічена зацікавленість учнів у вивченні теми «Програмування в середовищі Scratch».

Незважаючи на те, що Scratch є мовою програмування, за допомогою якого вивчаються такі поняття як алгоритм, скрипт, програма, творча діяльність учнів була на хорошому рівні. Хлопці з цікавістю вивчали нові можливості, при цьому створювалися цікаві проекти. Прикладом таких проектів можуть служити «Електронне піаніно» і «Гра« Арканоід »».

Розроблені проекти були розміщені на офіційному сайті середовища програмування Scratch. Дана можливість дозволяє учням ділитися своїми проектами, переглядати або редагувати проекти розроблені іншими користувачами.

Список літератури

1. Бєлова Г.В. Програмування в середовищі ЛОГО. Перші кроки. - М .: Солон, 2007

2. Бін Нгуєн. Об'єктно-орієнтоване програмування на IBM Smalltalk. - М .: Диалог-МГУ, 1996.

3. Бокучава Т.П., Тур С.Н. Методичний посібник з інформатики для вчителів 2-4 класів. М .: BHV, 2007

4. Буч Г. Об'єктно-орієнтований аналіз та проектування з прикладами додатків - М .: Вільямс, 2008.

5. Веліковіч Л., Цвєткова М. Програмування для початківців. - М .: Біном, 2007

6. Гейн А.Г., Сенокосов А.І., Юнерман Н.А. Інформатика: Підручник для 10-11 класів загальноосвітніх установ. - М .: Просвещение, 2005

7. Гейн А.Г. Інформатика. 10 клас. Підручник. М .: Просвещение, 2008

8. Горячев А.В., Волкова Т.О., Горіна т.і. Інформатика в іграх і задачах: Підручник-зошит для 2 класу чотирирічної початкової школи: У 2 томах. М .: Баласс, 2006

9. Єрьомін Є.А. Газета «Інформатика». Середа Scratch - перше знайомство. - М .: Перше вересня, 2008 - №20 (573) - С. 17-24.

10. Єрьомін Є.А. Газета «Інформатика». Середа Scratch - перше знайомство. - М .: Перше вересня, 2008 - №20 (573) - С. 16-28.

11. Єршов А.П. та ін. Основи інформатики та обчислювальної техніки. Підручник для 10-11-их класів середніх шкіл. - М .: Просвещение, 1985.

12. Каймін В.А. Інформатика. Підручник. М .: Инфра-М, 2004

13. Каймін В.А. Інформатика. Підручник. М .: Инфра-м, 2001

14. Кнут Е. Дональд. Мистецтво програмування. Том 1. Основні алгоритми. - М .: Вільямс, 2007

15. Конопатова Н.К., Матвєєва Н.В., Панкратова Л.П., Челак Е.Н., Нуров Н.А. Підручник для 4 класу. М .: Біном. Лабораторія знань, 2007

16. Конопатова Н.К., Матвєєва Н.В., Челак Е.Н. Робочий зошит для 4 класу, М .: Біном. Лабораторія знань, 2006

17. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритми. Побудова та аналіз. 2-е видання, 2007

18. Красиков І.В., Красикова І.Є. Алгоритми. Просто як двічі два. - М.: ІКФ «ЕКСМОС», 2006

19. Кузнецов А.А., Апатова Н.В. Основи інформатики. 8-9 класи. - М .: Дрофа, 2003

20. Кушніренко А.Г., Лебедєв Г.В., Зайдельман Я.М. Інформатика 7-9 класи. - М .: Дрофа, 2002

21. Лаптєв В. C ++. Об'єктно-орієнтоване програмування: Навчальний посібник. - СП .: Навчальне видання, 2008

22. Левітін А. Алгоритми. Введення в розробку й аналіз. - М .: Вільямс, 2006

23. Первін Ю.А. Методика раннього навчання інформатики: Методичний посібник для вчителів початкової школи та методистів Изд. 1-е / 2-е. М .: Біном. Лабораторія знань, 2008

24. Полат Е.С. Нові педагогічні та інформаційні технології в системі освіти. - М. Академія. - 2006.

25. Семакін І.Г., заставне Л.А., Русаков Н.С., Шестакова Л.В. Інформатика. Базовий курс. 9 клас. - М .: Лабораторія базових знань, 2002

26. Семакін І.Г., Хеннер Є.К. Інформатика та ІКТ. Базовий рівень: підручник для 10-11 класів. - М .: БІНОМ, 2007.

27. Семакін І.Г., Хеннер Є.К., Шєїна Т.Ю. Практикум з інформатики та ІКТ для 10-11 класів. Базовий рівень. - М .: БІНОМ, 2007.

28. Сорокіна В.В. Психологічне неблагополуччя дітей у початковій школі. - М .: Генеза, 2005

29. Ожегов С.І. Тлумачний словник російської мови. - М: Онікс, Мир і освіта, 2008.

30. Угриновича Н.Д. Інформатика та інформаційні технології. Підручник для 10-11 класів. - М .: Лабораторія базових знань, 2006.

31. Юдіна А. Інформатика. Методичний посібник до практикуму з інформатики в середовищі Logo Writer. М .: Мнемозина, 2005

32. Яшуев Р.Н. Робота зі школярами в галузі інформатики. - М., 2007

33. Яховскій Н.Г. Навчання програмуванню в початковій школі. - М., 2008

Авіація і космонавтика
Автоматизація та управління
Архітектура
Астрологія
Астрономія
Банківська справа
Безпека життєдіяльності
Біографії
Біологія
Біологія і хімія
Біржова справа
Ботаніка та сільське господарство
Валютні відносини
Ветеринарія
Військова кафедра
Географія
Геодезія
Геологія
Діловодство
Гроші та кредит
Природознавство
Журналістика
Зарубіжна література
Зоологія
Видавнича справа та поліграфія
Інвестиції
Інформатика
Історія
Історія техніки
Комунікації і зв'язок
Косметологія
Короткий зміст творів
Криміналістика
Кримінологія
Криптологія
Кулінарія
Культура і мистецтво
Культурологія
Логіка
Логістика
Маркетинг
Математика
Медицина, здоров'я
Медичні науки
Менеджмент
Металургія
Музика
Наука і техніка
Нарисна геометрія
Фільми онлайн
Педагогіка
Підприємництво
Промисловість, виробництво
Психологія
Психологія, педагогіка
Радіоелектроніка
Реклама
Релігія і міфологія
Риторика
Різне
Сексологія
Соціологія
Статистика
Страхування
Будівельні науки
Будівництво
Схемотехніка
Теорія організації
Теплотехніка
Технологія
Товарознавство
Транспорт
Туризм
Управління
Керуючі науки
Фізика
Фізкультура і спорт
Філософія
Фінансові науки
Фінанси
Фотографія
Хімія
Цифрові пристрої
Екологія
Економіка
Економіко-математичне моделювання
Економічна географія
Економічна теорія
Етика

8ref.com

© 8ref.com - українські реферати


енциклопедія  бефстроганов  рагу  оселедець  солянка