Предметы и классы в школе уже несколько лет остаются относительно статичными. Каждый ученик приравнивает школу к естествознанию, истории, английскому языку, математике и часто иностранному языку. Пора добавить к типичному школьному репертуару еще один предмет, который становится все более актуальным… Информатика.
Хотя некоторые люди рассматривают компьютерные науки (КН) как подтему других предметов, эта идея служит только для уменьшения необходимого акцента и внимания, которое требуется компьютерным наукам для студентов в динамичном мире.
По мере того, как мир становится все более цифровым, четкое понимание вычислений, сетей и взаимодействия систем (аппаратного и программного обеспечения) становится все более важным для студентов в будущих возможностях.
В этом посте будут рассмотрены темы, которые подчеркивают важность наличия в вашей школе специальной учебной программы по информатике, основных элементов опыта и ресурсов, которые помогли моей школе развернуть учебную программу K-12, которая поддерживает всех учащихся на их пути к CS.
Зачем вашей школе информатика?
Ответ на этот вопрос поможет вам сосредоточиться на реализации вашей программы. Хотя прямые выгоды в моем окружении будут отличаться от ваших, все же есть ценность, которую нужно извлечь.
С расширением охвата цифрового мира возможности студентов с каждым днем становятся все более широкими. Становление цифровыми носителями откроет возможности для студентов, как только они начнут изучать информацию.
При рассмотрении логистики, связанной с вашей будущей программой CS, необходимо учитывать конечные цели.
- Что мы хотим, чтобы наши студенты могли делать?
- Какие навыки мы хотим, чтобы наши ученики обладали?
- Как эти навыки соотносятся с миссией / видением нашей школы?
Ответив на вышеперечисленные вопросы, вы начнете видеть необходимые элементы своей учебной программы, что в конечном итоге определит метод обучения и, в конечном итоге, необходимые ресурсы.
Вот несколько примеров ответов на эти вопросы:
Мы хотим, чтобы наши студенты могли создавать персональные веб-сайты с использованием HTML и CSS, чтобы продемонстрировать свои лучшие работы в виде цифрового портфолио.
Мы хотим, чтобы наши студенты могли создавать программы, которые помогают анализировать данные для их научных исследовательских проектов и делиться своими результатами в Интернете.
Мы хотим, чтобы наши студенты могли создавать творческий контент, который можно было бы демонстрировать наряду с традиционным искусством.
Целью нашей школы было способствовать развитию навыков вычислений и последовательности для создания продуктов для решения проблем.
Что вам нужно для достижения ваших целей?
Определив цели, вы можете приступить к процессу их достижения. Как и при реализации любой другой области контента, вопросы по сути те же.
Это означает, что вам нужно будет продумать логистику КОГДА инструкций, КОМУ будет предоставлена инструкция, КАКИЕ темы и ресурсы будут преподавал, и КАК уроки и информация будут предоставлены.
Кому преподают информатику?
Ответ короткий и простой… Все! Хотя есть определенные темы, подходящие для определенного возраста, вычислительное мышление применимо для учащихся всех возрастов и способностей. Мы потратили много времени на то, чтобы обдумать объем и глубину информации, подходящей для каждого класса. Мы поговорим об этом подробнее в разделе «Что» этого поста.
Когда преподают информатику?
Поскольку я являюсь учебным заведением K-12, моя школа должна была решать вопрос КОГДА в зависимости от подразделения, а вопросы ЧТО и КАК были последовательными на протяжении всего опыта.
Учащиеся младших классов (K-5) раз в неделю занимаются отдельным классом. Это позволяет четко разделить информацию, как при переходе между математикой и английским языком. Осознание того, что информатика - это НАСТОЯЩИЙ предмет, помогает студентам понять ее важность.
Обладая прочной базой в области построения последовательности и вычислительного мышления, учащиеся средней школы тратят 20% своего учебного времени по естествознанию на завершение обучения, основанное на приобретении навыков компьютерного программирования. Хотя отход от другого предмета не идеален, возможность создать новый курс, требующий новых учителей, была неосуществимой.
В старшей школе были добавлены курсы, чтобы охватить навыки, полученные на начальных курсах, и расширить возможности их применения в создаваемом контенте. Мы добавили два курса; Введение в компьютерные науки и принципы компьютерных наук AP. Каждый из этих курсов позволяет студентам использовать различные способы использования приобретенных навыков для решения сложных реальных проблем.
Как преподают информатику?
Делая акцент на практическом обучении, моя школа стремится предоставить учащимся возможность увидеть знания в действии. Информация лучше всего видна в «естественной среде обитания», что создает понимание подлинности приложения. Имея это в виду, мы хотели, чтобы информатика была представлена аналогичным образом.
Сосредоточившись на создании продукта для решения реальных проблем, студенты могут построить свое понимание, оценивая модели (продукты и приложения) и определяя основные элементы применимых решений. Демонстрируя, как на самом деле выглядит программа или что она на самом деле может делать, студенты начинают понимать, какие элементы компьютерного программирования позволяют некоторым вещам происходить.
Прививает ли это важность последовательных операций в учебной программе K-2, связь между программами и действиями в учебной программе 3–5, создание автоматизированных систем в учебной программе 6–8 или понимание сложных систем в учебной программе 9–5 лет. 12 учебных программ; акцент делается на опыте студентов и оценке подлинных продуктов в стремлении учиться.
Что преподают в компьютерных науках?
Как упоминалось выше, много внимания было уделено созданию учебной программы, которая сочетает в себе подлинный опыт с развитием навыков, направленных на способность решать сложные задачи с помощью информатики.
В классах K-2 основное внимание уделяется последовательности и вычислительному мышлению с отключенными задачами, в то время как учащиеся 3-4 классов применяют ранее полученные навыки, программируя роботов Lego Mindstorm для выполнения навыков и задач. Стремясь помочь перейти к программе программирования средней школы, учащиеся 5-го класса работают с наборами Arduino Uno, чтобы манипулировать и создавать строки кода, чтобы изменить действие плат Arduino.
Чтобы углубить знания языков программирования, учащиеся 6–8 классов работают по разным темам, например: данные, безопасность, игры и творчество для создания продуктов с использованием языка программирования Python 3. Этот язык был выбран из-за его простой читабельности и синтаксиса, что делает его идеальным языком для начинающих, который на самом деле имеет широкие и мощные приложения за пределами классной комнаты.
Чтобы ограничить возможности K-12 для учащихся, мы предлагаем два курса для старших классов, каждый из которых имеет свою направленность. Частично согласованные студенты, проходящие один или оба курса, извлекут пользу из демистификации того, как работают компьютеры. Курс Введение в информатику фокусируется на базовых структурах, которые позволяют технологиям функционировать и процветать, тогда как курс AP Computer Science более глубоко рассматривает, КАК работает каждая из этих структур, и просит студентов создавать продукты, которые оптимизируют и / или используют их знания. системы для решения проблемы.
Какие ресурсы следует использовать?
Это самый сложный из вопросов, связанных с реализацией, потому что школы очень разные, когда дело доходит до демографии, доступа и доступных расходов. Самая важная идея, которую следует учитывать, - это доступ к устройствам для творчества учащихся, будь то исследования или программирование. Это повлияет на то, какой учебный план подходит для вашей среды.
При рассмотрении типа учебной программы, которая должна была использоваться, я впервые столкнулся с проблемой, связанной с отсутствием стандартов K-12 по информатике (это было 3 года назад). Это поставило задачу создать учебные и учебные цели для каждого класса. Я смог начать исследовать, какие ресурсы потребуются для содействия росту в достижении этих целей.
Что касается компьютерных ресурсов, доступных учащимся, в моей школе есть три компьютерных класса, которые можно использовать для учащихся K-8, и программа Bring Your Own Device (BYOD) в средней школе. Это означало, что мне нужно было подумать, как сбалансировать доступ к компьютеру с отключенными инструкциями, которые являются ценными элементами хорошо продуманной программы CS.
Чтобы обеспечить качественное обучение для всех студентов, учитывая ограниченный доступ к компьютерам для всех студентов, мы решили создать собственную учебную программу и найти ресурсы (в основном бесплатные), которые помогли получить опыт. Например, мы используем комплекты роботов Lego Mindstorm как средство для изучения запрограммированного движения, но также используем эти комплекты способом, не предусмотренным производителем, но допускающим творческий подход. В учебной программе по питону для средней школы используется веб-среда IDE под названием repl.it и уроки, созданные с помощью Python для всех. Все эти ресурсы бесплатны или имеют открытый исходный код, что делает их идеальными для масштабирования по мере роста программы.
В курсах средней школы используются учебные программы Code.org Открытия в области компьютерных наук и Принципы компьютерных наук. Поскольку в старшей школе у каждого ученика есть устройство, мы можем использовать моделирование в рамках учебной программы, не планируя посещение компьютерного класса. Как и в случае с другими уровнями обучения, учебная программа Code.org бесплатна и довольно надежна, учитывая легкость доступа. Учебный подход побуждает учащихся к занятиям, в которых они могут определить правила и концепции, которые приведут их к выводам о предмете урока.
Как воспринимается новая тема?
Здесь я рад сообщить, что мы получили убедительную поддержку в добавлении классов по учебной программе. Сформулировав ценность каждой темы на уровне класса и ее согласованность с будущими курсами, мы смогли сразу показать ценность этих идей и их преимущества для подготовки учащихся к жизни в динамичном мире.
Меня зовут Эндрю Джулиан, я учитель естествознания, информатики и технологий. У меня есть страсть к размышлениям о том, как технологии могут положительно повлиять на класс и образование всех студентов.
Посетите мой веб-сайт andrewjohnjulian.com для получения дополнительной информации.
Чтобы узнать больше о моем обучении в классе или моем набеге на разработку AR / VR, вы можете прочитать мои статьи на Medium, некоторые из которых приведены ниже. Спасибо!
