2015-09-19

Informatinio mąstymo ugdymas pasitelkiant

informatikos konkursą: probleminio sprendimo

užduotys ir mokinių lyčių skirtumai

(pagal straipsnį „Introducing Computational Thinking through a Contest on Informatics: Problem-solving and

Gender Issues“)Prof. Valentina Dagienė, valentina.dagiene@mii.vu.lt

Eimantas Pėlikis, eimantas.pelikis@gmail.comGabrielė Stupurienė, gabriele.stupuriene@mii.vu.lt

Vilniaus universiteto Matematikos ir informatikos institutas

Informatinio mąstymo atsiradimas

• Informatinis mąstymas Jeannette M. Wing, Karnegio Melon universiteto profesorė 2006 metais paskelbė straipsnį: Computational thinking. (Communications of the ACM, 49(3), 33-35)

• „Informatinis mąstymas (Computational Thinking) susijęs su problemų sprendimu, sistemų projektavimu ir žmogaus elgesio supratimu pasitelkiant fundamentalias informatikos sąvokas“

Informatinio mąstymo apibrėžimas

• Trys informatinio mąstymo komponentai: – Abstrahavimas– Analizavimas– Automatizavimas

• Vėliau (2011 m.) J. M. Wing informatinį mąstymą apibrėžė kaip mąstymo procesą, kuris būtinas formuluojant problemas ir jų sprendimo būdus

CSTA ir ISTE išskyrė devynias pagrindines informatinio mąstymo kategorijas (2009 m.)

1. Duomenų rinkimas: informacijos kaupimas ir tinkamos atrinkimas.

2. Duomenų analizė: duomenų apdorojimas, šablonų atradimas, išvadų darymas.

3. Duomenų atvaizdavimas: duomenų tvarkymas ir vaizdavimas diagramomis, tekstu, paveikslais, lentelėmis ir pan.

4. Problemų dekomponavimas: uždavinio skaidymas į mažesnius komponentus ir skaidinių jungimas.

5. Algoritmavimas: žingsnių sekų planavimas ir organizavimas problemai išspręsti.

6. Abstrahavimas: sudėtingumo mažinimas aprašant problemų idėjas, nusakant savybes ir kuriant modelius.7. Simuliavimas: modeliavimo ir simuliacijos naudojimas, pvz., eksperimentams atlikti.8. Automatizavimas: atpažinimas, kaip technologijos gali padėti sprendžiant naujus uždavinius.9. Lygiagretinimas: išteklių organizavimas problemai spręsti ir tikslui pasiekti, naudojant sinchroninio perdavimo ir bendradarbiavimo priemonėmis.

Operacinis informatinio mąstymo apibrėžimas (pagal ISTE, 2014 m.)

Informatinis mąstymas problemų sprendimo procesas,:1. Problemų performulavimas (perdarymas) taip,

kad joms spręsti būtų galima pritaikyti kompiuterį arba analogiškas priemones.

2. Logiškas duomenų tvarkymas ir analizavimas.3. Duomenų abstrahavimas modeliavimas. 4. Sprendimų automatizavimas pasitelkus

algoritminius sprendimo būdus.5. Galimų sprendimų identifikavimas, analizavimas

ir realizavimas siekiant efektyviausio veiksmų ir išteklių derinio.

6. Apibendrinimas ir problemos sprendimo proceso tąsa.

Informatinio mąstymo sąvoka

Ilgai ieškota lietuviško termino...• Computational Thinking (angliškai)• Informatické myšlení (čekiškai)• Raciocínio computacional

(portugališkai)• Datalogiskt tänkande (švediškai)• Myślenie komputacyjne (lenkiškai)

Kompleksinis mąstymasInformatinis mąstymas susijęs su neseniai mokslo publikacijose atsiradusia kompleksinio mąstymo koncepcija. Kompleksiniu mąstymu įvardijamas gebėjimas suprasti sudėtingumą, turėti įgūdžių, kurie reikalingi norint perprasti, kaip veikia sudėtingos sistemos, apdorodamos informaciją ir spręsdamos problemas. Kompleksinis mąstymas galėtų būti apibūdinamas kaip sisteminio mąstymo, kuris padeda atpažinti sudėtingų reiškinių struktūrą, taikymas.

World Computer Congress

Tarp septynių kviestinių pranešėjų...

Informatikos konkursas „Bebras“

• Tarptautinis judėjimas informatikos ir informatiniam mąstymui ugdyti

• Konkursas skirtas 3–12 klasių mokiniams.

• Siekiama sudominti mokinius informatika ir IT, skatinti kūrybiškai, kritiškai ir laisvai mąstyti, giliau suvokti kompiuterio pagrindus.

www. bebras.lt,www.bebras.org

Konkurso užduotys nepriklausomo nuo mokykloje įgytų informatikos ar IT žinių. Dalyvauja beveik milijonas mokinių iš daugiau kaip 30 šalių. Užduotys atliekamos ir testuojamos internetinėmis priemonėmis.

2013 m. statistika• 25 909 dalyviai: 3-12 klasių

moksleiviai iš daugiau kaip 500 Lietuvos mokyklų.

• 55 skirtingos užduotys, kai kurios iš jų pateiktos kelioms amžiaus grupėms.

Tyrimui panaudoti 23 547 mokinių (5−12 kl.) užduočių sprendimo

duomenys

Tyrimo tikslai1) Ištirti vaikinų ir merginų

rezultatus ir susieti juos su informatinio mąstymo gebėjimu.

2) Nustatyti, kaip dažnai dalyviai bando atspėti atsakymą.

Tyrimo metodologija

Užduotis „Labirintas beržo tošyje“

Užduoties „Labirintas beržo tošyje“ sprendimų

grafikai

Užduoties „Labirintas beržo tošyje“ sprendimui

sugaišto laiko grafikas

Užduotis „Rikiavimas pagal svorį“

Rikiavimas pagal svorį

Berniukas rikiuoja daiktus pagal svorį didėjančia tvarka. Lengviausias daiktas turi atsidurti kairėje, o sunkiausias – dešinėje.

Naudodamiesi svarstyklėmis palyginkite daiktų svorius ir sudėliokite juos išrikiuodami antroje lentynoje.

• Simuliavimas • Algoritmavimas

Užduotis „Zebrų tunelis“

• Problemos dekomponavimas• Abstrakcijų įvedimas

Zebrų tunelis

Bebrų šalyje yra dviejų rūšių tuneliai. Kai bebrai vorele įeina į juodą tunelį, jie išeina iš jo atvirkštine tvarka. Bebrams perėjus baltą tunelį tik pirmas ir paskutinis bebras būna apsikeitę vietomis.

Bebrų šeima eina per šiuos tris tunelius. Kokia tvarka jie išeis iš tunelių? Sudėk bebrus į langelius teisinga tvarka.

Užduočių skaičius, kuriuose skirtumai tarp merginų ir

vaikinų sprendimo yra statistiškai reikšmingi, didėja

pagal mokinių amžių:Amžiaus grupė Statistiškai

reikšmingi skirtumai

Statistiškai nereikšmingi skirtumai

Benjaminai 2 6

Kadetai 7 2

Juniorai 8 4

Senjorai 11 4

Išvados (1)• Skirtumas tarp vaikinų ir merginų

rezultatų didėja su amžiaus kategorija;• Atskleisti esminiai merginų ir vaikinų

skirtumai erdvinio mąstymo srityje. Į tai reikėtų atkreipti mokytojų ir edukologų dėmesį skiriant daugiau veiklos ir užduočių merginų erdvinei mąstysenai ugdyti.

Išvados (2)• Konkurso „Bebro“ užduotys gali būti

naudojamos informatiniam mąstymui ugdyti;

• Uždavinių įvairovė nepadengia visų informatinio mąstymo kategorijų, t.y. duomenų rinkimo, automatizavimo ir lygiagretumo;

• Pagal konkurso rezultatus negalima įvertinti moksleivių informatinio gebėjimo lygio (tyrimo ribotumas).

2015-09-19

Informatinio mąstymo ugdymas pasitelkiant informatikos konkursą: probleminio sprendimo užduotys ir

mokinių lyčių skirtumai

Prof. Valentina Dagienė, valentina.dagiene@mii.vu.lt

Eimantas Pėlikis, eimantas.pelikis@gmail.comGabrielė Stupurienė, gabriele.stupuriene@mii.vu.lt

Vilniaus universiteto Matematikos ir informatikos institutas

Ačiū už dėmesį!