Программа "Пропедевтика программирования со SCRATCH"

Муниципальное общеобразовательное бюджетное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №10»

«Утверждаю»

Директор МОБУ «СОШ №10»

______________ Ковалева Т.Г.

Приказ №      от «   »      2021 г.

ПРОГРАММА

«Пропедевтика программирования со SCRATCH»

Составитель:

учитель информатики

Еремина И.А.

г. Арсеньев

2021-2022 гг.

Пояснительная записка.

Обучение основам программирования школьников должно осуществляться на специальном языке программирования, который будет понятен детям, будет легок для освоения и соответствовать современным направлениям в программировании. В данном курсе предполагается вести изучение программирования в игровой, увлекательной форме. Scratch – это объектно-ориентированная среда, в которой блоки программ собираются из разноцветных кирпичиков. Scratch – это мультимедийная система. Большая часть операторов языка направлена на работу с графикой и звуком, создание анимационных и видеоэффектов. Манипуляции с медиаинформацией – главная цель создания Scratch.

Цель: сформировать у учащихся базовые представления о языках программирования, алгоритме, исполнителе, способах записи алгоритма; организовать проектную научно-познавательную деятельность творческого характера; сформировать у школьника познавательный интерес к учёбе и исследовательские навыки.

Занятия направлены на решение следующих задач.

Обучающие:

• овладеть навыками составления алгоритмов;
• овладеть понятиями «объект», «событие», «управление», «обработка событий»;
• изучить функциональность работы основных алгоритмических конструкций;
• сформировать представление о профессии «программист»;
• сформировать навыки разработки, тестирования и отладки несложных программ;
• познакомить с понятием проекта и алгоритмом его разработки;
• сформировать навыки разработки проектов: интерактивных историй, квестов, интерактивных игр, обучающих программ, мультфильмов, моделей и интерактивных презентаций.

Развивающие:

• способствовать развитию критического, системного, алгоритмического и творческого мышления;
• развивать внимание, память, наблюдательность; познавательный интерес;
• развивать умение работать с компьютерными программами и дополнительными источниками информации;
• развивать навыки планирования проекта, умение работать в группе.

Воспитательные:

• формировать положительное отношение к информатике и ИКТ;
• развивать самостоятельность и формировать умение работать в паре, малой группе, коллективе;
• формировать умение демонстрировать результаты своей работы.

Актуальность и новизна программы.

Актуальность программы состоит в том, что мультимедийная среда Scratch позволяет сформировать у детей стойкий интерес к программированию, отвечает всем современным требованиям объектно-ориентированного программирования.

Изучение языка значительно облегчает последующий переход к изучению других языков программирования. Преимуществом Scratсh, среди подобных сред программирования, также является наличие версий для различных операционных систем: для Windows, Mac OS, GNU/Linux.

Аспект новизны заключается в том, что Scratch не просто язык программирования, а еще и интерактивная среда, где результаты действий визуализированы, что делает работу с программой понятной, интересной и увлекательной.

Особенность среды Scratch, позволяющая создавать в программе мультфильмы, анимацию и даже простейшие игры, делает образовательную программу «Увлекательное программирование» практически значимой для современного школьника, т.к. дает возможность увидеть практическое назначение алгоритмов и программ, что будет способствовать развитию интереса к профессиям, связанным с программированием. В зависимости от поставленных задач на занятиях используются различные методы обучения. Все задания расположены по возрастанию степени их сложности. Доступная детям практическая деятельность помогает избежать умственного переутомления.

Блочное программирование. Для создания программ в Scratch, вы просто совмещаете графические блоки вместе в стеках. Блоки сделаны так, чтобы их можно было собрать только в синтаксически верные конструкции, что исключает ошибки. Различные типы данных имеют разные формы, подчеркивая несовместимость. Можно сделать изменения в стеках, даже когда программа запущена, что позволяет больше экспериментировать с новыми идеями.

Манипуляции данными. В Scratch можно создавать программы, которые объединяют графику, анимацию, музыку и звуки. Scratch расширяет возможности управления визуальными данными, которые популярны в сегодняшней культуре — например, добавляя программируемость, похожих на Photoshop фильтров.

Совместная работа и обмен. Сайт проекта Scratch предлагает вдохновение и аудиторию: можно посмотреть проекты других людей, использовать и изменить их картинки и скрипты, и добавить ваш собственный проект. Самое большое достижение — это общая среда и культура, созданная вокруг самого проекта.

Инструментарий Scratch:

• стандартные для языков процедурного типа: следование, ветвление, циклы, переменные, типы данных (целые и вещественные числа, строки, логические, списки — динамические массивы), псевдослучайные числа;
• объектно-ориентированные: объекты (их поля и методы), передача сообщений и обработка событий;
• интерактивные: обработка взаимодействия объектов между собой, с пользователем, а также событий вне компьютера (при помощи подключаемого сенсорного блока);
• параллельное выполнение: запуск методов объектов в параллельных потоках с возможностью координации и синхронизации;
• создание простого интерфейса пользователя.

Организация деятельности учащихся:

• формы организации деятельности обучающихся:

• групповые,
• индивидуальные;

• методы обучения

• словесные методы (лекция, объяснение);
• демонстративно-наглядные (демонстрация работы в программе, схем, скриптов, таблиц);
• проектные методы (разработка проекта по спирали творчества, моделирование, планирование деятельности)
• работа с Интернет - сообществом (публикация проектов в Интернет - сообществе скретчеров).
• объяснительно – иллюстративные (методы обучения, при использовании которых, дети воспринимают и усваивают готовую информацию);
• частично-поисковые методы обучения (участие детей в
• коллективном поиске, решение поставленной задачи совместно с педагогом). исследовательские методы обучения (овладение детьми методами научного познания, самостоятельной творческой работы).

Срок реализации программы 1 год, 30 часов. Программа основана на преимуществах дополнительного образования и призвана дать необходимые знания и  умения в области изучения компьютерных технологий для школьников, а также выявить  способных, талантливых детей и развить их способности, дает большие возможности для творческого развития детей, предусматривая индивидуальный подход к ребенку.

Требования к уровню освоения материала.

В результате школьник, участвующий в проектной научно-познавательной деятельности, будет:

Знать:

• отдельные способы планирования деятельности;
• составление плана предстоящего проекта в виде рисунка, схемы;
• составление плана предстоящего проекта в виде таблицы объектов, их свойств и взаимодействий;
• разбиение задачи на подзадачи;
• распределение ролей и задач в группе;

Уметь:

• составить план проекта, включая: выбор темы; анализ предметной области; разбиение задачи на подзадачи; проанализировать результат и сделать выводы;
• найти и исправить ошибки;
• подготовить небольшой отчет о работе; публично выступить с докладом;
• наметить дальнейшие пути развития проекта;

Получат навыки:

• работы в группе;
• ведения дискуссии;
• донесения своих мыслей до других.

Получат возможность:

• постепенно учиться программированию;
• реализовать свои творческие порывы;
• участвовать в интерактивном процессе создания игр и анимирования разнообразных историй как индивидуально, так и вместе со своими сверстниками из разных стран;
• получать живой отклик от единомышленников; оценить свои творческие способности.

Личностные, метапредметные и предметные результаты освоения учебного курса «Пропедевтика программирования со SCRATCH»

Личностные результаты:

- формирование ответственного отношения к учению, способности довести до конца начатое дело на примере завершённых творческих учебных проектов;

- формирование способности к саморазвитию и самообразованию средствами информационных технологий на основе приобретённой, благодаря иллюстрированной среде программирования, мотивации к обучению и познанию;

- развитие опыта участия в социально значимых проектах, повышение уровня самооценки благодаря реализованным проектам;

- формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, участия в конкурсах и конференциях различного уровня;

- формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития информационных технологий;

- формирование осознанного позитивного отношения к другому человеку, его мнению, результату его деятельности;

- формирование ценности здорового и безопасного образа жизни; усвоение правил индивидуального и коллективного безопасного поведения при работе с компьютерной техникой.

Метапредметные результаты:

- умение самостоятельно ставить и формулировать для себя новые задачи, развивать мотивы своей познавательной деятельности;

- умение самостоятельно планировать пути решения поставленной проблемы для получения эффективного результата, понимая, что в программировании длинная программа – не значит лучшая программа;

- умение критически оценивать правильность решения учебно-исследовательской задачи;

- умение корректировать свои действия, вносить изменения в программу и отлаживать её в соответствии с изменяющимися условиями;

- владение основами самоконтроля, принятия решений;

- умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебно-исследовательских и проектных работ;

- формирование и развитие компетентности в области использования информационно-коммуникационных технологий (ИКТ-компетенция);

- умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками в процессе проектной и учебно-исследовательской деятельности.

Предметные результаты:

- осознание значения математики и информатики в повседневной жизни человека;

- формирование представлений об основных предметных понятиях («информация», «алгоритм», «исполнитель», «модель») и их свойствах;

- развитие логических способностей и алгоритмического мышления, умения составить и записать алгоритм для конкретного исполнителя, знакомство с основными алгоритмическими структурами – линейной, условной и циклической;

- развитие представлений о числах, числовых системах;

- овладение символьным языком алгебры, умение составлять и использовать сложные алгебраические выражения для моделирования учебных проектов, моделировать реальные ситуации на языке алгебры;

- развитие пространственных представлений, навыков геометрических построений и моделирования таких процессов, развитие изобразительных умений с помощью средств ИКТ;

- формирование информационной и алгоритмической культуры, развитие основных навыков использования компьютерных устройств и программ;

- формирование умения соблюдать нормы информационной этики и права.

Учебно-тематический план.

Содержание программы.

Раздел 1. Знакомство с программной средой Scratch – 2 ч.

Свободное программное обеспечение. Авторы программной среды Scratch. Параметры для скачивания и установки программной среды на домашний компьютер. Основные элементы пользовательского интерфейса программной среды Scratch. Внешний вид рабочего окна. Блочная структура систематизации информации. Функциональные блоки. Блоки команд, состояний, программ, запуска, действий и исполнителей. Установка русского языка для Scratch.

Создание и сохранение документа. Понятия «спрайт», «сцена», «скрипт». Очистка экрана. Основной персонаж как исполнитель программ. Система команд исполнителя (СКИ). Блочная структура программы. Непосредственное управление исполнителем.

Библиотеки исполнителей. Сцена и разнообразие сцен, исходя из библиотеки сцен. Систематизация данных библиотек исполнителей. Иерархия в организации хранения костюмов персонажа и фонов для сцен. Импорт костюма, импорт фона.

            Аналитическая деятельность:

- определять технические устройства для ввода и вывода информации;

- понимать иерархическую организацию библиотек исполнителей программной среды;

- выделять путь к элементам библиотеки;

Практическая деятельность:

- выбирать и запускать программную среду Scratch;

- работать с основными элементами пользовательского интерфейса программной среды;

- изменять размер и перемещать окно программы, выбирать необходимый режим окна;

- вводить имя файла с помощью клавиатуры;

- выбирать необходимый файл из нужной папки;

- создавать, копировать, переименовывать, перемещать, копировать и удалять файлы;

- соблюдать требования техники безопасности при работе в компьютерном классе.

Раздел 2. Компьютерная графика – 5 ч.

Компьютерная графика. Векторные и растровые графические редакторы. Встроенный растровый графический редактор. Основные инструменты графического редактора – кисточка, ластик, заливка (цветом или градиентом), рисование линий, прямоугольников, квадратов, эллипсов и окружностей, выбор фрагмента изображения и отражение его по горизонтали или вертикали, использование инструмента «Печать» для копирования выделенной области изображения, работа с текстом. Масштаб фрагмента изображения. Палитра цветов, установка цвета переднего плана и фона, выбор цвета изображения с помощью инструмента «Пипетка». Изменение центра костюма. Изменение размера костюма.

Основные способы изменения внешнего вида исполнителя:

1) использование встроенной библиотеки исполнителей путём импорта её элемента;

2) редактирование выбранного элемента с помощью инструментов встроенного растрового графического редактора;

3) создание собственных изображений в других программах (например, LibreOffice Draw) и импортирование их в программную среду Scratch.

Знакомство с основными графическими примитивами векторного редактора LibreOffice Draw. Создание геометрических фигур без внутренней заливки, но с текстовым блоком внутри. Стрелки, их направление.

Аналитическая деятельность:

- выделять фрагменты изображения для дальнейшей работы с ними;

- планировать работу по созданию сложных изображений путём копирования и масштабирования простых;

- различать верхний и нижний цвета изображения;

- придумывать и создавать различные градиенты для заливки замкнутой области;

- планировать создание симметричных объектов с использованием возможности отражения фрагмента изображения.

Практическая деятельность:

- использовать простейшие растровые и векторные редакторы для создания и редактирования изображений;

- изменять центр изображения костюма исполнителя;

- редактировать изображения встроенной библиотеки исполнителей;

- создавать сложные графические объекты путем копирования и модификации простых объектов и их фрагментов;

- использовать возможности работы с цветом.

Раздел 3. Алгоритмы и исполнители – 13 ч.

Алгоритм. Понятие алгоритма как формального описания последовательности действий исполнителя, приводящих от исходных данных к конечному результату. Схематическая запись алгоритма. Использование геометрических фигур для схематической записи алгоритма. Создание блок-схем в свободном векторном редакторе LibreOffice Draw.

Линейные алгоритмы

Основные признаки линейного алгоритма. Схематическое описание линейного алгоритма. Геометрические примитивы, используемые для описания линейного алгоритма. Программное управление исполнителем. Создание программ для перемещения исполнителя по экранному полю. Понятие «поворот исполнителя в определённое направление». Угол поворота 90°. Поворот исполнителя на 90° по часовой или против часовой стрелки. Создание программ для рисования линий. Изменение цвета и толщины рисуемой линии. Особенности пунктирной линии. Программа для исполнителя, чтобы он оставлял пунктирную линию при перемещении по экранному полю. Прямоугольник, квадрат – основные черты. Написание программ для движения исполнителя вдоль сторон квадрата, прямоугольника. Редактирование программы рисования квадрата для получения квадрата другой с другим размером стороны. Прерывание программы.

Циклические алгоритмы

Организация циклического алгоритма при необходимости многократного повторения команд. Особенности использования цикла в программе. Оптимизация программы путём сокращения количества команд при переходе от линейных алгоритмов к циклическим. Схематическая запись циклического алгоритма. Типы циклических алгоритмов. Основные конструкции программной среды, используемые для написания программ исполнителям с применением циклов. Конечный цикл. Оптимизация программы для исполнителя, рисующего линии, квадраты, прямоугольники при использовании цикла. Программа исполнителя для рисования нескольких однотипных геометрических фигур, например, нескольких квадратов из одной вершины, но с различным значением стороны. Конструкции программной среды «спрятаться/показаться». Выполнение программы исполнителем, не показанным в поле выполнения программы. Написание и отладка программ с применением конструкции «цикл в цикле». Бесконечный цикл. Повторяющаяся смена внешности исполнителя для имитации движения персонажа. Использование бесконечного цикла для создания анимации. Получение различных эффектов воспроизведения программы за счёт изменения костюмов исполнителей  Scratch.

Параллелизм в программной среде

Использование нескольких исполнителей. Копирование программ исполнителей. Выполнение одинаковых программ разными исполнителями при использовании различных начальных условий. Параллельное выполнение одинотипных действий. Принцип суперкомпьютерных технологий. Таймер для вычисления времени выполнения программы. Интерактивность программ. Возможность организации диалога между исполнителями. Операторы для слияния текстовых выражений. Взаимодействие исполнителей. Сенсоры касания объектов или цвета. Использование сенсоров при взаимодействии исполнителей. Задержка выполнения программы. Слои изображения. Выполнение команд исполнителями в разных слоях изображения.

Ветвление в алгоритмах

Использование ветвления при написании программ. Короткая форма. Полная форма условного оператора. Конструкции ветвления для моделирования ситуации. Цикл «пока». Повторение команд исполнителя при выполнении определенного условия. Последовательное выполнение фрагментов программы разными исполнителями/Типы исполнителей программной среды Scratch. Системы команд исполнителей. Различные системы команд для разных типов исполнителей.

Управление событиями. Передача сообщений исполнителям для выполнения определенной последовательности команд.

Передача управления между различными типами исполнителей.

Аналитическая деятельность:

- придумывать задачи для исполнителей программной среды;

- выделять ситуации, для описания которых можно использовать линейный алгоритм, алгоритм с ветвлениями, повторениями;

- определять эффективный способ решения поставленной задачи;

- находить параллельности в выполняемых действиях и программировать их с помощью нескольких исполнителей;

- планировать последовательность событий для заданного проекта.

Практическая деятельность:

- составлять и отлаживать программный код;

- использовать конструкции программной среды для создания линейных, разветвлённых и циклических алгоритмов;

- организовывать параллельные вычисления;

- моделировать последовательность событий программы, передачу управления от одних исполнителей другим.

Раздел 4. Проектная деятельность и моделирование процессов и систем – 10 ч.

Мультимедийный проект. Описание сюжетных событий. Анимация. Создание эффекта анимации с помощью последовательной смены изображений. Имитационные модели. Интерактивные проекты. Игры.

Аналитическая деятельность:

- создавать план появления событий для отражения определенной темы;

- выбирать иллюстративный материал из встроенной библиотеки;

- выбирать метод анимации для конкретной задачи;

- планировать последовательность событий для создания эффекта анимации по выбранному сценарию.

Практическая деятельность:

- использовать возможности программной среды Scratch для создания мультимедийных проектов;

- создавать имитационные модели, интерактивные проекты и игры средствами программной среды.

Компьютерная техника и интерактивное оборудование

Помещение оборудовано персональными компьютерами для каждого обучающегося. В наличии  проектор, колонки, интерактивная доска, как дополнительные методы организации образовательного процесса.

Учебно-методическое обеспечение

1. Патаракин Е.Д. Учимся готовить в среде Скретч: учебно-методическое пособие) — И.: Интуит.ру, 2007. – 61 с.: ил.
2. Босова Л.Л., Методика применения интерактивных сред для обучения младших школьников программированию / Л.Л. Босова, Т.Е. Сорокина //Информатика и образование. –  №7 (256). – 2014.
3. Сорокина Т.Е. Пропедевтика программирования в курсе информатики 5–6 классов на базе среды SCRATCH: мат. конф./ XII открытая Всерос. конф. (15–16 мая 2014 г.). – Казань: Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2014. – 369 c. – С. 313–315.
4. Ю.В. Пашковская «Творческие задания в среде Scratch» . – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014. – 200 с.: ил.
5. Вордерман Кэрол, Вудкок Джон, Макаманус Шон . Переводчик: Ломакин Станислав Программирование для детей Манн, Иванов и Фербер, 2015 г.

Интернет-ресурсы

1. http://scratch.mit.edu – официальный сайт Scratch
2. http://letopisi.ru/index.php/Скретч - Скретч в Летописи.ру
3. http://setilab.ru/scratch/category/commun - Учитесь со Scratch

Тематическое планирование