Научно-исследовательская работа "Технология создания обучающей программы в среде программирования Scratch"

Министерство образования и науки Республики Башкортостан

ГАУ ДО «Центр развития талантов «Аврора»)

Конкурс исследовательских работ и проектов в рамках 

Малой академии наук школьников Республики Башкортостан

Направление: «информатика»

Технология создания обучающей программы в среде программирования Scratch

Автор: Саврасов Руслан,

Учащийся 3 класса МОБУ ООШ с. Старокостеево Научный руководитель: 

Лакомкин И.М.

учитель информатики МОБУ ООШ с. Старокостеево

2021 г

План работы:

1. Введение.................................................................................................... 3

2. Теоретическое обоснование....................................................................... 4

3. Практические исследования...................................................................... 5

3.1 Создание обучающей программы–тренажёра.......................................... 5

3.2 Практическое применение программы.................................................... 6

4. Заключение................................................................................................ 7

5. Перспективы исследований....................................................................... 7

6. Список использованной литературы......................................................... 7

7. Приложение............................................................................................... 8

1. Введение

В современной жизни не обойтись без компьютеров. Они используются учеными, в космосе, вмедицине, в управлении роботами. На уроках мы используем компьютеры для просмотра учебных фильмов, учителя объясняют нам новый материал с помощью презентаций, а дома я смотрю мультфильмы и играю на компьютере. 

Мне очень захотелось научиться программировать, и я попросил учителя информатики нашей школы взять меня в кружок по информатике. На занятиях я познакомился с основами программирования в среде Scratch и создал свои первые программы. 

Проблема, которую я хочу решить – нежелание некоторых одноклассников решать примеры по математике перед классом, потому что, когда они ошибаются, им становится стыдно, а дома родители не всегда могут с ними сидеть и проверять ответы.

Цель работы:

1.                       С помощью среды Scratch создать программу-тренажер по математике для учеников начальных классов. Программа должна помочь закрепить навыки устного счета как на уроках, так и дома.

2.                       Показать ученикам моего класса, что и в начальных классах можно осваивать программирование, чтобы они тоже, не только играли и общались в социальных сетях, но начали изучать программирование.

Для достижения поставленной цели мне потребовалось выполнить следующие задачи:

-   анализ литературы и существующих программ-тренажёров;

-   изучение среды программирования Scratch;

-   составление алгоритма программы;

-   создание и отладка программы;

-   применение программы на уроке математики;

-   анализ результатов работы и выводы.

Методы и приемы, которые использовались в работе:

-   анализ источников;

-   сравнение;

-   изучение теории;

-   создание компьютерной программы; - тестирование;

-   опрос.

Теоретическая значимость моей исследовательской работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы в изучении среды Scratch другими детьми для понимания работы программы и её компонентов.

Практическая значимость исследовательской работы заключается в том, что результаты исследования могут быть использованы в тренировке устного счета.

При работе над проектом были изучены научно-методические материалы:

1.                       «Введение в Scratch Цикл уроков по программированию для детей».

С.Шапошниковаhttp://window.edu.ru/resource/056/78056/files/scratch_lessons

.pdf.

2.                       Книга юных программистов на Scratch. Голиков Денис и Голиков Артём Издательство Smashwords http://xn--90acabkb9cva.xn--p1ai/wp-content/uploads/2012/02/kniga-

yunyh-programmistov-na-scratch.pdf.

Гипотеза исследования:

С помощью среды программирования Scratch ученик 3 класса сможет создать программу, которую можно будет использовать на уроках в школе, дома и увлечь одноклассников программированием.

2.Теоретическое обоснование

Актуальность языка программирования зависит от различных показателей.

Одним из таких показателей является направление, в которой будет существовать программа. Финансовые и корпоративные системы должны выполнять сложные функции и им требуются такие языки как Java или C#.

Веб страницам и программам, ориентированным на мультимедиа и дизайн, потребуются динамические, универсальные, функциональные языки, такие как PHP, JavaScript.

Создавать законченные приложения для Windows самой различной направленности позволят такие языки как Pascal, С++, Python,Delphi, VisualStudio C++.

На сегодняшний день одной из главных задач в области информатизации образования является создание качественных и эффективных электронных обучающих программ.

Целью моей работы является рассмотрение практического применения обучающей программы, поэтому первоочередной задачей моей проектно-исследовательской работы был выбор среды программирования.

К системам визуального программирования, расчитанных на неопытных пользователей, относятся GDevelop, Scratch, Urho3D.

В таблице 1. указаны критерии, по которым осуществлялся выбор среды программирования:

Таблица 1.

Я не знаю английский язык, поэтому выбрал Scratch.

Основное достоинство Scratch состоит в том, что здесь программа создается из большого набора графических «кубиков» (Приложение.

Рис.1).

Проект в Scratch можно создавать как в сети Интернет на сайте https://scratch.mit.edu, так и на своем компьютере. Для этого с официального сайта можно скачать установочный файл и установить Scratch на компьютер. 

Созданную программу можно загрузить компьютера на сайт, и она станет доступной для всех посетителей сайта https://scratch.mit.edu. 

3.Практические исследования

Так как компьютеры в школе устарели, я использую локальную версию Scratch 2.0 (Приложение. Рис 2)

После открытия Scratch 2.0 появляются несколько окон:

•         главное окно (сцена);

•         окно библиотеки команд (скриптов);  окно спрайтов (героев программы);  окно кода программы.

3.1 Создание обучающей программы–тренажёра  

Следующей задачей моего исследовательского проекта было придумать такую программу, которая имела бы практическую пользу.

Подумав над этим вопросом, я решил, что это будет программатренажёр сложения.

Почему именно такая программа? Не секрет, что в наше время даже ученики начальных умело обращаются с компьютерами. В интернете много программ тренажёров, но второй целью моего проекта является привлечение одноклассников к программированию, поэтому создав программу, я привлеку учеников к решению примеров и покажу, что они тоже смогут научиться программировать.

Далее я начал думать, как будет выглядеть моя программа.

Обязательно должен присутствовать мультипликационный герой, который будет задавать вопросы, хвалить при правильных ответах и подбадривать при ошибках.

Следующим этапом стала разработка программы.

Я составил схему программы (блок-схема 1), определил какие переменные буду использовать (рис.4). 

Блок-схема 1

Составил по схеме программу (Приложение. Рис 4). 

После тестирования программы, я понял, что необходимо её усовершенствовать. Не только сообщать ученикам правильно они ответили или нет, но и подсчитывать правильные ответы и даже выставлять оценки. Программу я доработал. (Приложение. Рис.5).

                  3.2 Практическое применение программы

Я попросил учительницу, чтобы мы на уроке провели тестирование на сложение с помощью моей программы. Урок мы провели в кабинете информатики. Учительница сказала, кто будет решать в пределах 20, а кто в пределах 100.

Одноклассники с удовольствием решали предметы, за ошибки их никто не ругал, котик-герой хвалил за каждый правильный ответ. Вместо заданных 10 примеров, некоторые одноклассники решили по 50 примеров и хотели продолжить тренировку дальше! (Приложение. Фото 1, Фото 2).

4.Заключение

Цель проекта была достигнута:

1.   программа создана, протестирована на уроке математики;

2.   одноклассники захотели заняться программированием.

В сравнении с существующими программами, достоинством моей программы является то, что одноклассникам было любопытно протестировать программу своего товарища, а любопытство приводит к даже к мировым открытиям! Они не искали подобные программы в интернете, и не знали, что они существуют. Поэтому доступность моей программы привело к её использованию. У кого есть интернет стали тренироваться на сайте, а у кого интернета нет, скопировали её на свои домашние компьютеры.

5 Перспективы исследований

Учительница попросила доработать программу, чтобы можно было проверять знания на умножение, деление. А еще создать программу по проверке правописания на башкирском языке. Надеюсь, что эту новую программу я буду создавать вместе со своими одноклассниками!

 Жалко, что у нас в школе нет роботов, я очень хочу научиться их программировать…

6 Список использованной литературы

1.     Шапошникова С., «Введение в Scratch Цикл уроков по программированию для детей» 2011г., 42 стр.

http://window.edu.ru/resource/056/78056/files/scratch_lessons.pdf

2.     Голиков Д., Голиков А. «Книга юных программистов на Scratch». Издательство Smashwords2013г., 140 стр.

http://xn--90acabkb9cva.xn--p1ai/wp-content/uploads/2012/02/knigayunyh-programmistov-na-scratch.pdf

3.     ГОСТ 19.701-90    на      создание     блок-схемы. http://cert.obninsk.ru/gost/282/282.html

Приложение.

Рис.1 «Кубики» команд.

Рис. 2 Главное окно программы

 

Рис. 3 Переменные программы.

 

Рис 4. Программа-тренажер

 

Рис. 5 Дополнение к программе

 

Фото 1. Рассказ о том, как создавал программу.

Фото 2. Решение примеров на уроке математики.