СЕКЦИЯ
Цифровые образовательные практики

Кушниренко А. Г. (1, А),

Леонов А. Г. (1-4, Б),

Райко М. В. (1, 4, В)

Федеральное государственное автономное учреждение «Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»

(НИЦ «Курчатовский институт» - НИИСИ) (1)

Государственный университет управления (2)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова» (3)

Московский педагогический государственный университет (4)

г. Москва

Формирование алгоритмического мышления – необходимое условие обеспечения технологического суверенитета

Обеспечение технологического суверенитета России сегодня невозможно без формирования компетенций в области информационных технологий у специалистов самых разных профилей, что, в свою очередь, требует от системы образования усилий по форсированному воспитанию алгоритмического мышления у обучающихся всех категорий.

Kushnirenko A. G. (1),

Leonov A. G. (1-4),

Rayko M. V. (1, 4)

Scientific Research Institute for System Analysis of the National

Research Centre «Kurchatov Institute» (NRC «Kurchatov Institute» - SRISA) (1)

State University of Management (2)

Moscow State University (3)

Moscow State Pedagogical University (4)

Moscow, Russia

The development of algorithmic thinking is a necessary condition for ensuring technological sovereignty of Russia

Ensuring Russia's technological sovereignty today is impossible without developing competencies in the field of information technology among specialists of various profiles, which, in turn, requires the education system to make efforts to forcefully develop algorithmic thinking in students of all categories.
Введение
В настоящее время, как подчеркнул президент России В.В. Путин, приоритетной целью становится формирование инновационной цифровой экономики, которая должна обладать полной технологической, научной, производственной и кадровой независимостью [1]. Успешное выполнение этой стратегической задачи станет залогом устойчивого роста экономики и обеспечения национальной безопасности государства. Важно отметить, что достижение технологической самостоятельности невозможно без масштабной цифровой трансформации всей образовательной системы, направленной на массовую оперативную подготовку квалифицированных специалистов в сфере науки, производства и образования [2].
Эффективность использования вычислительной техники как средства обучения была доказана на практике еще в 80-х годах прошлого столетия [3]. Разработка и внедрение в образовательный процесс компьютерных практикумов – специальных предметно-ориентированных педагогических программных средств – в те годы сдерживалось, в основном, уровнем обеспечения учебного заведения вычислительной техникой. За прошедшие годы компьютеризация образовательных организаций достигла уровня, когда вычислительные средства стали доступны на занятиях не только студентам вузов и ученикам школ, но и воспитанникам дошкольных образовательных организаций.
Сейчас проведение занятий по информатике в школе без использования компьютеров уже немыслимо. Отмеченные в статье [4] три стадии использования ИКТ в учебном процессе – достижение высокой вычислительной мощности массово производимых компьютеров, появление массовых мобильных устройств с доступом в сеть Интернет и доступность технологий ИИ на любом мобильном устройстве - предоставили новые возможности участникам образовательного процесса, что, в свою очередь, поставило перед педагогическим сообществом задачу цифровой трансформации форм и методов обучения.

Материалы и методы.
Полезность алгоритмического мышления для человека современного общества не ограничивается применениями в сферах программирования и вычислительной техники. Этот тип мышления служит основой для систематизации подходов к решению задач и одновременно развивает критическое мышление, аналитические навыки и способность к эффективному планированию. Важным методическим элементом при формировании алгоритмического является организация самостоятельного выполнения обучаемыми обширного набора дидактически подобранных заданий по практическому программированию.
Педагогический опыт показывает, что алгоритмическое мышление можно начать форматировать в раннем, дошкольном возрасте при использовании специальной методики, форм обучения, ориентированных на возраст ученика и разработанных программных и аппаратных средств, позволяющих детям осваивать основные научные понятия в игре [5].
Использование пиктограммных (бестекстовых) языков программирования позволяет снизить границы сензитивного периода обучения алгоритмизации. Методическая система раннего обучения представляет собой набор компонентов пропедевтики парадигм программирования, состоящий из уникального дидактического материала, включающего не только последовательный набор задач и игровые методические подходы, но и, как стержневой элемент, средство обучения - предметно-цифровую образовательную среду.
Использование линейки усложняющихся роботов-исполнителей является эффективной методикой для бесшовного перехода между разновозрастными методическими системами обучения информатике и программированию. Такой подход позволяет трансформировать приобретаемые знания, навыки и умения, начиная с пропедевтики до основного курса и заканчивая профильными курсами, обеспечивая непрерывное развитие и углубление компетенций учащихся [6; 7].

Результаты.
Созданная авторами методическая система обучения, первоначально ставящая целью формирования основ алгоритмического мышления у малышей [8], оказалась в значительной степени инвариантна относительно возраста обучаемого. Проведенные педагогические эксперименты в вузах со студентами различных специализаций показали, что при использовании такого подхода на начальной процессе обучения позволяет форсированно формировать алгоритмическое мышление у слушателей, что резко повышает эффективность курса в целом.
Формирование алгоритмического мышления представляет собой многоуровневую систему обучения, которая включает три основных этапа:
Начальный этап (пропедевтический), когда дошкольники и младшие школьники знакомятся с базовыми принципами алгоритмизации, используя пиктографический язык программирования и предметно-цифровую образовательную среду ПиктоМир;
Средний этап (генерализации знаний) направлен на обучение школьников программированию и использует более сложные гибридные образовательные среды программирования (ПиктоМир-К, КуМир);
Продвинутый этап (профессионализация) предназначен для студентов вузов, которые изучают информатику и программирование в рамках своих специализаций.
Все этапы связаны между собой единой методикой обучения, которая учитывает возраст и уровень подготовки учащихся. Система построена так, чтобы обеспечить плавный переход от простого к сложному: от «детского» программирования на пиктографическом языке ко «взрослому» текстовому программированию. Особенность подхода заключается в том, что он не нацелен на освоение конкретных программных продуктов, а формирует общие навыки и компетенции в области программирования, которые можно применять в различных специальностях.
Обучение построено по принципу постепенного усложнения материала, где каждый следующий этап опирается на знания и навыки, полученные на предыдущих уровнях, что обеспечивает системность и непрерывность образовательного процесса.

Заключение.
Представленная методическая система формирования алгоритмического мышления начиная с самого раннего возраста демонстрирует комплексный и системный подход к обучению программированию и представляет собой эффективное решение для подготовки будущих специалистов с компетенциями в области информационных технологий.
Работа выполнена в рамках темы государственного задания НИЦ «Курчатовский институт» - НИИСИ по теме № FNEF-2024-0001 (1023032100070-3-1.2.1).

Литература:
  1. Перечень поручений по итогам заседания Совета по стратегическому развитию и национальным проекта [Электронный ресурс] URL: http://www.kremlin.ru/acts/assignments/orders/70412 (дата обращения: 20.02.2025).
  2. Бетелин В.Б. Проблемы и перспективы формирования цифровой экономики в России // Вестник российской академии наук, 2018, том 88, № 1, C.3–9.
  3. Леонов А.Г. Прилипко А.А. Разработка и внедрение компьютерных практикумов в учебные курсы программирования в школе и вузе // Сборник научных статей по итогам международной научно-практической конференции». Россия, Санкт-Петербург – 2015. С.116-120.
  4. Levin, I., Semenov, A. L., & Gorsky, M. (2025). Smart Learning in the 21st Century: Advancing Constructionism Across Three Digital Epochs. Education Sciences, 15(1), 45. https://doi.org/10.3390/educsci15010045
  5. Н.О. Бесшапошников, А.Г. Кушниренко, А.Г. Леонов, М.В. Райко, О.В. Собакинских. Цифровая образовательная среда «ПиктоМир»: опыт разработки и массового внедрения годового курса программирования для дошкольников // Информатика и образование. 2020; (10): С.28-40.
  6. Besshaposhnikov N., Kushnirenko A., and Leonov A. 2017. Pictomir: how and why do we teach textless programming for preschoolers, first graders and students of pedagogical universities CEE-SECR'17: Proceedings of the 13th Central & Eastern European Software Engineering Conference in Russia, October. 2017. No. 21. P. 1–7.
  7. Agliamutdinova D.B., Besshaposhnikov N.O., Kushnirenko A.G., Leonov A.G., Raiko M.V. Problems of Early Learning to Program. How to Bridge the Gap Between Pictographic and Textual Programming Styles // International Journal of Education and Information Technologies (NAUN). Volume 15, 2021, pр. 331-343.
  8. В. Б. Бетелин, А. Г. Кушниренко, А. Г. Леонов, “Основные понятия программирования в изложении для дошкольников”, Информ. и её примен., 14:3 (2020), 55–61. DOI: https://doi.org/10.14357/19922264200308
ВОПРОСЫ И КОММЕНТАРИИ
Made on
Tilda