Что такое компьютерный дизайн для школьников

Чтобы решить эти проблемы, школьные системы ввели программы непрерывного профессионального развития (PD), программы сертификации и сертификаты CS, выдаваемые в рамках программ обучения для учителей до начала работы.

Профессиональное развитие и официальные сети

Учитывая нехватку знающих учителей информатики, несколько систем образования привлекли учителей к ПД. Они варьируются от однонедельных летних семинаров по вычислительной технике, посвященных блочным языкам программирования, до многодневных семинаров, предназначенных для ознакомления учителей с CS и обучения их тому, как помочь учащимся овладеть навыками программирования (Liu et al., 2011). Группы профессионального развития под руководством учителей продемонстрировали потенциал для содействия совместному обучению учителей информатики (Cutts et al., 2017; Alkaria & Alhassan, 2017; Goode et al., 2014). ). Тем не менее, необходима более тщательная оценка, чтобы понять их эффективность.

Сертификация учителей

Схемы сертификации служат двойной цели: проверяют знания преподавателей предметной области и сообщают потенциальным работодателям об их уникальной квалификации. Это, в свою очередь, побуждает учителей продолжать обучение, чтобы установить цикл повышения квалификации преподавателей компьютерных наук.

Спрос на образование в области информатики

Из-за высокого спроса на их навыки специалисты в области компьютерных технологий делают стабильную карьеру с высоким доходом.По данным Бюро статистики труда, средняя годовая заработная плата для профессий CS в 2019 году составила 88 240 долларов, что примерно на 48 000 долларов больше, чем средняя заработная плата для всех профессий в США. Бюро также прогнозирует, что рынок профессионалов CS будет продолжать расти в два раза. скорость остальной части рынка труда в период с 2014 по 2024 год (Национальные академии наук, 2018). Несмотря на эти преимущества, технологическая отрасль не смогла привлечь в свои ряды талантливых специалистов из разных стран.

Чтобы удовлетворить спрос на специалистов по информационным технологиям, государственные и благотворительные организации внедрили программы, знакомящие учащихся с компьютерными технологиями. Повышая осведомленность и интерес учащихся K-12 к профессиям компьютерных наук, можно решить проблему нехватки разнообразия в технологической отрасли (Harrison, 2019; Ioannou, 2018).

Заинтересованность учащихся и родителей в обучении информатике

Несмотря на явный экономический стимул для изучения компьютерных наук, относительно небольшое число учащихся K-12 проявляют интерес к компьютерному образованию. Одной из причин может быть то, что изучение компьютерных наук сопряжено с изрядной социальной стигматизацией студентов. Эта стигматизация может быть связана с широко распространенным мнением о том, что CS — это область, ориентированная на мужчин, которая предполагает социальную изоляцию и акцент на машинах, а не на людях (Cheryan et al. 2015).

Родители положительно относятся к обучению компьютерным наукам, но у них есть неправильное представление о том, кто может этому научиться. Более 80% родителей в США, опрошенных в ходе исследования Google/Gallup в 2016 году, сообщили, что они считают компьютерные науки столь же важными, как и любые другие дисциплины. Тем не менее, те же родители указали, что у них есть предубеждения относительно того, кому следует посещать курсы информатики: 57% опрошенных родителей в США заявили, что нужно быть «очень умным», чтобы изучать информатику (Google, 2015). Распространено ошибочное мнение, что некоторые люди от природы талантливы в CS, иначе известном как «ген гика», в то время как другие от природы неспособны к CS (McCartney, 2017). Это убеждение отпугивает некоторых студентов от развития интереса к CS. Напротив, статистические данные показывают, что учащиеся изучают компьютерные науки, изучая и применяя на практике основные понятия, и, таким образом, «ген гика» — это скорее миф, чем реальность (Patitsas et al. 2019).

Обучение CS для девочек и недостаточно представленных меньшинств (URM)

Вмешательства для повышения интереса учащихся

Также были предприняты попытки реализации трудоемких программ, направленных на повышение интереса учащихся к компьютерным наукам. Например, в американском штате Джорджия в течение шести лет реализовывалась программа, включающая внеклассные занятия, семинары по выходным и летние занятия. За время действия программы в Грузии увеличилось количество участников экзамена Advanced Placement (AP) CS, особенно среди девочек и URM (Guzdial et al., 2014). Некоторые штаты ввели аналогичные программы, организуя летние лагеря и семинары по выходным в университетах, чтобы помочь старшеклассникам познакомиться с CS (Best College Reviews).

Эти инициативы, будь то разовое знакомство с информационными технологиями или программы, требующие много времени, обычно имеют явную цель поощрения участия в обучении информационным технологиям среди всех учащихся, особенно девочек и URM. Хотя исследования показывают, что «Час кода» и летние лагеря могут повысить энтузиазм учащихся в области компьютерных наук, они не дают строгой оценки воздействия, необходимой для окончательного вывода об их эффективности. Например, в случае с Грузией невозможно подтвердить, можно ли напрямую отнести клубы продленного дня к увеличению числа девочек и URM, принимающих CS.

Методы обучения, основные компетенции и исследования

Несмотря на то, что были достигнуты большие успехи в создании увлекательной учебной среды, как и в других обсуждаемых здесь областях, существует недостаток исследований, которые бы достоверно оценивали эффективность различных учебных программ и методов обучения для развития навыков CS (Saeli et al., 2011). ; Hubwieser и др., 2013). Действительно, наш обзор фактических данных показывает, что расширение образования в области компьютерных наук во всем мире потребует консенсуса в отношении стратегий оценки понимания учащимися основных компетенций в области компьютерных наук и качественных данных об эффективных учебных программах и методах обучения.

Учебные программы и основные компетенции

Не существует универсальной учебной программы по информатике для всех систем образования, школ и классов. Региональные контексты, школьная инфраструктура, предшествующий доступ и воздействие CS должны учитываться при разработке учебных программ и компетенций CS. Некоторые навыки CS, такие как языки программирования, требуют доступа к компьютерной инфраструктуре, которая может отсутствовать в некоторых контекстах (Lockwood & Cornell, 2013). По мнению участников Международной олимпиады по информатике «Создание международной учебной программы по информатике для начального и старшего школьного образования», при разработке учебных программ следует учитывать конкретные обстоятельства (Ackovska, 2015).

Вместо того, чтобы предписывать учебную программу, K-12 Computer Science Framework рекомендует базовые концепции информатики и компетенции для систем образования. Эта структура позволяет разработчикам учебных программ и преподавателям создавать учебный процесс, выходящий за рамки структуры и учитывающий интересы и способности учащихся.

К основным навыкам, которые учащиеся могут освоить к концу начальной школы, относятся: (1) абстракция (создание модели для решения проблемы); (2) обобщение (ремикширование и повторное использование ранее созданных ресурсов); (3) декомпозиция (разбиение сложной задачи на более простые подзадачи); (4) алгоритмическое мышление (определение ряда шагов для решения, составление инструкций в правильной последовательности и формулирование математических и логических выражений); и (5) отладка (распознавание, когда инструкции не соответствуют действиям, а затем удаление или исправление ошибок) (Angeli, 2016).

Компетенции, которые учащиеся старшего возраста могут освоить на курсах информатики, практикуемых в Польше, включают: (1) логическое и абстрактное мышление; (2) представления данных; (3) решение проблем путем разработки и программирования алгоритмов с использованием цифровых устройств; (4) выполнение расчетов и выполнение программ; (5) сотрудничество; и (6) этические нормы, такие как конфиденциальность и безопасность данных (Syslo & Kwiatkowska, 2015 г.).

Часто используемые методы обучения

В ряде исследований описаны различные методы обучения основным компетенциям компьютерных наук. Интегрированные среды разработки особенно рекомендуются для обучения навыкам кодирования (Florez et al., 2017; Saez-Lopez et al., 2016). 3 Эти среды обучают блочным языкам программирования, которые побуждают начинающих программистов заниматься программированием, частично облегчая учащимся нагрузку на синтаксис (Weintrop & Wilensky, 2017; Repenning, 1993). Другие рекомендовали различные методы обучения, сочетающие компьютеризированные уроки с занятиями в автономном режиме (Тауб и др., 2009; Керзон и др., 2009; Ачковска, 2015). Этот подход предназначен для обучения основным понятиям вычислительного мышления, в то же время поддерживая вовлеченность учащихся в физическую, а также в цифровую среду (Nishida et al., 2009). CS Unplugged, например, предоставляет кинестетические планы уроков. которые включают игры и головоломки, обучающие основным понятиям CS, таким как декомпозиция и алгоритмическое мышление.

В различных исследованиях также предпринимались попытки измерить традиционное лекционное обучение информатике (Alhassan, 2017; Cicek & Taspinar, 2016). 4 Эти исследования, однако, основаны на небольших размерах выборки, где каждая экспериментальная и контрольная группы состояли из отдельных классов. Необходимы более тщательные исследования, чтобы понять эффективность стратегий обучения информатике.

Отсутствие единого мнения по оценке

Несмотря на то, что для оценки знаний учащихся по основным понятиям CS используются различные методы — стандартизированные тесты, цифровая среда, классические когнитивные тесты и тесты активности CS Unplugged, единого мнения относительно наилучшего метода для этого нет (So et al. ., 2019; Джамбонг и Фрейман, 2016). Хотя эти методы широко доступны, по-прежнему не хватает сопоставимых оценок, которые исследователи могли бы использовать для оценки различных учебных программ или методов обучения информатике. Без данных оценки невозможно оценить учебную программу или стратегии обучения в разных классах или школах (Webb et al., 2016; Tew, 2010). Отсутствие результирующих данных, в свою очередь, мешает системам образования улучшать свои программы CS.

Хорошей новостью является то, что все больше организаций разрабатывают стандартизированные тесты по компьютерным наукам и вычислительному мышлению. В Международное исследование компьютерной и информационной грамотности в 2018 году были включены экзамены по вычислительному мышлению, состоявшие из двух 25-минутных модулей, в которых студентов просили разработать последовательность задач в программе, связанной с единой темой (Fraillon et al., 2018). В 2021 году PISA ОЭСР будет включать вопросы для оценки вычислительного мышления. Экзамен AP CS также позволил провести полезные сравнения, которые использовались для оценки программ подготовки учителей (Brown, 2018).

Системы образования во всем мире все чаще обращают внимание на необходимость интеграции компьютерных наук в свои стандартные учебные программы. Тем не менее, появилось много проблем. Во многих системах образования ощущается нехватка квалифицированных учителей, которые разбираются в концепциях и методах обучения информатике. Несмотря на высокий спрос на специалистов по компьютерным наукам, относительно небольшое количество студентов проявляют интерес к компьютерным наукам по сравнению с другими предметами STEM. Разработка основных компетенций, учебных программ и оценок, адаптированных к контексту различных образовательных систем, еще не завершена.

Правительства и некоммерческие организации по-разному решают эти проблемы. Учителя могут участвовать в программах обучения и сертификации, а учащиеся могут участвовать в коротких уроках кодирования, внеклассных клубах и летних лагерях.Педагоги-практики внесли новшества в дизайн методов обучения информатике, начиная от блочного программирования и заканчивая кинестетическими уроками.

Эти мероприятия и программы часто хорошо организованы и могут решить проблемы, для решения которых они предназначены. Тем не менее, Королевское общество (2017 г.) рекомендует проводить более тщательные исследования в области компьютерного образования по следующим приоритетам: педагогика, модели обучения и методы обучения, структура класса и физические ресурсы, языки программирования, вовлечение учащихся и методы оценки. Полученное исследование может помочь образовательным системам инициировать, масштабировать и улучшить свое обучение компьютерным наукам.

Авторы выражают признательность Пэту Йонгпрадиту, Марку Гуздиалу и Бенсону Нитипуди за их комментарии к более ранним вариантам этого аналитического обзора.

The Brookings Institution – некоммерческая организация, занимающаяся независимыми исследованиями и политическими решениями. Его миссия состоит в том, чтобы проводить высококачественные независимые исследования и на основе этих исследований предоставлять новаторские практические рекомендации для политиков и общественности. Выводы и рекомендации любой публикации Brookings принадлежат исключительно ее автору (авторам) и не отражают точку зрения Учреждения, его руководства или других ученых.

Brookings выражает благодарность Amazon, Atlassian Foundation International, Google и Microsoft за поддержку.

Brookings признает, что ее ценность заключается в стремлении к качеству, независимости и влиянию. Мероприятия, поддерживаемые его донорами, отражают это обязательство.

Вместо обучения программированию начните с дизайнерского мышления и сочувствия. Предложите учащимся разработать сервис-ориентированное приложение, а затем выяснить, как они могут его создать.

Мы учим детей писать, сначала погружая их в рассказы и литературу. Мы должны использовать тот же подход для обучения кодированию и программированию. На самом деле, это то, чем я уже занимаюсь: обучаю каждого ребенка основам программирования, что позволяет тем, кто заинтересован и мотивирован, продолжить программирование на более высоком уровне.

Мои студенты создают приложения для iPhone и iPad и размещают их в App Store. Создание хорошо спроектированного приложения может быть сложной и трудоемкой задачей, требующей знаний в области программирования, а также пользовательского интерфейса и методологий взаимодействия с пользователем. Вот почему мы с самого начала вовлекаем наших учащихся в процесс разработки приложений, чтобы помогать другим — процесс, в котором кодирование и программирование важны, но второстепенны по сравнению с развитием сочувствия и навыков ориентированного на процесс проектирования.

В обратном направлении

Наш подход под названием "Проектирование кода" начинается с решения реальных проблем для реальных людей. Мы начинаем с дизайнерского подхода к созданию приложения, затем переходим к прототипу, нескольким итерациям, основанным на реальных отзывах, и, наконец, подходу "сверху вниз" к решению проблем кодирования и головоломок, присущих разработке приложений.

Традиционно программированию обучают в обратном порядке, начиная с самой маленькой строки кода: "Привет, мир!" Многие ученики сдаются еще до того, как узнают о более сложных вещах, таких как графика и взаимодействие. Это все равно, что учить кого-то собирать мотоцикл, начиная с самой маленькой шестеренки. Часть полностью оторвана от целого. Немногие даже доходили до сборки одного компонента мотоцикла, не говоря уже о всей машине. Если вы хотите заинтересовать кого-то тяжелой работой по созданию мотоцикла, вам, вероятно, следует взять его с собой и позволить ему влюбиться в опыт езды на мотоцикле. Затем вы можете перейти к основным компонентам.

Точно по той же причине мы начинаем обучение программированию с обсуждения разработки приложений. Большинство людей уже хорошо знакомы с приложениями, поскольку использовали их на смартфонах или планшетах. Мы призываем детей «разработать приложение, которое делает что-то полезное». Это хорошее групповое занятие для подхода дизайн-мышления: определите проблему и систематически работайте над ней.

Как только у детей появляется идея, мы предлагаем им разработать интерфейс, нарисовав каждый экран своего приложения на отдельной карточке. Это позволяет им сделать бумажный прототип, который можно протестировать с реальными пользователями. Каждый раз, когда кто-то «нажимает» на кнопку или элемент управления, он может перейти к следующей карточке. Изменения намного легче вносить, когда вы работаете с карандашом и бумагой, а не с кодом. Мы часто обращаемся к Руководству Apple по человеческому интерфейсу, в котором подробно рассказывается о том, что делает приложения простыми и интуитивно понятными в использовании.

После того, как их прототипы прошли через несколько взаимодействий, наши студенты загорелись идеей создания приложения, и они часто связывались с людьми в сообществе, которым действительно нужно приложение, которое решит существующую проблему. . Затем мы обратимся к бесплатному программному обеспечению Apple для разработки приложений Xcode и Swift, языку, который используется для создания приложений на Mac, iPhone и iPad. Многие из наших учащихся проходят обучение по бесплатной программе Apple для старших классов по Swift Education. Это тяжелая работа, но к тому времени, когда они разработали интерфейс и протестировали его с пользователями, учащиеся твердо намерены довести его до конца.

Дополнительные навыки

Разрабатывать приложения сложно. Тем не менее, определение проблемы и создание нескольких итераций решений для проверки — это хорошее обучение и задача, доступная для детей, даже если они не программисты. Если начать думать о приложениях с точки зрения дизайна, это также может побудить детей больше узнать о программировании, чтобы сделать приложение для себя. Если у них нет набора навыков для самостоятельного кодирования приложения, они могут объединиться с кем-то, у кого есть навыки кодирования и кто ищет хорошую идею. Но даже если они никогда не завершат работу над приложением, они узнают о ценности сопереживания другому человеку или организации, выявления потребности и разработки подлинного решения посредством постоянной обратной связи и повторения. И этот набор навыков чрезвычайно ценен во многих контекстах.

Вот один яркий пример. Родитель в нашей школе разработал метод обучения детей с аутизмом счету. Однако у нее не было возможности поделиться этой идеей, пока я не связал ее со студенткой моего класса по разработке приложений. Они работали вместе, чтобы создать Every Value Has its Place, популярное приложение для iPad, которое учит расставлять значения, используя цвет и размер. Что удивительно, так это то, что это приложение никогда бы не было создано, если бы не связь между родителем, который ничего не знал о программировании, и моим учеником, который ничего не знал об аутизме. Теперь каждый из них знает намного больше.

Мы часто оцениваем наши успехи в развитии программирования и компьютерных наук, наблюдая за количеством специальностей в области компьютерных наук в США. Но навыки кодирования и программирования становятся все более необходимыми и во многих других областях. Что нам действительно нужно больше всего, так это широкое понимание грамотности программирования и создание дополнительных возможностей для учащихся, интересующихся различными областями, для самовыражения с помощью кода.

Как преподаватели, стремитесь наладить настоящие связи между учащимися и другими участниками сообщества, чтобы они могли разрабатывать реальные решения реальных проблем. Покажите им, что они могут изменить мир и что их навыки проектирования и программирования действительно могут помочь нуждающимся.

Компьютерные программисты – строители и решатели задач 21 века. Программа проектирования компьютерных программ технического колледжа Флинт-Хиллз готовит студентов к быстро развивающейся и востребованной карьере, которая сосредоточена на проектировании, языках программирования, устранении неполадок и ремонте с использованием новейших технологий и программного обеспечения.

Я выбрал специальность «Дизайн компьютерных программ», потому что всегда любил искусство и технологии. Компьютерное программирование позволяет мне совмещать эти два подхода и воплощать свои идеи в жизнь.

Параметры программы

Разработка компьютерных программ предлагает технический сертификат и степень младшего специалиста по прикладным наукам. Курсы доступны очно или в основном онлайн. Старшие и младшие школьники также имеют право подать заявку на участие в этой программе. Технический сертификат рассчитан на один год. Выпускники технических сертификатов будут обладать знаниями и навыками, необходимыми для выявления операционных проблем и разработки решений с использованием языков программирования и программного обеспечения для повышения производительности.

Степень младшего специалиста по прикладным наукам (AAS) — это двухгодичная программа, включающая технические и общеобразовательные курсы. Выпускники AAS также смогут выявлять операционные проблемы и разрабатывать решения, используя передовые методы программирования. Кроме того, они смогут устранять неполадки, ремонтировать, обслуживать и поддерживать компьютерное оборудование в соответствии с деловыми и отраслевыми стандартами.

Карьерные возможности

Возможности карьерного роста включают:

• Образовательные учреждения
• Интернет, электронная коммерция и дизайн веб-страниц
• Службы обработки данных
• Телекоммуникации
• Игровая индустрия

Программный факультет

Рассел Трейлкилл

Инструктор по дизайну компьютерных программ

Рассел начал свою преподавательскую деятельность в Техническом колледже Флинт-Хиллз в 2018 году. До этого он работал инженером-технологом в телекоммуникационной компании.Рассел имеет степень младшего специалиста по прикладным наукам в области проектирования и разработки компьютерных программ FHTC и степень бакалавра искусств в области истории Государственного университета Эмпории.

620-343-4715
Отправить письмо

Рассел начал свою преподавательскую деятельность в Техническом колледже Флинт-Хиллз в 2018 году. До этого он работал инженером-технологом в телекоммуникационной компании. Рассел имеет степень младшего специалиста по прикладным наукам в области проектирования и разработки компьютерных программ FHTC и степень бакалавра искусств в области истории Государственного университета Эмпории.

Академическое партнерство

Студенты FHTC, получившие степень младшего специалиста по прикладным наукам в области разработки компьютерных программ, могут иметь право использовать соглашение 2+2 со следующими учебными заведениями для дальнейшего обучения.

Университет штата Форт-Хейс: степень бакалавра в области технологического лидерства
Университет штата Канзас: степень бакалавра наук в области управления технологиями
Университет штата Питтсбург: степень бакалавра прикладных наук
Университет Уошберна: степень бакалавра прикладных наук< /p>

Информация о программе и ресурсы

Ориентировочная стоимость программы и критерии тестирования доступны в документах ниже. Посетите нашу страницу приема, чтобы узнать об этапах поступления и получить другую полезную информацию.

Технический колледж Флинт-Хиллз

Главный кампус

Информация о кампусе

Заявления и раскрытие информации

Технический колледж Флинт-Хиллз не допускает дискриминации по признаку пола, включая беременных и воспитывающих студентов, сексуальной ориентации, инвалидности, расы, цвета кожи, возраста, религии, семейного положения, национального или этнического происхождения в образовательных программах, правилах приема, трудоустройстве. политики, финансовой помощи или других программ, управляемых Колледжем. С вопросами или опасениями относительно недискриминации обращайтесь к директору отдела кадров по телефону 620.343.4600.

Авторское право © 2019-2020 - Технический колледж Флинт-Хиллз - Все права защищены

Читайте также:

  
• Звук и изображение на компьютере зависают
  
• Как отключить кеш
  
• Как установить роблокс на компьютер
  
• Planet Coaster, как изменить язык xbox
  
• Что такое последовательный порт по локальной сети