Несмотря на растущий спрос на навыки владения информатикой в профессиональной деятельности и многих сферах жизни, школы К-12 с трудом справляются с преподаванием информатики следующему поколению.
Однако новый подход к обучению информатике – так называемые интегрированные вычисления – устраняет основные барьеры, с которыми сталкиваются школы при добавлении обучения информатике. К этим препятствиям относятся нехватка квалифицированных учителей информатики, недостаток средств и сосредоточенность на курсах, привязанных к стандартизированным тестам.
Интегрированные вычисления обучают навыкам информатики, таким как программирование и компьютерная грамотность, в рамках традиционных курсов. Например, учащиеся могут использовать интегрированные вычисления для создания геометрических моделей на уроках математики, моделирования электромагнитных волн на уроках естественных наук и создания чат-ботов для литературных персонажей на уроках иностранных языков.
Будучи профессором в области технологий обучения, я разрабатываю интегрированные вычислительные мероприятия для учащихся К-12 в течение последних пяти лет. Я работаю с преподавателями и студентами программ подготовки учителей над созданием и тестированием интегрированных компьютерных занятий по всем учебным предметам.
В своих исследованиях я обнаружил, что интегрированные вычисления решают три основные проблемы, мешающие преподаванию информатики в школах К-12.
Проблемы в преподавании информатики
Вписать новую учебную дисциплину в уже перегруженную учебную программу может быть непросто. Интегрированные вычисления позволяют сделать обучение информатике частью обучения в других классах, подобно тому, как навыки чтения используются также в классах естественных наук, математики и языковых искусств.
Знания учителей – еще одна трудность, когда речь идет о преподавании информатики в школах К-12. Хотя людей, специализирующихся на информатике, часто берут на более прибыльные карьеры, чем преподавание, интегрированные вычисления развивают знания информатики у всех учителей. Учителям не нужно становиться экспертами в области информатики, чтобы обучать своих учеников компьютерной грамотности и навыкам программирования.
На самом деле, самым удивительным результатом моего исследования стало то, как быстро учителя научились преподавать интегрированные вычисления. Примерно за два часа учителя могут использовать готовый урок информатики в своих классах. В будущем я научу их использовать искусственный интеллект для создания собственных уроков для своих учеников. Например, одна учительница естественных наук недавно спросила меня, как она может создать занятие по анализу данных для своего класса. Инструменты искусственного интеллекта позволили бы ей быстро разработать технические аспекты этого занятия.
И, наконец, интегрированные вычисления также решают проблему нежелания учащихся посещать факультативные занятия по информатике, когда они имеют мало знаний в области информатики. В 2022 году более половины государственных средних школ США предлагали информатику, но только 6% учащихся посещали эти занятия.
