Учебная программа Bootstrap - Bootstrap curriculum

Бутстрап основан на Брауновский университет (США) и основывается на проведенных там исследованиях и разработках. Учебная программа Bootstrap состоит из 4 исследовательских модулей по информатике для 6–12 классов. Четыре модуля: Bootstrap: Algebra, Bootstrap: Reactive, Bootstrap: Data Science и Bootstrap: Physics. Материалы для начальной загрузки усиливают основные концепции основных предметов, таких как математика, физика и др., Позволяя учителям, не имеющим квалификации в области компьютерных наук, усваивать вводные материалы, одновременно предоставляя строгий и увлекательный компьютерный контент, взятый из уроков информатики в университетах, таких как Коричневый, WPI, и Северо-восточный.

Bootstrap: Алгебра - это основная учебная программа для учащихся в возрасте 12–16 лет, изучающих алгебраические концепции посредством программирования. К концу учебной программы каждый ученик создал свою собственную видеоигру, используя концепции (например, порядок операций, линейные функции, композиция функций, теорема Пифагора, неравенства на плоскости, кусочные функции и многое другое).

Их миссия состоит в том, чтобы привлечь внимание студентов к играм и направить их на математику и компьютерное программирование. Bootstrap: Algebra не только просто расширяет интерес учащихся к математике, но и является одним из первых учебных программ, демонстрирующих реальное улучшение успеваемости учащихся по алгебре.[1][2]

Bootstrap: Алгебра может быть интегрирована в отдельный учебный курс CS или основной математический класс и соответствует национальным и государственным математическим стандартам. А поскольку каждый ребенок изучает алгебру - независимо от пола или происхождения, - Bootstrap является одним из крупнейших поставщиков формального образования в области компьютерных наук для девочек и недостаточно представленных студентов по всей стране.

Другие модули моделируют физику, науку о данных и сложные интерактивные программы и могут быть интегрированы в курсы по общественным наукам, математике, вводным курсам и даже курсам AP CS Principles. Учителя могут комбинировать и подбирать контент из различных модулей в соответствии со своими потребностями.

Bootstrap работает со школами, округами и организациями по всей территории США, охватывая сотни учителей и десятки тысяч учеников.[1][2] с момента его основания в 2006 году. По всей стране также предлагаются семинары, где учителя проходят специальную подготовку для проведения занятий.

Учебный план

Учебная программа Bootstrap состоит из четырех модулей: Bootstrap: Algebra, Bootstrap: Reactive, Bootstrap: Data Science и Bootstrap: Physics.

Bootstrap: Алгебра

Bootstrap: Алгебра

Bootstrap: Algebra - это 25-часовой учебный модуль, который применяет математические концепции и строгие принципы программирования для создания простой видеоигры и соответствует национальным и государственным стандартам математики, а также стандартам CSTA и фреймворкам K12CS. Учащиеся создают простую игру с 3 персонажами, в которой участвуют игрок, цель и опасность. Они проектируют, как выглядит каждый персонаж, и используют алгебраические концепции для обнаружения столкновений, обработки нажатий клавиш и определения того, как они двигаются и взаимодействуют.

Рассматриваются следующие основные концепции:

Математика

Программирование

Bootstrap: реактивный

В Bootstrap: Reactive учащиеся узнают больше о том, что заставляет игру, которую они разработали в Bootstrap: Algebra, работать. Используя структуры данных, учащиеся оживляют свои игры и придумывают структуру мира для создания более сложной игры.

Рассматриваются следующие основные концепции:

Математика

Программирование

Bootstrap: наука о данных

Bootstrap: наука о данных

В Bootstrap: Data Science учащиеся формируют свои собственные вопросы об окружающем мире, анализируют данные, используя несколько методов, и пишут исследовательскую работу о своих выводах. Модуль охватывает функции, циклы и итерации, визуализацию данных, линейную регрессию и многое другое. Преподаватели социальных наук, естествознания и бизнеса могут использовать этот модуль, чтобы помочь учащимся делать выводы на основе данных. Учителя математики могут использовать этот модуль для ознакомления с основополагающими концепциями статистики, и он соответствует Стандартам данных в Принципах CS.

Рассматриваются следующие основные концепции:

Математика

  • Функции
  • Гистограммы и круговые диаграммы
  • Главная тенденция
  • Среднее значение, медиана и мода
  • Квартили
  • Таблицы частот
  • Диаграммы разброса
  • Линия Best Fit
  • Линейная регрессия
  • Корреляция

Программирование

  • Основные типы данных (числа, строки, логические значения и т. Д.) И табличные данные.
  • Применение функций и методов
  • Определение функций над базовыми типами данных и целыми таблицами
  • Дизайн на основе примеров
  • Цикл и итерация
  • Логическая логика
  • Анализ и визуализация данных

Вычислительное моделирование в физике с помощью Bootstrap

Bootstrap: Физика

Модуль Bootstrap: Physics разработан в сотрудничестве с Американская ассоциация учителей физики, то Американская ассоциация учителей моделирования, и Учителя STEM, Нью-Йорк. Этот модуль помогает студентам понять основные концепции физики, включая компьютерное программирование как один из ключевых инструментов для построения моделей физического мира. Модуль рассчитан на девятый класс, год, в котором каждый ученик должен изучать естественные науки. Модуль согласован с курсом Physics First, что позволяет учителям легко встраивать вычислительное моделирование в свои уроки физики.

Набор инструментов

Bootstrap: Алгебра изучается в учебных подмножествах Язык программирования ракетки, а также Bootstrap: Reactive, Bootstrap: Data Science и Bootstrap: Physics переводят студентов в Pyret. Оба функциональные языки, то есть они ведут себя алгебраически и поэтому хорошо подходят для математического класса. Студенты Bootstrap в основном используют облачные среды программирования -WeScheme для Bootstrap: Algebra и code.pyret.org для Bootstrap: Reactive, Bootstraps: Data Science и Bootstrap: Physics. Учителя могут загрузить DrRacket для автономного использования на любом языке.[3]

История

В 2005 году Эммануэль Шанцер написал первую версию учебной программы Bootstrap, адаптировав многие идеи из знаменитых Программа по дизайну учебный план для использования в контексте математического класса 8-го класса и изобретение ряда методик обучения (в первую очередь «Кругов оценки»). В 2006 году к Bootstrap присоединились Кэти Фислер и Шрирам Кришнамурти, оба профессора Информатика. Он был апробирован в рамках 10-недельной внеклассной программы, но после первоначального успеха Bootstrap нашел свое место в стандартных классах математики по всей стране.[4]

Прием

За последнее десятилетие Bootstrap сосредоточился на исследованиях результатов обучения, в отличие от других усилий, направленных на защиту интересов. В апреле 2015 года Bootstrap получил финансирование от Google совместно с CSNYC.[5] В сентябре 2015 года Bootstrap был выбран в качестве математического компонента инициативы CS4All Нью-Йорка.[6] В октябре 2015 года Bootstrap получил грант в размере 1,5 миллиона долларов от Национального научного фонда, который поможет отладить программу и сделать ее еще более распространенной в школах по всей стране.[7] Code.org использует некоторые элементы Bootstrap в своей учебной программе, а инженеры из Google, Apple, Facebook, TripAdvisor и Cisco используют Bootstrap для обучения студентов в своих сообществах.

использованная литература

  1. ^ "Bootstrap Showcase (Юта) - TeacherTube". TeacherTube. Получено 2015-11-16.
  2. ^ «Волонтеры, обучающие алгебре с помощью компьютерного кодирования».
  3. ^ «Загрузочные материалы». Bootstrap.org. Бутстрап. Получено 2015-08-11.
  4. ^ «Бутстраповская алгебра студентов из видеоигр | Новости от Брауна». news.brown.edu. Получено 2015-11-16.
  5. ^ "CSNYC получает финансирование от Google / Tides Foundation для Bootstrap | CSNYC.org". www.csnyc.org. Получено 2015-11-16.
  6. ^ Тейлор, Кейт; Миллер, Клэр Кейн (2015-09-15). «Де Блазио объявит 10-летний крайний срок, чтобы предложить информатику всем студентам». Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2015-11-16.
  7. ^ "'Программа Bootstrap по математике и информатике получила от NSF $ 1,5 млн | Новости от Брауна ». news.brown.edu. Получено 2015-11-16.

внешние ссылки