Среда программирования

Структура Лого подчинена методической системе, позволяющей последовательно вводить новые понятия, формировать умения и навыки операционного стиля мышления. Среди достоинств этого языка выделяем такие, как близость синтаксиса к естественному языку, приспособленность к интерактивному режиму работы, ориентация на формирование самых общих представлений о программировании, наличие системы графических примитивов, возможность использования процедур, позволяющих реализовать идеи структурного программирования. Наличие в Лого присущих всем алгоритмическим языкам арифметических и логических операций, большого количества стандартных функций позволяет перейти на заключительном этапе обучения к более сложным элементам программирования.

Среда ЛогоМиры позволяет совершенно в новом ракурсе взглянуть на преподавание основ программирования. Являясь прекрасным образцом мультимедийной среды, адаптированной для обучения, она позволяет организовать обучение программированию не на основе математических задач, а на этапах мультипликации: от разработки сценария до “оживления” и озвучивания персонажей. В них не только сохранены и расширены возможности изучения основных алгоритмических конструкций (ветвления, различные циклы, организация диалога), но и имеется разнообразный спектр атрибутов увлекательного программирования различных вычислительных задач.

Тема "Алгоритмизация" в школах РФ изучается с 5-х по 11 класс. В 5-х - 7-х классах учащиеся знакомятся с основными алгоритмическими конструкциями.

Обучение строится на последовательности решаемых задач, которые подбираются по следующим принципам:

1. От простого к сложному;

2. Новизна;

3. Наследование.

Алгоритмические конструкции вводятся по мере необходимости при решении конкретных задач.

Например, при изучении циклических алгоритмов вначале дается построение многоугольников, увеличивая количество их сторон, и, подводя к мысли, что, чем больше сторон у многоугольника, тем он больше напоминает окружность. Затем учащиеся приходят к выводу, что, используя линейный алгоритм такой многоугольник построить невозможно, необходимы новые знания.

Как итог изучения темы "Алгоритмизация" в среде ЛогоМиры, в 7-ом классе несколько уроков отводится для создания анимации. В этом разделе внимание учащихся акцентируется на работе в программном режиме, закрепляются навыки работы с процедурами и другими алгоритмическими конструкциями. Рисуя, учащиеся не только усваивают алгоритмические конструкции и их реализацию в различных средах, но и лучше понимают ЭВМ как формального исполнителя и то, что из принципа формального исполнения следует, что ни исполнитель, ни ЭВМ не могут совершать ошибок. Все ошибки (синтаксические, семантические и логические) совершает человек. Так как в 8-х - 11-х классах школьники уже знакомы с алгоритмическими конструкциями, преподавание можно вести от теории к практике, дополняя данные ранее определения алгоритмов, и изучать их реализацию на языке программирования.

Выводы по первой главе

Программная среда, в основе которой лежит язык программирования Лого, была разработана группой ученых из Массачусетского технологического института (MIT).

В I главе был рассмотрены теоретические основы языка Лого и его применение в преподавании информатики. В результате теоретического анализа литературы мы пришли к выводу о том, что среда ЛогоМиры очень хорошо приспособлена для реализации объектного подхода при минимальной сложности языка программирования, является универсальной учебной средой программирования.

Так же в первой глав нами был рассмотрен вопрос о применения Лого в обучении информатике. Так было выявлено, что для преподавания информатики актуален вопрос реализации объектного подхода при минимальной сложности языка программирования, что и является универсальной учебной компьютерной средой на базе языка Лого. К особенностям применения Лого относится опора на текстовый, графический и музыкальный редакторы, возможность записи звука с микрофона и образное программирование с помощью пиктограмм, а так же сочетание этих богатых возможностей с простым графическим интерфейсом.

Анализ методического обеспечения применения ЛогоМиров позволил выявить рекомендации, положенные нами в основу методики преподавания темы "ЛогоМиры. Среда программирования".

Глава 2. Методические рекомендации по преподаванию темы «ЛогоМиры. Среда программирования».

2.1. Методические рекомендации по преподаванию темы «ЛогоМиры. Среда программирования».

Дальнейшее развитие общего образования подразумевает непрерывность в обучении детей с 1 по 11 класс. В этой связи выстраивается многоуровневая структура предмета «Информатика», который рассматривается как систематический курс, непрерывно развивающий знания учеников. Современная информатика строится на 3-х концентрах обучения: начальный курс (2-4 классы), основной курс (5-9 класс), профильный курс. В этих концентрах можно выделить вводную часть (пропедевтический курс для 2-7классов), основную (8-9 класс) и профильную часть (10-11 класс).

Творческая среда ЛогоМиры адресована в первую очередь младшей и средней школе и имеет много возможностей для формирования у детей начальной компьютерной грамотности, навыков работы с вычислительной техникой, развития алгоритмического и логического мышления, познавательной деятельности.

Имеющийся встроенный графический редактор можно использовать при изучении темы «Графические редакторы» в 5-6 классах, а также как творческую среду для младших школьников. Набор команд создает очень легкую в использовании и наглядную среду для изучения тем, связанных с алгоритмами, их видами, способами представления и исполнителями, С этой точки зрения исполнитель ЛогоМиров - черепашка — является идеальным исполнителем, который, наглядно, в доступной для детей форме иллюстрирует процесс выполнения команд, заданных пользователем.

Среда ЛогоМиры предоставляет некоторые мультимедийные возможности. Так как процесс вставки и использования мультимедийных файлов упрощен, это позволяет ознакомить даже младших школьников с различными видами файлов и научить их использовать. Использование языка Лого для программирования позволяет постичь основы этого искусства уже на этапе младшей и средней школы. В то же время, дополнительные возможности, связанные с графикой и звуком, делают процесс изучения увлекательным, стимулируют познавательный процесс.

Доступность и простота делает изучение среды ЛогоМиров возможным в дистанционном режиме в рамках обучающих курсов, семинаров, олимпиад.

Творческая среда ЛогоМиры имеет понятный, красочный интерфейс, встроенный графический редактор, меню готовых форм, широкие возможности применения мультимедийных объектов.

Перечень вопросов рассматриваемых при изучении темы «Среда программирования ЛогоМиры»:

1.                  Знакомство со средой ЛогоМиры;

2.                  Графика ЛОГО. Диалоговые окна черепашек;

3.                  Работа с меню форм, импорт образа, создание формы;

4.                  Бегунки, кнопки, музыкальные объекты;

5.                  Работа с текстовыми окнами;

6.                  Работа с несколькими черепашками.

Программный продукт - ЛогоМиры - является объектно-ориентированной средой. Обучение в любой среде проходит в 3 этапа.

I этап. Исследование среды.

Задачи:

        познакомиться с объектами и инструментами среды;

        освоить концепции языка;

        убедиться, что получается то, что наметил:

        научиться разделять задачу на составные более простые части и собирать целое из частей.

Умения и навыки:

        понятие алгоритма;

        понятие вспомогательного алгоритма (процедуры);

        понятие Исполнителя и языка, понятного Исполнителю;

        составление и запуск программы для создания конкретного объекта;

        сборка программы для создания более сложного объекта;

        умение обнаруживать и исправлять ошибки.

II этап. Алгоритмическое программирование

Задачи:

        представить компьютер как средство моделирования объектов;

        сопоставить параметры объектов и параметры процедур;

        познакомиться с разными видами алгоритмов и способами их записи;

        познакомиться с логикой и убедиться, логика компьютера совпадает с человеческой;

        осознать значение памяти как места для хранения данных во время выполнения алгоритма (переменная)

Умения и навыки:

        понятие параметров процедур, параметрическое управление объектом;

        понятие переменной, умение задавать, изменять, предсказывать ее значение;

        одиночные переменные и таблицы (списки или массивы);

        способы записи структурных алгоритмических конструкций;

        измерение и анализ параметров объектов (датчики и логика);

        использование инструментов для создания интерактивных программ;

        умение получать помощь от компьютера.

III этап. Объектно-ориентированное программирование

Задачи:

        научиться применять компьютер для реализации своих задач;

        осознать необходимость формулировать свою задачу, используя понятия среды и объектов;

        научиться представлять компьютерную модель как совокупность компьютерных объектов;

Умения и навыки: зависит от профессиональной ориентации.

Все три этапа можно с большим успехом проводить с использованием сред программирования Лого Миры.

Рассмотрим типовые задачи для каждого этапа обучения.

Типовая задача I -го этапа обучения. Почтовая открытка

Постановка задачи: создать на Рабочем поле почтовую открытку с почтовым индексом, адресом, содержанием, картинкой.

Составляется плана работы в виде программы:

to pk

postcod

address

card

end

Каждый пункт плана - вспомогательная программа, которая в свою очередь будет состоять из более детальных вспомогательных программ..

Темы уроков: процедуры, последовательный алгоритм, вычисления на компьютере, координатная плоскость, вывод текста, сохранение документа в файле.

Результат - почтовая открытка, которая напечатана.

Типовые задачи II этапа

1) Игра «Морской бой»

Темы уроков: циклический алгоритм, измерение параметра объектов, анализ значений, алгоритм разветвления.

Постановка задачи: нарисовать на Рабочем поле клеточное поле, научить Исполнителя передвигаться по нему в 4-х направлениях, закрашивать текущую клетку, расставлять и обозначать корабли на поле, измерять (определять) имя текущей клетки, закрашивать в зависимости от положения корабля

Результат - подготовка и проверка необходимых инструментов в компьютере. Проведение матчей в классе.

2) Естественный орнамент

Темы уроков: циклический алгоритм, процедуры с параметрами, правильные многоугольники,

 окружности, дуги, параметрическое управление объектом.

Постановка задачи: найти принцип построения любого правильного многоугольника; исследовать свойства циклического алгоритма и, исходя из них, открыть правила построения окружности и дуги; предлагаются разные композиции, которые надо нарисовать на Рабочем поле, можно придумывать свои или экспериментировать с параметрами.

Результат: альбом рисунков в стиле «естественный орнамент», альбом рисунков для вышивки или вырезания, архитектурные элементы и т.п.

III этап. Простейшая задача на объектное моделирование

1.      Моделирование жизни Лягушки и комара

2.      Постановка задачи: на зеленом луга живут Лягушка и Комар. Комар летает, как ему заблагорассудится (случайным образом). Лягушка сидит на одном месте и с вожделением следит за Комаром, поворачиваясь, все время в его сторону.

3.      Темы уроков: описание объектов, их параметров и действий; работа со структурами данных - списками.

4.      Роли исполняют: Комар - черепашка под именем ч1;

5.      Лягушка - черепашка под именем ч2.

это установка сп

пп

вперед элемент 2 :сп

нов_курс элемент 3 :сп

нов_цвет элемент 4 :сп

конец

это охота

ч1, пп нм [0 0] нк 0 нц "красный

ч2, пп нм [0 0] нк 0 нц "зеленый

повтори 1000 [пусть "комар (пред "ч1 сл 50 сл 360 "красный )

ч1, установка :комар жди 1

ч2, курс_на "ч1

ч2, пусть "угол_лягушки курс

пусть "лягушка (пред "ч2 0 :угол_лягушки "зеленый )

ч2, установка :лягушка жди 1]

конец

Методические рекомендации при изучении среды ЛогоМиры

1.     Изучение, знакомство с программой ЛогоМиры следует начать с темы «Знакомство с программой ЛогоМиры», которая проводится, как правило, в виде рассказа, рекомендуется опираться на доступные, известные для учащихся примеры (например, при рассмотрении окна программы (интерфейса), сравнивать его похожие элементы с окном программы Paint, либо Блокнот).

2.     Следует уделить немного время на занятии на знакомство учеников с версиями Лого-программ их преимуществами и возможностями, либо на 10 минут на уроке рассказать ученикам, что кроме версии ЛогоМиры 2.0 существуют и другие (назвать несколько версий), а так же их отличительные возможности от среды ЛогоМиры 2.0.