Программная среда Логомиры
Лого: история развития
С Лого знаком практически любой педагог, использующий компьютер в школе. Современные версии Лого-программ, такие как ЛогоМиры включают в себя, кроме языка программирования Лого (диалекта языка Lisp), средства работы с текстами, графикой, мультипликацией, звуками и так далее. Иными словами, это действительно интегрированные творческие среды, являющиеся полезным и удобным инструментом в различных областях школьного и внешкольного образования.
Большинство педагогов, работающих с Лого, считают, что изучение языка программирования не должно быть самоцелью. Наиболее плодотворно использование Лого при изучении математики, языка, физики, гуманитарных дисциплин, проектной деятельности. Программирование на Лого используется для построения компьютерных моделей, мультимедийных презентаций и компьютерных экспериментов. Лого-среды проектируются так, чтобы в них могли работать как совершенно неопытные ученики, так и ученики, разрабатывающие сложные проекты.
Основные педагогические идеи применения Лого, а также первые версии Лого-систем были разработаны профессором Сеймуром Пейпертом (Seymour Papert) в Массачусетском технологическом институте (MIT, USA) в 60-х годах. В 1967 году группой профессора Пейперта совместно с группой Уоллеса Фойрцайга (Walles Feurzeig), работавшей в фирме Bolt, Beranek, and Newman, была создана первая версия Лого.
Широкое распространение Лого получило после появления персональных компьютеров в конце 70-х годов. Ряд компаний, таких, как например, Terrapin Software, начал коммерческое распространение различных версий Лого. Одним из лидеров в этой области являлась основанная в 1980 году фирма Logo Computer Systems Inc совет директоров которой долгое время возглавлял профессор Пейперт.
В 1985 году компания начала распространять следующую версию Лого — программу LogoWriter. Эта программа была признана одной из самых удачных; достаточно сказать, что в 1990 году система LogoWriter была названа читателями журнала Classroom Computer Learning лучшей образовательной программой десятилетия.Программа LogoWriter была переведена на десятки языков мира и была реализована на разных компьютерных платформах. В 1987 году ИНТом была создана русская версия этой программы для компьютеров IBM. Лицензию на программу приобрел Департамент образования г. Москвы, и многие московские учителя стали использовать ее на своих уроках.
Принципиально новые идеи были реализованы в середине 80-х годов и в системе LEGO TC Logo — совместной разработке фирмы LEGO и LCSI. По существу программа LEGO TC Logo являлась расширением системы LogoWriter, однако в ней можно было управлять не только черепашками на экране, но и реальными роботами, собранными из деталей LEGO и подключенными к компьютеру.
В 1993 году появилась первая версия программы ЛогоМиры, являющаяся русской версией программы MicroWorlds, разработанной LCSI, а в 1996 году — первая версия ПервоЛого — совместной разработки LCSI и ИНТ. Сейчас ИНТ распространяет 3-ю версию программы ЛогоМиры, ЛогоМиры Вероятности. Математический практикум в среде ЛогоМиры и 4-ю версию программы ПервоЛого, которая дополнилась клавиатурным тренажером, созданным ИНТ в среде Лого.
Русская версия программы Control Lab, разработанная компанией LEGO Dacta (теперешнее название LEGO Education), называлась ЛЕГО-Лаборатория и являлась естественным развитием идей, заложенных в системе LEGO TC Logo. Дальнейшее развитие систем LEGO TC Logo и Control Lab воплотилось в LEGO-роботах (Programmable Brick), позволяющих создавать автономные роботы, управляемые специальным миниатюрным компьютером.
Лого, конечно, отнюдь не сводится к созданию и распространению компьютерных программ. Существует мировое сообщество учителей и исследователей, заинтересованных в развитии и распространении педагогической философии Лого. Опубликована различная литература, посвященная как проблемам использования Лого в преподавании конкретных школьных дисциплин (таких как математика, язык и т.д.), так и общим вопросам использовании Лого в школьном и внешкольном образовании. Активная работа в области Лого продолжается и в настоящее время.
Цель обучения информатике в школе – подготовить учеников к работе в информационном обществе.
Для этого необходимо:
хорошо владеть разными типами прикладных программ; уметь самостоятельно осваивать программные продукты, выбирать адекватный инструмент под задачу; иметь поставленную дисциплину ума (алгоритмическое мышление, системный подход) и дисциплину действий (работа по инструкции, планирование , выполнение и презентация работ, коллективные работы). Инструментальная среда ЛогоМиры идеально подходит для этих целей. Язык Лого - полноценный язык программирования, допускающий возможность создания настоящих, графически оформленных, работоспособных программ. Обучение в среде ЛогоМиры развивает математическую интуицию и геометрические представления, формирует алгоритмический, структурный, логический и комбинаторный типы мышления, повышает творческую активность и самостоятельность школьников. ЛогоМиры привлекают тем, что программирование из скучной дисциплины превращается в интересную игру, в процессе которой происходит быстрое усвоение основных понятий и навыков программирования.
РЕКОМЕНДАЦИИ К УЧЕБНОМУ КУРСУ
«ПРОГРАММИРОВАНИЕ В СРЕДЕ ЛОГОМИРЫ»
Цели обучения информатике в 5-7 классах определены следующим об-
разом:
· формирование у учащихся готовности к информационно-учебной
деятельности;
· формирование у учащихся умений и навыков в применении инфор-
мационных и коммуникационных технологий в любой предметной
области для реализации учебных целей и саморазвития;
· развитие творческих и познавательных способностей учащихся.
В 6 классе учащиеся проходят курс «Программирование в среде Лого-
Миры». Программирование способствует развитию алгоритмического и ло-
гического мышления, помогает понять учащимся, что практически любую
задачу или проблему можно решить, если уметь составить алгоритм для по-
иска решения. В 5 классе учащиеся получают представление о текстовых и
графических объектах. На примере компьютерных игр знают о музыкальных,
видео- и анимационных объектах. Среда программирования ЛогоМиры
включает инструменты для создания и управления такими объектами. Курс
«Программирование в среде ЛогоМиры» можно разбить на следующие раз-
делы:
· программирование графики, т. е. рисование всевозможных геомет-
рических фигур. Здесь используются такие типы алгоритмов как
циклический и разветвляющийся. Графика хороша тем, что циклы и
ветвления хорошо представлены на рисунке – например забор, со-
стоящий из дощечек. Здесь вводится понятие процедуры и процеду-
ры с параметрами, т. к. детям непременно хочется создавать универ-
сальные программы, а не переписывать много раз одно и тоже с не-
большими изменениями;
· математические расчеты, т.е. решение задач из курса математики, а
затем плавный переход к расчетам различных игровых ситуаций;
· создание собственного компьютерного проекта в виде мультфильма,
игры или проекта, который будет востребован на других предметах.
Он может быть и не очень сложным с точки зрения программирова-
ния, но, несомненно, должен быть завершен, иметь товарный вид.
Занятия делятся на теоретические и практические. На практических занятиях учащиеся работают за
компьютерами.
В результате изучения курса учащиеся должны знать:
структуру линейного алгоритма;
структуру циклического алгоритма;
структуру разветвляющегося алгоритма;
понятие процедуры и программного модуля, способы их состав-
ления;
команды Лого для организации цикла, разветвляющегося алго-
ритма, процедуры;
понятие «переменная»;
способы организации движущихся объектов в программирова-
нии.
Учащиеся должны уметь:
разрабатывать программу с циклическим алгоритмом;
разрабатывать программу с разветвляющимся алгоритмом;
разрабатывать программу с вспомогательным алгоритмом и процедуру;
проводить анализ структуры сложного объекта или процесса с
целью разработки процедур или программного модуля;
разрабатывать программный модуль из процедур;
использовать переменную в программах;
проводить моделирование в среде ЛогоМир
Алгоритм - точная конечная последовательность действий исполнителя, приводящая к получению искомого результата.
На практике алгоритмы составляют для решения тех или иных задач, т.е. получения необходимых результатов по заданным исходным данным. Вид алгоритма, да и сама возможность его написания зависят от исполнителя (это может быть и человек, и автоматическое устройство).Или точнее от его системы команд (т.е. набора инструкций, которые он "умеет" выполнять).А также от типа решаемой задачи.
Поэтому все алгоритмы делятся на линейные, разветвляющиеся и циклические.
СРЕДА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ЛОГОМИРЫ
В этой среде есть объекты, которые сами могут производить некоторые действия (перемещаться,поворачиваться), изменять свои свойства (форму, размеры, цвет). Эти объекты - Черепашки, но для того чтобы они могли выполнять различные действия, надо составить алгоритм или программу действий на языке ЛОГО. Кроме этого в ЛОГОМИРах есть встроенный графический редактор для создания декораций, музыкальный редактор для озвучивания и библиотека форм для черепашек.
Язык ЛОГО - это специальный язык, но как любой другой язык он имеет свой алфавит. Алфавит ЛОГО включает буквы - русские или латинские, цифры и другие символы клавиатуры. С помощью этого алфавита образуются команды.
Команда - это предложение на языке программирования для указания действия объекту. Правила написания команд - на первом месте пишется название команды, а затем указываются параметры. Параметры команды - слова, числа или выражения, уточняющие действия команды. Интерфейс среды ЛОГОМИРЫ состоит из: рабочего поля, командного центра или поля команд, панели инструментов и листа программы.
Нарисуем пятиконечную звезду. При этом черепашке придется пять раз повторить рисование одинакового отрезка и пять раз повернуть на один и тот же угол равный 144 градуса. Тогда алгоритм будет выглядеть следующим образом:
ПО ПР 90 ПОВТОРИ 5 [ ВП 100 ПР 144 ]
Давайте составим алгоритм, по которому можно нарисовать такую геометрическую фигуру:
На рисунке четыре одинаковых окружности. Черепашка стоит в центре фигуры. Нарисовав одну окружность и повернувшись на 90 градусов вправо, черепашка нарисует следующую и т.д.
Алгоритм можно записать так:
ПО ПОВТОРИ 360 [ ВП 1 ПР 1 ] ПР 90
ПОВТОРИ 360 [ ВП 1 ПР 1 ] ПР 90
ПОВТОРИ 360 [ ВП 1 ПР 1 ] ПР 90
ПОВТОРИ 360 [ ВП 1 ПР 1 ] ПР 90
В этом алгоритме четыре раза повторяется одна и та же последовательность команд.
Если воспользоваться еще раз командой цикла, то алгоритм
будет выглядеть следующим образом:
ПО ПОВТОРИ 4 [ПОВТОРИ 360 [ ВП 1 ПР 1 ] ПР 90 ]
Такая конструкция, когда внутри одного цикла содержится другой,называется вложенный цикл.
ЛогоМиры 3.0. Интегрированная творческая среда
ЛогоМиры — многофункциональная инструментальная творческая среда для учащихся 4—9 кл. Это мощное средство развивающего обучения позволяет не только программировать, но и выполнять широкий круг заданий — от простейших рисунков и презентационных роликов до сколь угодно сложных проектов на различные темы. Содержит основные компьютерные инструменты — текстовый, графический, музыкальный редакторы, возможность записи звука с микрофона, набор программируемых объектов и, главное, язык программирования высокого уровня Лого.
Язык Лого не нужно выучивать заранее — учащиеся осваивают его поэтапно, по мере работы в Лого-среде:
рисуют картинки и оживляют их, превращая рисунки в мультфильм;
добавляют текст, записывают звуки и музыку (с микрофона или играя сами на виртуальном пианино), вставляют цифровое видео или музыку;
добавляют управляющие кнопки;
публикуют созданный проект в Интернете.
Благодаря полноте языка Лого и разнообразию инструментов ЛогоМиры можно содержательно использовать при изучении любого предмета. На уроках физики или биологии школьник может создать в ЛогоМирах действующую модель того или иного явления и изучить его, "играя" с параметрами; на уроках гуманитарного цикла — сделать свою энциклопедию или презентацию; на уроках информатики или факультативно — разработать компьютерную игру, "живую" открытку или мультфильм.
Программы рисования следующих фигур. Рис. 2