Семейство отечественных свободно распространяемых цифровых образовательных сред ПиктоМир — ПиктоМир-К — КуМир и опыт его использования (Яков Зайдельман, OSEDUCONF-2021) — различия между версиями

Версия 08:03, 29 октября 2021

Докладчик: Яков Зайдельман

Описано семейство свободно распространяемых многоплатформенных цифровых образовательных сред (далее ЦОС), оптимизированных для преподавания азов программирования обучаемым всех возрастов, начиная с 6+, включая дошкольников, школьников, студентов педагогических университетов, воспитателей детских садов и учителей начальной и основной школы.
Это семейство призвано поддержать подход, при котором первые шаги в освоении программирования, независимо от возраста обучаемого, делаются в бестекстовой, пиктограммной среде составления программ управления виртуальными и реальными роботами. На первом этапе, доступном для обучаемых возраста 6+, осваиваются основные программные конструкции: следование, ветвление, повторение, подпрограмма (с однобуквенным именем), предусмотренные действующим ФГОС ООО. На следующем втором этапе более сложные программы управления освоенными ранее роботами составляются, по выбору обучаемого, в пиктограммной или в блочно-текстовой форме, с возможностью использования в последнем случае целочисленных переменных и логических выражений. Лишь на последнем третьем этапе, накопив опыт составления и отладки пары сотен программ, обучаемые переходят в традиционную полнотекстовую среду программирования для составления в ней традиционных программ обработки числовой и текстовой информации.

Ключевые слова

программирование, алгоритмика, дошкольник, младшеклассник, исполнитель-робот, бестекстовый, пикторамма, веб-интерфейс

Видео

Презентация

Thesis

Семейство отечественных свободно распространяемых цифровых образовательных сред

ПиктоМир — ПиктоМир-К — КуМир

и опыт его использования

Зайдельман Я. Н.¹, Кушниренко А. Г.¹, Леонов А. Г.^{1 2}, Райко М. В.¹

1 ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, 2 МПГУ

'1. 'Коротко о членах семейства ЦОС в порядке их появления на свет

1.1. КуМир. Полнотекстовая учебная среда програмирования КуМир — Комплект Учебных Миров — поддерживает придуманый академиком А. П. Ершовым в 1985 году паскалеподобный Школьный Алгоритмический Язык. Среда была реализована совместными усилиями лаборатории вычислительных методов мехмата МГУ и временного коллектива «Школа-1» АН СССР в 1985 году. Начиная с 1988 года и до наших дней КуМир широко используется в системе школьного образования России. Текущая версия КуМира может запускаться под управлением операционных систем семейств Linuх, Microsoft и MAC OS и в ней могут успешно выполняться программы из учебников прошлого века. То есть, по выражению президента России Владимира Путина, пользуясь КуМиром «школьники всё ещё изучают языки, элементы программирования, которые применялись даже в прошлом веке» [1]. Кроме использования проверенных временем классических понятий программирования популярность КуМиру добавляют еще одно обстоятельство. Ключевые слова, имена переменных и имена функций в КуМире можно писать на русском языке, используя буквы действующего ныне русского алфавита, введенного стандартом 1918 года. ЦОС КуМир — полнотекстовая среда программирования:

— обучаемый видит программу, как текст, состоящий из отдельных символов;

— обучаемый вводит программу, пользуясь клавиатурой, посимвольно;

— КуМир позволяет обучаемому вводить синтаксически неверную программы, что вынуждает обучаемого разбираться в диагностических сообщениях и учиться исправлять синтаксические ошибки.

Хотя Кумир снабжен замечательной системой мгновенной диагностики синтаксических ошибок и оригинальной системой отладки, он остается полнотекстовой системой, нацеленной на оптимизацию процесса решения достаточно сложных задач достаточно подготовленнымы обучаемыми. Использование КуМира, как и любой другой полнотектовой среды программирования, для решения простейших задач оказываетя совершенно неэффективным.

Грубо говоря, на начальном этапе обучения программированию новичков любого возраста нужна система с автоматической проверкой, позволяющая педагогу за 10 занятий добиться от каждого из учеников отладки 100 учебных программ. Ни одна полнотекстовая среда программирования такой возможности не дает.

Отступление. Освоение азов программирования — трудная задача. Ее сложность соизмерима со сложностью освоения азов чтения, письма и счета. Для обучения традиционной грамотности в мире и в россии имеется несколько устоявшихся традиционных методик. Задача обучения азам программирования исторически очень молода. И устоявшихся методик пока нет.

1.2. Пиктомир. Бестекстовая пиктограмная учебная среда программирования ПиктоМир была создана по заказу Академии наук РФ в отделе учебной информатики НИИСИ РАН в 2010 году [2]. ПиктоМир — свободно распространяемая программная система для изучения азов программирования дошкольниками и младшими школьниками. ПиктоМир позволяет ребенку «собрать» из пиктограмм на экране компьютера (или из кубиков с наклеенными на грани пиктограммами команд) несложную программу, управляющую виртуальным или реальным исполнителем-роботом. ПиктоМир в первую очередь ориентирован на дошкольников, еще не умеющих писать или на младшеклассников, не очень любящих писать, но неожиданно оказался весьма эффективным при обучении новичков любых возрастов [3].

Система может быть скачана с сайта ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН для планшетов с тачскрином и лаптопов с операционными системами Windows, Android или MacOS Х, или использована онлайн через веб-интерфейс. Допускается использование системы ПиктоМир и метолических материалов в любых целях, в том числе и в коммерческих.

ПиктоМир быстро нашел свое место в системе дополнительного, в том числе и платного, образования РФ в детских садах и начальных школах, используется в сотнях образовательных организаций. В комплект загрузки Пиктомира входят 45 практикумов, каждый из которых расчитан на одно получасовое занятие и насчитывает от 5 до 10 заданий, а также две методички объемом несколько сот страниц, описывающие годовой курс «Алгоритмика для дошколят» для учащихся подготовительных групп детских садов и полугодовое продолжение этого курса для первоклассников.

1.3. ПиктоМир-К. Наш опыт стыковки в одном курсе ПиктоМира и КуМира показал, что переход от бестекстового программирования к текстовому сложен для обучаемых любого возраста и уровня подготовки. Одинаково сложен и для младшеклассников и для студентов педагогических университетов. Потому нами была разработана свободно распространяемая система блочно-текстового программирования ПиктоМир-К (ПиктоМир плюс Кумир) [4]. Эта система полутекстовая, построенная по тому же принципу, что и Scratch: ввод команд роботов и программных конструкций бесклавиатурный, пиктограммный, блочный, с блокировкой ввода синтаксически неправильных конструкций, что обеспечивает преемственность при переходе из ПиктоМира. А представление программы текстовое, на школьном алгоритмическом языке, что обеспечивает преемственность при переходе в КуМир. ПиктоМир-К свободно распространяем. Система может быть скачана с сайта ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН для планшетов с тачскрином и лаптопов с операционными системами Android, MacOS Х или Windows. Система может также использоваться онлайн через веб-интерфейс. Допускается использование системы ПиктоМир-К и метолических материалов в любых целях, в том числе и в коммерческих.

'2. 'Годовой вводный курс программирования в Институте детства МПГУ

Мы читаем этот курс в течение 5 лет. На первых порах мы использовали системы Пиктомир и КуМир и решение задач в КуМире вызывало определенные затруднения. В текущем учебном году мы используем семейство из трех сред программирования : ПиктоМир à ПиктоМир-К à КуМир. Студенты получают 405 заданий по составлению программ. Из них

— 130 заданий в системе ПиктоМир,

— 170 заданий в системе ПиктоМир-К,

— 105 заданий в системе КуМир.

Для получения зачета по каждой теме студент должен сдать 80 % задач, то есть всего за год сдать более 300 задач. При такой схеме все обучаемые справляются с заданиями в системе КуМир гораздо легче, чем раньше. В частности, большинство студентов успевает выполнить зачетный объем заданий в часы занятий

'3. 'Предложения по преподаванию программирования в школах РФ

По нашему мнению, описанные выще первые два этапа изучения азов программирования следует перенести в начальную школу и включить в обязательную программу. В результате все выпускники начальной школы получат опыт составления нескольких сотен программ с использованием основных программных конструкций, предусмотренных действующим сегодня ФГОС ООО. Переход к полнотекстовой среде программирования можно будет провести в 5-6 классах основной школы.

Цитированные источники

1. Стенограмма основной дискуссии конференции по искусственному интеллекту Artificial Intelligence Journey (AI Journey 2020) на тему «Искусственный интеллект — главная технология XXI века». Москва, 4 декабря 2020 URL: http'://'kremlin'.'ru'/'events'/'president'/'news'/64545

2. Rogozhkina, I., Kushnirenko, A, «PiktoMir: teaching programming concepts to preschoolers with a new tutorial environment.» Procedia — Social and Behavioral Sciences, 2011. Vol. 28. pp. 601—605. doi: 10.1016/j.sbspro.2011.11.114.

3. Besshaposhnikov, N.O., Kushnirenko, A.G., Leonov. A.G.: Pictomir: how and why do we teach textless programming for preschoolers, first graders and students of pedagogical universities. In: Proceedings of the 13th Central & Eastern European Software Engineering Conference in Russia (CEE-SECR '17), Article No. 21, pp. 1-7. ACM, New York, NY, USA (2017).

4. Бесшапошников Н. О., Кушниренко А. Г., Леонов А. Г., Малый А. А.: Проект двуязыковой пиктограммно-текстовой среды программирования ПиктоМир-К

Сборник тезисов Четырнадцатой конференции «СВОБОДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ», Переславль, 25-27 января 2019, Издательство ООО «МАКС Пресс» (Москва), стр. 64-65.

Примечания и ссылки

Plays:0 Comments:0

Материал из 0x1.tv