Среда визуального программирования машин состояний: введение в программирование на разных образовательных траекториях (Валентин Широков, OSEDUCONF-2026)
Материал из 0x1.tv
- Докладчик
- Валентин Широков
IDE «Кибериада» за 2,5 года разработки значительно улучшила свою функциональность и получила апробацию на значительном числе образовательных мероприятий с большим числом участников.
Приводится краткое описание IDE и её задач, обсуждается полученная от пользователей обратная связь и направления дальнейшего развития.
Содержание
Видео
Презентация
Thesis
Ключевые слова: НКФП, ПРИМС, IDE, образование.
IDE «Кибериада» является визуальной средой программирования в парадигме Программируемых расширенных иерархических машин состояний[1] — промышленном стандарте программирования встраиваемых систем от бытовой до космической сферы. Её разработка началась весной 2023 года, и осенью 2023 она уже была представлена на этой конференции под её рабочим названием, Lapki IDE[2]. Она является важным элементом Национальной киберфизической платформы[3] — экосистемы образовательных и просветительских продуктов, направленной на обучение и вовлечение школьников в инженерию микроэлектронных и киберфизических систем.
Важно, что IDE «Кибериада» работает не сама по себе: она работает в связке с такими продуктами, как игра «Защита пасеки», КиберМишка (плата для первой встречи школьников с электроникой, предназначенная для 5–8 классов), МС-ТЮК (платформа для проектирования распределённых систем), Arduino; функционируя внутри образовательных программ и соревновательных мероприятий, этот комплекс обеспечивает сильное вовлечение и образовательные результаты участвующих в них школьников.
За последние два года разработки «Кибериада» вышла из статуса альфа-версии в полноценный релиз и получила массу доработок: встроенный компилятор (ранее был только «облачный»), историю изменений, реализацию псевдосостояний выбора и составных переходов, встроенный справочник компонентов, монитор порта с HEX-режимом, пакетную загрузку прошивок (актуально для МС-ТЮК, где работа всегда ведётся с более чем одной платой), псевдонимы для компонентов, автообновление, шаблоны-примеры схем и многие другие улучшения функциональности и пользовательского опыта.
В IDE добавились новые целевые платформы. Часть из них реализована на основе микроконтроллеров STM32: МС-ТЮК, КиберМишка. Появились виртуальные платформы «Строчник» и «Садовник», использованные для проведения трека по киберфизике НТО Джуниор[4].
«Кибериада» была опробована на 9 мероприятиях в четырёх регионах, с участием 190 учителей, 260 школьников и 40 студентов, и сейчас используется в 57 кружках с участием порядка 1300 детей (и ещё около 200 кружков должны открыться в ближайшее время под эгидой «Движения первых»[5]). Из наиболее значимых мероприятий стоит упомянуть НТО Джуниор (с наибольшим числом участников) и педагогический практикум для наставников «Берлоги» в Центре знаний «Машук»[6], в котором участвовало большое число педагогов.
По результатам апробации получено значительное количество обратной связи о том, как IDE взаимодействует с «реальным миром». Самое главное — она работает, и работает хорошо. Она позволяет полным новичкам за 15 минут создать интересную им программу, а за трёхдневный образовательный интенсив — разработать довольно сложную по логике программу, эквивалентную нескольким сотням строк кода на Wiring.
Среди планируемых доработок требуется устранить шероховатости UX, добавить ключевые модули вроде отладчика, оптимизировать генерируемый код. Однако в целом для IDE просматриваются два больших направления развития: образовательное и профессиональное.
Образовательное направление требует фокуса прежде всего на UX, интеграции с образовательными практиками и приёмами. Здесь необходимо уменьшать интервал между «открыли IDE в первый раз» и «запрограммировали умную теплицу». Это требует, в том числе, разбиения ПРИМС и интерфейса IDE на «уровни», когда более продвинутые пользователи получают в своё распоряжение больше нужных функций, а начинающие — меньше непонятных на их уровне опыта.
Профессиональное направление требует добавления в IDE новых крупных функциональных единиц. В первую очередь это отладчик, затем — работа в гибридном режиме (текст + диаграммы) и совместная работа. Без них мощности IDE пока недостаточно, чтобы вытеснить Си в большинстве собственных проектов, таких как стенды «Интеллектуальные энергетические системы» и «Беспроводные технологии связи», платы «КиберМишка» и комплексы Турниров юных киберфизиков. При этом большинство этих «профессиональных» функций востребованы и в образовательном направлении. Поэтому разделение «Кибериады» на два продукта представляется маловероятным.
!.jpg){kind=link}
Примечания и ссылки
- ↑ 1,0 1,1 Samek M. Practical UML Statecharts in C/C++: Event-Driven Programming for Embedded Systems. Elsevier Inc., 2009.
- ↑ 2,0 2,1 Чекан М. Среда визуального программирования машин состояний // Девятнадцатая конференция разработчиков свободных программ: Тезисы докладов. — М.: МАКС Пресс, 2023. — С. 51–53.
- ↑ 3,0 3,1 Национальная киберфизическая платформа — https://platform.kruzhok.org
- ↑ 4,0 4,1 НТО Джуниор — https://junior.ntcontest.ru/
- ↑ 5,0 5,1 Набор наставников для новых научных клубов «Движения первых» — https://platform.kruzhok.org/tpost/b6gnul8m81-idyot-nabor-nastavnikov-dlya-novih-nauch
- ↑ 6,0 6,1 В Центре знаний «Машук» завершился педагогический практикум для наставников «Берлоги» — https://platform.kruzhok.org/tpost/l7c5p5a901-v-tsentre-znanii-mashuk-zavershilsya-ped