Проект "Logo-Express"

Лого-смена Международной компьютерной школы

Переславль-Залесский. 17 - 30 июля 1993 года

Uchcom Home page


Введение

Исследовательская группа, занимающаяся вопросами использования в образовании новых информационных технологий, была организована в Институте Программных Систем профессором А.К. Айламазяном в 1986 году. Группа начинала свою работу на базе международной компьютерной школы (МДКШ), собиравшей увлеченных программированием школьником со всего Советского Союза. В настоящее время группа работает в тесной связи в государственной системой российского образования, осуществляя методическую и технологическую поддержку школ различных российских регионов, проводя исследования по использованию компьютеров в различных сферах образования. Сильное влияние на деятельность нашей группы оказали идеи конструктивного обучения, сформулированные Пейпертом и его коллегами. В течение последних лет проект является основной организации учебной деятельности школьников, участвующих в работе МДКШ. В рамках каждого из лагерей реализуется большое количество проектов, связанных с Лого, так как преподаватели МДКШ активно используют Лого для работы с школьниками и младших и старших классов. Телекоммуникационное общение в среде LogoWriter привлекает школьников, учителей и исследователей тем, что оно предполагает возможность многомерного обмена текстами, процедурами, масками для черепашки, рисунками, фотографиями и целыми страничками. Ситуация сложившаяся в настоящее время в России благоприятна распространению Лого-подобных сред обучения. Сегодня мы работаем в тесной связи с школами и компьютерными центрами Москвы, Санкт-Петербурга, Нижнего Новгорода, Саратова, Омска, Саранска. В этих городах преподаватели недавно открыли для себя достоинства среды Лого и в значительной мере заинтересованы в поддержании сети пользователей Лого. В 1992 - 1993 году наша группа организовала ряд семинаров, связанных с интеграцией телекоммуникационных возможностей и среды Лого. В июле 1993 года Институт Программных Систем РАН организовал двухнедельную школу-семинар, посвященную исключительно Лого. Целью семинара являлось распространение технологии и методологии Лого и исследование возможностей применения телекоммуникаций в обучении школьников средних классов.
В задачи школы входило:
При планировании Лого смены в качестве ее отличительных особенностей рассматривались работа в единой среде программирования и ориентация преподавателей и студентов школы на подготовку телекоммуникационных сообщений о своей деятельности. В обучающем пространстве Лого-смены выделялись следующие направления:
  1. Лого для начинающих. Это направления поддерживалось лекциями по использованию системы LogoWriter и деятельностью кафедр Графема, Миф, Игры в Лого.
  2. Лого - вторая ступень. В основном это лекции и семинары по программированию в среде MSWindows Logo и проекты кафедры XXX.
  3. Новые информационные технологии. К этому направлению следует отнести лекции по телекоммуникациям, возможностям систем HyperMedia и MultiMedia, издательским системам. Конструктивная работа, связанная с этим направлением осуществлялась на кафедре "LogoExpress" и в рамках информационного центра.
  4. Области знаний, служащие основой для исследовательских проектов в среде Лого. В первую очередь это лекции по психологии и химической коммуникации, семинары по логике и поведению животных. Работа над проектами, основанными на психологических и биологических знаниях велась на кафедрах БиоЛого и ПсихоЛого.
  5. Ряд проектов носил ярко выраженный экспериментальный характер и был связан с расширением обучающей среды за счет аудио возможностей и привлечения кукол. Сюда относятся проект "Радио-Переславль" и "Кукольный театр".

В рамках школы преподаватели и ученики имели возможность познакомиться и сравнить различные подходы к использованию Лого:

Семинары по методологии использования Лого проводились в рамках школы достаточно редко и спонтанно. Необходимо отметить представление книги преподавателей школы Горлитской С.И. и Кузнецовой И.Н. - "Думаем в Лого".

Созданные в процессе школы исследовательские и обучающие продукты нуждаются в более пристальном рассмотрении. Однако уже сегодня можно отметить разнообразную и яркую палитру детского творчества.
В заключение я хотел бы выразить свою глубокую признательность всем людям, оказавшим поддержку реализации проекта "Logo-Express" и Лого-смене компьютерного лагеря. Оливер Буйон впервые рассказал мне о возможностях телекоммуникаций в среде Лого. Он посетил МДКШ год назад и что наша совместная деятельность и обсуждение различных подходов к образованию имела решающее значение для развития проекта. Сара Дикинсон вела активную переписку со многими членами нашей группы в течение всего года и мы всегда ощущали ее поддержку. Дружелюбность лого-сообщества во многом определяется личностью самого Сеймура Пейперта и наша встреча в Санкт-Петербурге еще раз меня в этом убедила. Директор ИПС РАН, академик А.К. Айламазян постоянно поддерживал исследования в среде лого, несмотря на то, что они были связаны с существенными временными и денежными затратами. Профессор Я.А. Ваграменко оказал существенную поддержку как при обсуждении методической стороны проекта, так и при планировании и реализации его телекоммуникационной части. Не все из предоставленных нам возможностей были использованы, но само их наличие способствовало успеху проекта. Институт Новых технологий внимательно и доброжелательно наблюдал нашу активность, связанную с распространением философии Лого и созданием Лого-сообщества. В коллективе исследователей, соприкасавшихся с проектом Logo-Express, мне было приятно работать. Это относится и к тем, кто находился рядом со мной - Валерию Руденко, Галине Гузиловой, Ларисе Травиной, Ольге Козодой и Борису Якубову и к тем, кто поддерживал активную переписку и постоянно убеждал меня в виртуальной реальности лого. В первую очередь это Сергей Зуев из далекого Омска. В ходе самой двухнедельной Лого-смены коллектив преподавателей выжал из имевшегося технического обеспечения все возможности и получил интересные результаты в различных областях. Представление этих результатов было бы невозможно без героического труда Ольги Манаковой и Ирины Кутузовой, которые осуществили перевод и корректировку материалов. Я надеюсь, что представляемая информация послужит развитию лого-сообщества в России.

Координатор научной программы Лого-смены МДКШ-93

Евгений Патаракин


Приложение - тексты программ и рисунки маленьких детей

Кафедра "Миф"

Гузилова Галина Васильевна

Разные народы в древности имели различные представления о том, как возник мир, откуда появились люди, почему происходит смена времен года или смена дня и ночи, почему бушуют грозы и дуют ветры и т.д.
Свое представление об окружающем мире, о явлениях природы они отражали в сказаниях и преданиях - мифах.

У древних греков было множество богов. Боги олицетворяли для них силы природы. Боги жили на горе Олимп и назывались Олимпийцами. Внешне они были похожи на людей, но обладали сверхъестественными способностями . Например, могли превратить человека в животное или в неживой предмет. Иногда боги изменяли свой собственный облик. Эти превращения называются метаморфозами.

Мы делаем серию иллюстраций к мифам, в которых рассказывается о каких-нибудь метаморфозах. Мы используем для этого LogoWriter. Среди сюжетов, которые уже готовы:
- сюжет о боге Гермесе, который превратил старика в скалу за то, что он не умел держать данное слово Приложение 1.;
- сюжет о боге Дионисе, превратившем в дельфинов морских разбойников. Разбойники не узнали в Дионисе бога и хотели продать его в рабство. Приложение 2.


Кафедра GRAPHEMA

Горлицкая София Израилевна

Направление работы - Расширение спектра решаемых на ЛОГО задач. Использование имеющегося в ЛОГО логического типа для активного своения правил выполнения основных логических операций. Применение этих умений для решения логических головоломок. Реализация на ЛОГО как логических алгоритмов, так и алгоритмов динамического программирования,а также небольших задач линейного программирования, а также простых примеров из теории игр.

Кузнецова Ирина Николаевна

Направление работы связано с освоением и применение технологии сканирования участка экрана с последующими модификацией и отображением в произвольнм масштабе относительно текущего положения курсора. Работа с логическими переменными и структурами. Обучение участников началам программирования в ЛОГО, элементам новой технологии.

В рамках Лого смены ученики кафедры (21 человек) работали над проектом "Путешествие из МДКШ в города участников кафедры." В результате создан демонстрационный пример, подготовленный для передачи e-mail. Имя демонстрационного файла GRAPHEMA.ARJ.
Приложение 3.


Кафедра BioLogo

Ткачев Константин

На кафедре реализовывался проект "10", включающий в себя проведение обучающей биологической игры "10" и создание в среде Logo компьютерной версии этой игры. Был также прочитан небольшой курс обзорных лекций по химичесой коммуникации у животных.
В процессе реализации проекта с группой из 13-18 школьников непостоянного состава в возрасте от 12 до 16 лет была проведена экологическая игра "10". Во время игры каждым из школьников создавались различные несуществующие биологические обьекты (рисунки и описания) помещаемые затем в некое гипотетическое "место" с предложенными физико-химическими параметрами. Основные ограничения, налагаемые на создаваемые обьекты:
- подробное описание функций и свойств организма ("Что не описано - того нет");
- возможность взаимодействовать только с уже появившимися в игре обьектами (принцип Теремка)
.
После создания десяти таких обьектов проводился разбор ситуации, в ходе которого школьникам подробно разьяснялось почему каждый из обьектов выживет (не выживет) в предложенном "месте".
Затем освободившиеся места обьявлялись вакантными. И так до заполнения "места" десятью жизнеспособными обьектами связанными друг с другом в некий биоценоз.
Создание такого биоценоза (более или менее устойчивого с точки зрения ведущего) и являлось коллективным результатом игры.

На второй стадии осуществления проекта (его компьютерной реализации) школьникам было предложено создать в графическом редакторе Splash изображения своих организмов. А также создать в среде Logo шейпы своих организмов и минипрограммы их движения (роста) для их последующей имитации их взаимодействия на экране компьютера. С этой задачей успешно справились все школьники. Первая компьютерная версия игры "Десять" в среде LogoWriter приведена в демонстрационном примере.Приложение 4.


Кафедра Logo-Во

Позлевич Роман.

В рамках кафедры проводилось изучение и работа с языком LogoExpress. Проводилось чтение обзорных лекций по телекоммуникациям. Было создано описания LogoExpress на русском языке на основе фирменной документации. Описаны примеры работы в среде LogoExpress.
В настоящий момент в фазе отладки пример реализации CHAT-общения при связи машин через коммуникационные порты без модема. В отличие от стандартной функции TERMINAL реализуется раздельное отображение отсылаемых и принимаемых сообщений, существует возможность получения подсказки не прерывая связи. В ближайшее время будет реализован дополнительный режим для пересылки файлов. Работа с модемом может быть добавлена из стандартного средства "CHAT". Решена проблема передачи русских символов. В программе в качестве примеров использовались почти все примитивы LogoExpress. Кроме того, была создана небольшая библиотека процедур для Logo:
    работа со списками
       firstn - первые N элементов списка
       bfn    - список без первыx N элементов списка
       lastn  - последние N элементов списка
       bln    - список без последних N элементов списка
    работа со списками списков
       ll.member - список содержащий этот элемент
       ll.all    - список списков содержащих этот элемент
       ll.but    - список списков не сдержащих этот элемент
    работа со списками как с массивами
       index.put    - запись элемента по индексу
       index.insert - вставка по индексу
       index.delete - удаление по индексу
       nfirst       - номер первого вхождения в список
       nlast        - номер последнего вхождения
    сортировка по любому условию
       sort - в качестве параметра передается список и функция сравнения 
    элементов списка, существует 6 готовых функций:
       max?, min? - для сортировки чисел
       alfamax?, alfamin? - для сортировки слов в алфавитном порядке
       listmax?, listmin? - для сортировки списка списков по длине подсписков
    работа со списками как со множествами
       set.or  - обьединение множеств
       set.and - пересечение множеств
       set.sub - вычитание множеств
    математические функций
       power  - возведение в целочисленную степень 
       simple - построение ряда простых чисел до заданной границы
       nok    - наименьшее общее кратное
       nod    - наибольший общий делитель
       max    - максимум двух чисел
       min    - минимум двух чисел
       abs    - модуль числа
       factorial - факториал числа
       

Кафедра "Психолого"

Травина Лариса Львовна

Тесно связанное с лого-подобными средами психологическое направление существует в рамках МДКШ в течение четырех лет. Основное внимание в этот период уделялось развитию способностей к категоризации информации и самостоятельной исследовательской деятельности. Работы этого направления основывались на теории персональных конструктов Дж. Келли и разработанном им же тесте репертуарных решеток. Объектами исследований преподавателей и студентов "ПсихоЛого" были их представления о животных и растениях, мире биологической клетки, героях сказочных и собственных произведений. В ходе Лого-смены новая версия теста репертуарных решеток в среде LogoWriter была использована для изучения воздействия телевизионнной рекламы на внутрений мир человека. В качестве значимых элементов, представляющих мир рекламы были выбраны различные рекламные ролики.

Второй проект кафедры был связан с созданием при помощи специального конструктора в среде LogoWriter плана отдыха для себя или своего героя. Конструктор комнаты предоставляет ученику возможность выбирать форму и цвет предметов, предназначенных для оформления комнаты, перемещать предметы по экрану и устанавливать их в желаемом месте. По завершению работы информация о комнате записывается в виде списка, каждый элемент которого содержит следующую информацию: [цвет предмета [положение на экране] форма предмета] Сохраненный список может быть использован как для воспроизведения комнаты (Приложение 5), так и для анализа деятельности ученика.


Кафедра XXX

Козодой Ольга, Сысоев Никита

Наша кафедра занимается разработкой программного средства для реализации игр типа Quest - так называемого Quest- конструктора и, в качестве примера, созданием небольшого модельного Quest'а. Базовый язык - MSWLogo. К настоящему моменту готова первая версия консруктора и отлаживается модельная игра.

Содержание Quest'а

Для реализации модельной игры была выбрана актуальная тема - путешествие по лагерю. Завязка сюжета в том, что при неизвестных обстоятельствах пропал ключ от сейфа с программным обеспечением. Задача главного героя - найти ключ, без которого нормальное функционирование школы невозможно. Прежде всего встала задача продумать идеологию и собственно способ построения и описания игр.
Игра такого типа состоит из множества комнат, в которых разворачивается действие. Введем общий объект GAME, управляющий перемещениями между комнатами посредством вызова объектов Room_n. Имя текущей комнаты хранится в глобальной переменной Room. Каждый из таких объектов отрабатывает события в соответствующей комнате, а когда действие перемещается в следующую комнату, заканчивает работать, меняя значение переменной Room.
Комната описывается синонимичным списком команд, доступных пользователю в ней (список этот имеет следующую структуру:
COMMANDS [[ком_1_синоним_1 ... ком_1_синоним_n] ... [ком_n_синоним_1 ... ком_n_синоним_n]]) и синонимичным списком объектов, действия с которыми возможны в комнате (структура списка - OBJECTS [[синоним_1 ... синоним_n] ... [синоним_1 ... синоним_n]]), объектами при этом являются вещи, которыми можно манипулировать, персонажи, населяющие игру, а также "выходы", соединяющие комнату с комнатой.
Кроме этого для каждой комнаты описывается набор процедур, реализующих действия в ней. Каждая из этих процедур начинает работать после ввода играющим соответствующей команды.

Интерфейс Quest'а

Первоначальная идея реализации общения с игрой на русском языке потерпела крах. Попытки работы с русским текстом MSWLogo жестоко пресекает. Итак, язык игр - псевдоанглийский. В выбранной модели играющий общается с программой посредством ввода команд, приближенных к естественно-языковым, типа: look book, go beach, take key и т.д. Словарь игры позволяет употребление некоторых синонимов.
После того, как играющий ввел команду, первое ее слово воспринимается как действие и ищется в списке команд, в случае удачи берется первое синонимичное значение; второе слово воспринимается как объект и ищется в списке объектов, откуда также берется первое синонимичное значение. Имя для процедуры, соответствующей введенной команде, строится по следующему принципу: действие_объект_имя_комнаты, каждая такая процедура задается при описании комнаты.

Графика Quest'а

В качестве первого опыта была выбрана модель со статичной графикой без отображения на экране перемещений главного героя.
Картинки фона, персонажей и объектов сканируются и затем обрабатываются или просто рисуются в графредакторе. Фон и объекты для каждой комнаты хранятся в одном файле. При его загрузке фон попадает в видимую, а объекты - в невидимую части экрана. В случае отображения какого-либо действия смена объектов происходит при помощи специальных библиотечных процедур.

Псевдоконструктор для реализации Quest'а

Функции и процедуры, имеющие характер служебных и не являющиеся описанием комнаты оформлены в виде библиотечных.
1. ENTER (без параметров)
Отображает на экране окно для ввода команды. После ввода команды переходит на соответствующую процедуру обработки, имя которой строится по следующему принципу: Command_Object_Room#. Если такая процедура отсутствует в программе, то выдается сообщение об ошибке.
2. DRAW_ROOM :File_Name
Рисует комнату (BackGround). Картинка берется из файла с именем File_Name. 3. DRAW_OBJ :Name
Отображает на экране объект с именем Name. Процедура требует для своей работы список OBJ следующего вида: OBJ [[Name X Y File_OBJ File_CUT]...], где Name - имя объекта, X,Y - его координаты на экране, File_OBJ - имя файла, содержащего объект, File_CUT - имя файла, содержащего то, что под объектом (для процедуры RES_OBJ).
4. RES_OBJ :Name
Удаляет объект с именем Name с экрана.
5. CYCLE (без параметра)
Реализует бесконечный цикл, для работы программы в то время, когда играющий не вводит команду.