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:
- изучение основ программирования в среде Лого;
- реализация индивидуальных и групповых учебных проектов;
- очное знакомство участников проекта;
- изучение влияния режима постоянного обмена сообщениями между группами и отдельными членами групп на процесс учебной
деятельности.
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:
- Лого для начинающих. Это направления поддерживалось лекциями по использованию системы LogoWriter и деятельностью кафедр Графема, Миф, Игры в Лого.
- Лого - вторая ступень. В основном это лекции и семинары по программированию в среде MSWindows Logo и проекты кафедры XXX.
- 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.
- 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.
- 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:
- образовательный подход, рассматривающий Лого прежде всего как средство обучения программированию;
- исследовательский подход, использующий Лого в качестве программного средства, поддерживающего исследовательскую активность;
- взгляд из других языков программирования (Пролог, Паскаль, Си), позволяющий понять, что может быть изменено и улучшено в языке Лого;
- взгляд из других областей знания, рассматривающий Лого в качестве средства выражения идей и проверки гипотез.
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
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.