Анализ среды программирования ЛогоМиры и целесообразность ее использования в курсе информатики для 5-6-х классов

Цель преподавания информатики в среднем звене – дать учащимся основы компьютерной грамотности под углом зрения применения новых информационных технологий и пропедевтики основных понятий курса школьной информатики. Процесс овладения компьютерной грамотностью и дальнейшая деятельность по применению компьютеров в решении практических задач во многом зависят от выбора начальной среды программирования. Великолепной средой, подходящей для поставленных целей, является среда ЛогоМиры. Эта среда замечательна тем, что, предлагая учащимся широкий спектр возможностей, является одновременно простой и наглядной. ЛогоМиры – среда, в которой дети учатся формулировать и решать проблемы, экспериментировать и открывать закономерности, творить с помощью новых средств.


ЦЕЛИ:

• пропедевтика основных понятий базового курса информатики; 
• развитие операционного мышления; 
• развитие творческих способностей при конструировании. 

ЗАДАЧИ:

• научить создавать и редактировать графические изображения; 
• изучить технологию создания и редактирования текста; 
• подготовить учащихся к изучению таких понятий базового курса информатики, как: процедура, ветвление, цикл, файл, создание объекта, виды объектов и их свойства; 
• осуществить помощь ученикам в создании проектов в среде ЛогоМиры по различным темам с привлечением учителей-предметников. 

Программная среда Лого (ЛогоМиры) была разработана и реализована под руководством американского психолога С. Пейперта в 1989 г. в Массачусетском технологическом институте. Она была создана не просто как формализованный язык программирования, а как среда, в которой дети могли бы научиться естественному общению с компьютером. ЛогоМиры – универсальная учебная компьютерная среда на базе языка Лого. Эта среда интегрирует графику, мультипликацию, звуки, программирование и позволяет осуществлять проектный подход к занятиям по всем направлениям учебного плана, а также обеспечивает возможность осуществлять межпредметные связи с другими дисциплинами на уроках информатики.

Среда обучения ЛогоМиры является примером новых технологий обучения, направленных на освоение средств, при помощи которых учащиеся могут самостоятельно добывать знания. Лого реализует новые подходы к обучению, направленные не на заучивание правил, а на формирование процесса мышления.

Как и в реальной жизни, ученик сам ставит себе задачу, и сам находит пути ее решения. Вместо привычного ожидания подсказки, как надо правильно сделать, ребенок попадает в ситуацию, управлять которой может только он сам. Из постоянно ждущего помощи от других он превращается в человека, самостоятельно ищущего и находящего решения. На собственном опыте ребенок учится делать выводы и обобщения. В Лого первоначально заложены принципы конструктивного обучения. Согласно этим принципам в процессе создания реального продукта (для реализации конкретной задачи) значительно повышается эффективность обучения. Это возможно только потому, что Лого – полноценный язык программирования, допускающий возможность создания настоящих, графически оформленных, работоспособных программ. Важную роль в новых направлениях обучения играет отношение к ошибкам и их устранение. Отладка программы (поиск и исправление в ней ошибок) обычно является трудоемким процессом. Язык Лого значительно упрощает его. Решение разбивается на множество мелких шагов, каждый из которых может быть проверен отдельно. Если допущена ошибка, то черепашка просто не выполнит задания или выполнит его не так, как следовало. Так как ученики могут самостоятельно найти ошибку, исправить и снова попробовать, то они перестают бояться ошибок. Школьники чувствуют себя исследователями, не боящимися творить. Они обретают уверенность в своих силах и могут выразить свое знание предмета в форме, отличной от вербальной. Графические возможности Лого позволяют использовать его для освоения машинной графики.

Объектно-ориентированный подход (ООП) является одним из наиболее эффективных и удобных средств, используемых сегодня. В системах объектного ориентированного программирования обычно используется графический интерфейс. Появляется возможность создавать объекты, задавать им свойства и поведение с помощью мыши. Объектно-ориентированное программирование – это создание приложений из объектов, подобно тому, как из блоков и различных деталей строятся дома.

Объектно-ориентированная среда ЛогоМиры обладает широким спектром возможностей. Среда объединяет в себе следующие редакторы:

• графический редактор; 
• текстовый редактор; 
• музыкальный редактор; 
• редактор Форм; 
• редактор Программ на программном листе. 

Среда оперирует со следующими объектами: текстовые окна, формы, бегунок, кнопки, которые обладают определенными свойствами. На страницах живут черепашки. Они являются основными (хотя и не единственными) объектами, которыми управляют с помощью языка ЛогоМиров.

Управлять черепашками можно непосредственно (интерактивно), для чего в специальной области экрана – в «Поле команд» нужно написать соответствующие команды, которые будут немедленно выполнены. Лого включает в себя более 200 команд. Среди них есть и графические команды: команды перемещения черепашки, изменения цвета, изменения формы (черепашка может, например, «надеть на себя» форму самолета или стать цветком) и т.д. Знакомство с мультипликацией позволяет «оживить» формы черепашки, и тогда экран заполняется летающими птицами, скачущими лошадьми, мчащимися автомобилями… Есть команды, позволяющие создавать музыку, выполнять арифметические вычисления и прочее.

Кроме непосредственного управления в ЛогоМирах доступен и режим программирования. В особом листе на экране компьютера можно записать программы, которые, как и в большинстве языков программирования, расширяют исходный словарь языка. Имена записанных программ можно использовать в интерактивном режиме, при записи новых программ, а также при применении кнопок. Объекты «кнопки» обеспечивают функции гипертекстовой структуры, при нажатии на них выполняются заранее предписанные действия: переходы, движение и т. д. Объект «бегунок» позволяет использовать в проектах переменные числовые величины. Значение бегунка видно и может быть изменено с помощью мыши. Система ЛогоМиры является универсальной средой, которая имеет большое количество исполнителей и богатый набор управляющих средств (Поле команд, Лист программ, Диалоговые окна для программирования кнопок, бегунков, черепашек), она включает в себя одновременно графический, текстовый и музыкальный редакторы.

Среда ЛогоМиры является примером новых технологий обучения, направленных на освоение средств, при помощи которых учащиеся могут самостоятельно добывать знания. Например, хорошо известно, что семиклассники, начиная изучать геометрию, испытывают большие трудности. Одна из причин – необходимость использования наряду с линейной – угловой меры. Но если с измерением, сравнением линейных величин каждый постоянно сталкивается в повседневной жизни, то аналогичный опыт в отношении угловой меры отсутствует. ЛогоМиры предлагают ребенку управлять Черепашкой, которую можно переместить на любое расстояние и можно развернуть на любой угол. Управляя Черепашкой, создавая с ее помощью на экране рисунки, каждый ребенок очень быстро накапливает необходимый опыт работы с угловыми величинами.
Таким образом, ЛогоМиры являются средством, позволяющим интегрировать курсы информатики и математики. При изучении темы "Построение геометрических фигур” учащиеся усваивают следующие математические понятия: угол, градусная мера угла, сумма углов в треугольнике и n-угольнике, правильные n-угольники и их свойства, симметрия, система координат. Одновременно учащиеся изучают следующие понятия информатики: процедура, цикл, переменная, параметр, рекурсия.

ЛогоМиры – среда, которая позволяет постигать красоту законов симметрии. В геометрически правильных построениях реализуется свойственная человеку любовь к гармонии и упорядоченности. Фактически сложные построения получают из комбинаций простых (первичных) узоров. Эстетическое удовлетворение, получаемое от красивой визуальной реализации, как процесса, так и результата выполнения программы, способствует поддержанию устойчивого интереса к изучаемому материалу. Геометрия в подобной интерпретации перестает быть сухой и малоинтересной наукой.

Основные характеристики языка ЛОГО, входящего в состав среды ЛогоМиры:

• синтаксис, близкий к естественному языку, 
• приспособленность к интерактивному режиму работы, 
• ориентация на формирование самых общих представлений о программировании, 
• необязательность глубоких знаний архитектуры ЭВМ, 
• возможность обработки графических объектов. 

Среда ЛогоМиры имеет встроенный графический редактор, позволяющий нарисовать пейзаж (мир), в котором живет Черепашка. Поле Форм содержит много красочных, а не контурных форм в отличие от предыдущих версий Лого. Некоторые формы представляют фазы движения одного объекта и могут быть использованы для создания мультипликационных сюжетов. Предусмотрена возможность создавать формы для оформления собственных сюжетов.

Мир Черепашки можно заполнить звуками. Встроенный Музыкальный редактор позволяет записать любую мелодию и, сохранив ее под каким-нибудь именем, пополнить тем самым словарь черепашки. Исполнение мелодии можно поручить одному из шести музыкальных инструментов: пианино, скрипка, арфа, бутылка, ксилофон, орган. Кроме того, есть возможность озвучить черепашку системными или записанными с микрофона звуками. Есть огромное множество задач, которые можно решать при помощи Лого. При работе в среде ЛогоМиры круг задач существенно расширяется. Кроме традиционного круга задач учащиеся способны принять участие в разработке обучающих проектов, наподобие всем известной «Роботландии». И эти проекты, довольно просто реализуемые в ЛогоМирах, можно использовать для уроков развивающей информатики в младшей школе.

Можно сформулировать следующие аргументы в пользу использования именно ЛогоМиров на уроках информатики в среднем звене:

• ЛогоМиры являются пропедевтикой языков программирования; 
• ЛогоМиры удовлетворяет требованиям начального языка программирования; 
• ЛогоМиры – объектно-ориентированная среда; 
• ЛогоМиры включает в себя одновременно графический, текстовый и музыкальный редакторы; 
• в среде ЛогоМиры можно работать с гипертекстом. 

Кроме того, обучение в среде Лого вызывает у учащихся повышенный интерес к предмету, развивает математическую интуицию и геометрические представления, является своеобразным математическим тренажером, формирует алгоритмический и комбинаторный типы мышления.

При изучении ЛогоМиров по методике Пейперта основной формой организации учебной деятельности учащихся является проект. Главная цель проекта – создание законченного фрагмента. Основным методом является исследовательская деятельность, направленная на развитие познавательных интересов, на развитие творческих способностей ребенка. Ребенок учится анализировать учебную проблему, ищет пути исправления собственных ошибок и, как следствие, создает собственный проект. На уроках информатики применяются как индивидуальные, так и коллективные проекты. В коллективном проекте учитель имеет возможность дать более слабым ученикам задание полегче, не обижая детей и предоставляя им возможность активно реализоваться в общей работе. В тоже время творчески активные дети могут не только делать более сложные элементы, но и создавать по нескольку элементов, или, закончив свою работу, помогать товарищам, у которых что-то не получается. Ведь здесь все делают одно общее дело, а значит, заинтересованы в выполнении не только свое го задания – это важный воспитательный момент коллективного проекта.