Использование среды визуального программирования Alice 3D , как средства изучения алгоритмизации на уроках программирования в профессиональных образовательных учреждениях

Магистрант, студент гр. М2101 ИКТ
Кравчук А.А.
Статья на тему: "Использование среды визуального программирования Alice 3D , как средства изучения алгоритмизации на уроках программирования в профессиональных образовательных учреждениях."
Введение нового Федерального государственного образовательного
стандарта для профессиональных образовательных учреждение по специальности 09.02.02 "Компьютерные сети" ведет к пересмотру содержания обучения и перенос акцента с освоения информационно-коммуникационных технологий на формирование компетентности в области алгоритмизации и программирования, как неотъемлемой части специальности "Компьютерные сети".
На сегодняшний день для изучения дисциплины "Программирование и базы данных" в учебном плане специальности отводится вместо 20% учебного времени всего 5%, что заставляет преподавателей существенно пересматривать рабочие программы по данной дисциплине. Это в свою очередь приводит к значительному сокращению отводимого времени для изучения, дисциплины "Программирование и базы данных" - основы алгоритмизации.
Изучение основ, а главное методов алгоритмизации в настоящее время достаточно важны. Сегодня нам представляется широкий спектр использования информационных технологий, что привело к тому, что многие профессии компьютеризировались.
В повседневной жизни человека появилось большое количество различных программируемых устройств (терминалы для оплаты услуг, бытовая техника, электрические и микроволновые плиты, кофейные
автоматы, телевизоры и т.д.). Поэтому, актуальность развития
алгоритмического мышления и владение навыками программирования
неоспорима.
Для успешного решения любых задач, связанных с использованием
компьютерных технологий человек должен выполнить следующие действия: проанализировать полученную задачу и формализировать её условие, составить план действий и уметь скорректировать решение в случае обнаружения ошибки. Без владения логическими методами познания, такими как анализ, синтез, сравнительная оценка, обобщение и абстрагирование и несформированным алгоритмическим мышлением студент оказывается не готовым к современной профессиональной деятельности.
В распоряжении педагогов, сегодня существует огромное количество специальных программных средств, предназначенных для изучения алгоритмизации и развития алгоритмического мышления учащихся.
Но попытки реализовать курс программирования только на базе одной, пусть даже самой лучшей программной среды, приводят к значительным методическим затруднениям. Исходя из требований педагогической предметной области, языковая среда программирования в образовательном учреждении должна быть прежде всего учебная. Профессионалы-программисты Г.А. Звенигородский, А.Г.
Кушниренко, стали разработчиками учебных сред для обучения программированию, характерные особенности которых - максимальная простота начального языка обучения.
КуМир (Комплект Учебных МИРов) — система программирования,
основанная на придуманном А.П. Ершовым школьном алгоритмическом
языке с русской лексикой и встроенными командами управления
исполнителями (Робот, Чертёжник) создана в1980-х годах.
Также известным исполнителем языка программирования Logo
является Черепашка, разработанная в1967 году Сеймуром Пейпертом и Идит
Харель. Российская версия— ЛогоМиры вышла только в1997 году.
Вышеуказанные исполнители позволяют познакомить учащихся с принципами создания алгоритмов для перехода к изучению процедурных языков программирования (Pascal, Basic и др.), но они не дают навыков работы в объектно-ориентированных системах.
Привлечь учащихся, особенно с недостаточно развитым логическим
мышлением и низким уровнем математических знаний, к творческой
деятельности в данных средах формальных исполнителей задача очень
сложная.
В качестве первого шага к изучению алгоритмизации и
программирования в профессиональных образовательных учреждениях я предлагаю использовать в образовательном процессе инновационную 3D-среду программирования - Alice. Это свободный и открытый объектно-ориентированный язык программирования с интегрированной средой разработки (реализован в Java), позволяющий создавать трехмерную анимацию и интерактивные игры. Alice разработана исследователями частного университета и исследовательского центра Карнеги-Меллона, расположенного в Питтсбурге (штат Пенсильвания, США).
Каковы особенности данной среды?
1. Это простая в использовании 3D графическая среда привлекательна для студентов. Виртуальный мир Alice содержит множество трехмерных объектов (людей, животных и транспортных средств), которыми можно управлять путем создания программ. Кроме того объекты для среды можно самостоятельно моделировать в программах Blander и 3D Studio Max.
2. Данная среда обладает наглядной визуализацией и немедленной обратной связью, что позволяет увидеть воздействие оператора или групп операторов.
Изучение фундаментальных основ программирования становится более наглядным и доступным. Учащиеся сразу же могут увидеть результаты выполнения команд в виде анимированного объекта. Это позволяет им легко понять взаимосвязь между программированием и поведением объектов виртуальной среды.
3. Интерфейс Alice позволяет создавать программы путем
перетаскивания графических блоков-команд при помощи технологии Drag-and-drop, что предупреждает появление ошибок в синтаксисе, которые неизбежны на первых этапах изучения программирования.
4. Возможность познавать азы алгоритмизации (структуры, действия) без особых требований к математическим знаниям. В программе предусмотрены возможности создания программ по линейным,
разветвляющимся, циклическим алгоритмам, а также использование
вспомогательных алгоритмов.
5. Обучение составлению алгоритмов скрыто вовлечением в процесс создания мультфильма или игры. Поиск путей «Как сделать, чтобы...» вызывает потребность в применении тех или иных алгоритмических структур.
6. Продуктивность полученных результатов. Конечный результат
работы в данной среде исполнителя (разработанный алгоритм поведения 3D объектов) представлен анимацией или игрой. Возможность получить одобрение выполненной работы является большим стимулом к дальнейшему освоению визуального программирования.
7. Данная программа является средством обучения программированию, позволяющим сосредоточится на цели, а не на средстве.
Возможности моделирования действий объектов, заложенные в Alice, позволяет на качественно новом уровне освоить не только дисциплины по программированию, но и различные дисциплины связанные с моделированием. Программа позволяет применить навыки работы с трехмерным графическим редактором для пополнения галереи персонажей.
3D-среда Alice раскрывает широкие возможности для осуществления
проектной деятельности, как в урочное, так и во внеурочное время.
Надо отметить, что возраст учащихся, для обучения которых
предназначена программа, не ограничивается только учащимися СПО. Большойинтерес Alice вызывает у учащихся 7-8 классов, которые
знакомятся с ней при изучении разделов «Моделирование», «Объекты» в курсе информатики.
Одно из самых важных человеческих умений – это умение составить, а затем и претворить в жизнь план некой будущей деятельности. Работая с Alice, обучающиеся имеют возможность планировать действия объектов и воплощать их с помощью программирования, формируя тем самым навыки регулятивных универсальных учебных действий, развивая познавательный интерес и творческие способности. На достижение этих целей и направлено изучение специальных дисциплин в области программирования и моделирования в профессиональных образовательных учреждениях.