≡ Передовица » Макулатура » МПСС » Диалоговая инструментально-учебная система программирования
 |
|
|---|
Диалоговая инструментально-учебная система программирования (1/90)
УДК 681.3.066Для выработки элементарных навыков работы с ПЭВМ необходима разработка предметно-развивающих учебных компьютерных сред, наибольшую популярность среди которых в настоящее время получила система программирования «Школьница» [1], а также различные версии систем на базе языка Лого [2, 3], созданного С. Папертом в Массачусетсском технологическом институте США.
Вместе с тем, не теряет своей актуальности задача создания такой учебной среды, которая «не должна требовать от ребенка сложных знаковых переозначений, большой глубины планирования, запоминания длинных последовательностей шагов и т. п.» [4], и позволяет решать достаточно сложные, не привязанные к какой-либо одной школьной дисциплине и имеющие интегрированный гуманитарный характер задачи [4-6].
В Павлодарском педагогическом институте разработана диалоговая инструментально-учебная система программирования (ДИУС), состоящая из следующих основных функциональных модулей:
- МОНИТОР управляет работой системы;
- ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЗНАКОГЕНЕРАТОР содержит представление булевых матриц всех символов исходного алфавита;
- ИНТЕРПРЕТАТОР (таблично-управляемый диспетчер) отвечает за обработку команд входного языка;
- РЕДАКТОР вводит и корректирует текст программы;
- ПОДСКАЗЧИК поясняет синтаксис входного языка, диагностирует ошибки и сбойные ситуации, возникающие в процессе эксплуатации системы;
- МОДУЛЬ СВЯЗИ С ДОС отвечает за связь с принтером, НГМД;
ДИУС позволяет изучать базовые алгоритмические конструкции (команда, ветвление, циклы и т. п.) на гуманитарной основе, т. e. без привлечения математического аппарата. Эта возможность обеспечивается использованием статической и динамической графики, музыкального вывода, литерных выражений. Работа с графикой организована так, что от пользователя не требуется предварительных знаний о декартовой системе координат. Для получения сложных изображений и графической динамики не нужны вычислительные операции. Простая и более естественная, чем в БЕЙСИКе, система кодировки музыкальных знаков также нe требует долгого предварительного освоения. Средства работы с литерными величинами вполне традиционны: склейки, вырезки и т. п. Заметим, что музыкальные и графические характеристики входного языка системы ДИУС (простота кодировки, быстрота исполнения, набор предоставляемых возможностей) заметно превосходят аналогичные характеристики языка BASIC APPLESOFT. Преподаватель имеет возможность либо выбрать наиболее приемлемую для него основу подачи материала (музыка, графика, тексты), либо использовать сразу весь спектр элементарных операций.
Входной язык системы ДИУС можно расширять. Преподаватель получает возможность создавать новые подпрограммы и объявлять их частью языка. При этом вызов подпрограмм синтаксически не отличается от обращения к встроенным командам. Таким путем преподаватель приспосабливает язык к своим нуждам, подчиняя его собственной методической схеме. Используя расширение, можно создавать новые графические примитивы, новые языки графического вывода, реализовывать графомузыкальные, графотекстовые, текстомузыкальные команды и т. п. Так, в рамках ДИУС достаточно просто моделируется язык программирования Лого, графические средства и элементарные операции БЕЙСИКа, различные исполнители и т. п.
ДИУС позволяет организовывать диалог с пользователем на основе лексики родного языка. Опыт показывает, что язык программирования, построенный на такой основе, усваивается учащимися гораздо быстрее. В настоящее время реализована версия ДИУС па базе русской лексики, однако с помощью генератора системы достаточно просто могут создаваться версии па основе лексики любого другого языка, если литеры алфавита этого языка представимы точечными матрицами 8X8.
Система ДИУС поддерживает дружественный интерфейс, обеспечивая подсказку неопытному пользователю на различных этапах его работы, но в то же время позволяет более опытному пользователю обходиться без подсказки. ДИУС, являясь учебной системой, большое внимание уделяет диагностике ошибок, выдавая ee в развернутом виде. Например, вместо сообщения типа СИНТАКСИЧЕСКАЯ ОШИБКА система выдает более конкретное сообщение: В КОМАНДЕ ОТСУТСТВУЕТ ЗАПЯТАЯ. Помимо диагностики ошибок и сбойных ситуаций система в любой момент времени по запросу пользователя напоминает ему правила записи некоторых команд языка.
Система ДИУС работает в трех режимах: интерактивном, программном, инструментальном. Последовательное их использование в процессе обучения методически обусловлено. На первом этапе в интерактивном режиме (т. e. в режиме немедленного исполнения одной вводимой команды) обучаемые осваивают элементарные операции; работу с графикой, музыкой, множественным присваиванием, выводом алфавитно-цифровой информации. Уже на этом этапе школьники получают возможность решать далеко не элементарные задачи. В процессе работы в интерактивном режиме постепенно назревает потребность в долговременном хранении вводимых команд и поэтому переход к программному режиму не вызывает затруднений. В режиме программирования осваиваются более сложные алгоритмические структуры и управляющие конструкции: ветвление, цикл ПОВТОР, цикл ПОКА, работа с массивами и т. п. По мере усложнения программ назревает потребность в использовании подпрограмм, что и обеспечивает инструментальный режим.
Все директивные команды ДОС и команды редактирования ДИУС закреплены за соответствующими функциональными клавишами и выполняются немедленно по их нажатию, что заметно упрощает изучение указанных команд, а их дальнейшее использование позволяет избежать путаницы, которая возникает, например, при первом знакомстве с системой программирования БЕЙСИК. Таким образом, решая свои задачи в рамках ДИУС, учащийся концентрирует внимание главным образом на тексте своей программы.
Входной язык ДИУС содержит основные конструкции программирования большинства современных языков: массивы, циклы, ветвление, подпрограммы и т. п. Таким образом, знание входного языка ДИУС обеспечивает успешное освоение многих современных языков программирования. Блочная структура входного языка, графосинтаксические конструкции, средства комментирования позволяют писать программы с хорошо обозримой управляющей структурой. Язык обладает сравнительно небольшим набором команд (четыре элементарные операции и пять управляющих конструкций), однако набор стандартных функций в нем такой же, как и в языке БЕЙСИК. Язык позволяет в полном объеме работать с символьной информацией, получать сложные графические изображения, эффективно работать с динамической графикой, вводить и выводить алфавитно-цифровую информацию, осуществлять музыкальный вывод.
Настоящая версия системы ДИУС разработана для ПЭВМ АГАТ и написана на языке ассемблера 8-разрядного микропроцессора 6502, который обладает достаточно традиционной для 8-разрядных процессоров архитектурой, поэтому можно говорить об адаптации системы ДИУС к другим ПЭВМ, используемым в сфере образования.
637002, Павлодар, ул. Мира 60, Павлодарский пединститут; тел. 75-29-95.ЛИТЕРАТУРА
1. Звенигородский Г. A., Глаголева H. Г., Земцов П. A., Налимов E. B., Цикоза В. А. Программная система "Школьница" и её реализация на персональных ЭВМ // Микропроцессорные средства и системы.- 1984.- N 1.
2. MSX-LOGO Reference manual. Logo Computer System Inc., 1985.- 142 p.
3. Williams G. Logo for the Apple II, the Tl-99/4A and the TRS-80 Color Computer // Byte.- 1982.- Vol.7,- N 8,- P. 163-193.
4. Научная программа психолого-педагогических исследований по проблеме "Новые технологии обучения и развития детей" // Информатика и образование,-1989,- N 4.- С. 3-6.
5. Ершов А. П., Звенигородский Г. A., Первин Ю. А. Школьная информатика (концепции, состояние, перспективы).- Новосибирск, 1979.- 52c.- (Препринт / АН СССР. Сиб. отделение. Вычисл. центр; N 152).
6. Иванов А. Г., Карпова А. В. Перспективы применения языка Лого в обучении.- M.: Наука, 1987,- С. 80-88.
Статья поступила 31.08.89
* * *
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *