Всё о Logo Мирах

Карагандинский  Экономический Университет                                                                                                                 

                            Казпотребсоюза   

                                                                      Кафедра: ИВС 

        Реферат               

               Тема: «Всё о Logo Мирах» 
 
 
 
 
 

                                                Выполнила: Бижанкызы К. Ю14

                                                Проверил: Губин К.А. 

План:

1. Введение
2. История появления языка Лого
3. Анализ сред Лого
4. Основные достоинства и недостатки среды Лого
5. Решение вычислительных задач в среде Лого Миры
6. Заключение

1. Лого – это среда программирования и средство для моделирования различных задач и исследований. Объектами исследований преподавателей и учеников, в этом направлении могут быть их собственные исследования о животных и растениях, о мире психологии, мире физиологии человека, мире биологии клетки, а также химии, физики, математике, изобразительного искусства и других сфер деятельности.В любой среде программирования реализуются основные алгоритмические конструкции, развивающие алгоритмический стиль мышления, важность которого отмечена Н.М. Амосовым, Н.Н. Моисеевым, А.Н. Лонда и другими учеными.[ ] Ими подчеркивалась необходимость разработки алгоритмов для развития мышления школьников. Они показывали, что с помощью алгоритмов можно не только организовывать мыслительную деятельность, но и описывать процессы.Алгоритмы возникают не только в ходе описания какого-либо процесса (физического, химического, биологического, математического), но и в управлении, воспитании, во всей социальной сфере жизни человека. Именно это и доказывает необходимость их введения в обучение. Таким образом, алгоритм – это не программа-шаблон, а механизм, согласно которого функционирует, развивается любая самоорганизующая система. Некоторые алгоритмы человек осваивает самостоятельно, другие требуют обучения.Фундаментальное понятие информатики - «алгоритмизация», имеет большое значение не только в теории информатики, но и в теории самореализации в развитии ученика.Объем минимального содержания базового курса информатики включает в себя блок «Алгоритмы и исполнители». Алгоритмизация - одно из мощных средств развития мышления учащихся.

Изучать основные базовые конструкции можно по-разному: с помощью исполнителей [ ], специально разработанных учебных алгоритмических  языков [  ], реальных языков программирования Одно из перекрестных средств знакомства учащихся с основными алгоритмическими конструкциями является язык Лого.В последнее время язык программирования Лого завоевывает все большую популярность и не только в начальной или средней школе, но и в колледжах, университетах, да и просто в среде любителей интеллектуального досуга.Лого – один из самых доступных языков программирования для персональных компьютеров. Это диалект ЛИСП, языка, применяемого в сложнейших исследовательских проектах в области вычислительной техники и искусственного интеллекта. Не случайно Лого оказался более гибким языком, чем Паскаль или С++.Язык Лого – это язык программирования и вместе с тем особая обучающая сфера. Язык этот по синтаксису предельно прост и близок к естественному. В то же время он обладает мощными современными средствами, формирующими культуру мышления и позволяющими создавать программы очень лаконичные, прозрачные по структуре и эффективности.Поэтому целесообразно использовать этот язык при изучении базового курса информатики. В связи с этим становится очевидным актуальность предлагаемой работы.Объект исследования – процесс обучения базовому курсу информатики.Предмет исследования – методика преподавания алгоритмизации на базе языка Лого.Цель работы – определение роли и месте вычислительных задач, решаемых в среде Лого Миры при изучении алгоритмизации. 

       Основные  задачи исследования:

1.   Освоить  среду Лого Миры

2.   Определить  банк традиционно решаемых вычислительных  задач при изучении алгоритмизации.

3.   Разработка  программ для решения вычислительных  задач на языке Лого.

4.   Проанализировать  решение вычислительных задач  на языке Лого.

Данная выпускная  работа состоит из:

·     Введения.

·     Двух глав.

·     Заключения.

·     Списка литературы, используемой при написании работы.

·     Приложений.

К работе прилагается  дискета со следующим содержанием. 
 
 
 
 
 
 

2. История появления  языка Лого

"Лого - это  философия образования и непрерывно  развивающееся семейство языков, реализующих эту философию".[   ]

Основные педагогические идеи применения Лого, а также первые версии Лого-систем были разработаны  профессором Сеймур Пейпертом (Seymour Papert) в Массачусетском Технологическом  Институте в 60-х годах. В 1967 году группой  профессора Пейперта совместно с группой Уоллеса Фойрцайга работавшей в фирме Bolt, Beranek, and Newman, была создана первая версия Лого.

Широкое распространение  Лого связано с развитием персональных компьютеров в конце 70-х годов. Ряд компаний, таких, как, например, Terrapin Software, начал коммерческое распространение различных версий Лого. Одним из лидеров в этой области является основанная в 1980 году фирма Logo Computer Systems Inc. (LCSI), совет директоров которой возглавляет профессор Пейперт.

В 1985 году компания Logo Computer Systems Inc. начала распространять новую версию Лого - программу LogoWriter. Эта программа была признана одной из самых удачных, достаточно сказать, что в 1990 году система LogoWriter была названа читателями журнала Classroom Computer Learning лучшей образовательной программой десятилетия. Программа LogoWriter была переведена на десятки языков мира и была реализована на разных компьютерных платформах. В 1987 году Институтом новых технологий образования (ИНТО) была создана русская версия этой программы для компьютеров IBM, которая успешно распространяется.

Принципиально новые идеи были реализованы в  середине 80-х годов в системе LEGO TC Logo (совместной разработке фирмы LEGO и LCSI), которая являлась расширением  системы LogoWriter, однако в ней можно  было управлять не только черепашками на экране, но и реальными роботами, собранными из деталей LEGO и подключенными к компьютеру.

Активная работа в области Лого продолжается и  в настоящее время, а программа  является русской версией программы MicroWorlds, разработанной в LSCI, 1993 г. и ПервоЛого (совместная разработка LCSI и ИНТ, 1996 г.). Среда Control Lab (разработанная компанией LEGO Dacta, русская версия программы называется ЛЕГО-Лаборатория и распространяется Институтом новых технологий образования) является естественным развитием идей, заложенных в системе LEGO TC Logo. Возникают и новые перспективные области исследований: среди таких проектов, например, LEGO-роботы (Programmable Brick) - дальнейшее развитие систем LEGO TC Logo и Control Lab, позволяющее создавать автономные роботы, управляемые миниатюрным специальным компьютером.

Лого, конечно, отнюдь не сводится к созданию и распространению  компьютерных программ. Существует мировое  сообщество преподавателей и исследователей, заинтересованных в развитии и распространении педагогической философии Лого. Публикуется различная литература, посвященная как проблемам использования Лого в преподавании конкретных школьных дисциплин (таких как математика, язык и т.д.), так и общим вопросам использования Лого в школьном и внешкольном образовании. Уже более 10 лет в США существует специальная некоммерческая организация Logo Foundation, координирующая деятельность мирового Лого-сообщества.

Институтом новых  технологий образования рассматривается  поддержка и развитие Лого-сообщества в России в качестве одной из своих основных задач. Институт разрабатывает и распространяет программы, основанные на Лого, а также различные методические и учебные материалы, связанные с Лого, который является не только языком программирования, но и языком общения. 

3. Анализ  сред Лого

Для чего вообще изучать программирование, а следовательно  среду программирования? Очевидно, что процесс  проектирования программ - это процесс  решения проблем  человеком, подобно  другим процессам  решения проблем  в науке и технике. [Кузнецов И.Н.]

Программирование  в компьютере подразумевает описание некоторой проблемы на определенном языке и последующее  многократное моделирование с целью проверки модели и решения проблемы. Эффективное  описание проблемы для моделирования  требует развитого объектного мышления.

Правильно организованное обучение с использованием среды  программирования развивает алгоритмическое  и логическое мышление в естественной для этого обстановке; дает опыт работы с разными моделями; знакомит с общими принципами и методами программирования, что позволяет учащимся адаптировать приобретенные навыки при освоении других программных сред. [КИН]

Не должно быть изучения программирования без изучения конкретной программной среды. Выбор  языка программирования осуществлялся по следующим критериям: мощность, достаточность, простота и элегантность.

Мощность языка  должна  позволять при использовании  его для решения проблемы сосредоточиться  целиком на ней, а не на языковых конструкциях. В Лого описание проблемы формулируется  буквально в  терминах этой проблемы и не требует переключаться  на  языковую специфику. Отсутствие в Лого  жесткого контроля за ошибками программиста, вызывающее незаслуженные нарекания, на самом деле является не недоработкой среды, а сознательно запланированной ее особенностью, направленной на предоставление максимальной свободы для творчества при формулировании проблемы. [КИН]

Характеристика  достаточности свидетельствует  о нежесткой настроенности на вычислительные ресурсы компьютера. Фактически здесь система полностью скрыта от использующего ее и не отвлекает от проблематики задачи.

Простота языка  выражается в неограниченных возможностях реализации мнемоники, а естественная для него процедурность позволяет  на деле формировать соответствующие  черты мышления учащихся.

Лежащая в основе языка рекурсивность дает реальную возможность учащемуся создавать программы. Развитые возможности структур данных  превосходят многие известные языки, и позволяет на первое место выводить вопрос о структуре данных при разработке алгоритмов.

Перечисленные характеристики хорошо укладываются в идею о разработке специального языка для решения конкретного класса задач, что позволяет говорить об объектном подходе к проектированию программ.

Выбор именно этого  программного продукта обоснован следующими требованиями к  среде, развивающей абстрактное и любое другое мышление:

· наличие очевидных  инструментов манипулирования понятиями;

· возможность  усложнения инструментов по мере усложнения понятий;

· наличие средств, увеличивающих эмоциональное восприятие (мультимедиа вложения);

· возможность  использования объектного (системного) подхода;

Сам по себе объектный  подход  это -  идея, метод познания. На любом языке программирования можно показать такой подход, если учитель владеет им и предъявляет  соответствующие требования к технологии разработки программ.

Объектно-ориентированное  программирование возможно только в  средах, имеющих для этого встроенные инструменты.

Классическая  среда, разработанная для ОС DOS, - система Logo Writer – очень хорошо приспособлена  для реализации объектного подхода при минимальной сложности языка программирования, является универсальной учебной компьютерной средой на базе языка Лого для дошкольного и начального школьного образования. В систему входят: текстовый, графический и музыкальный редакторы, возможность записи звука с микрофона и образное программирование с помощью пиктограмм. Система сочетает эти богатые возможности с простым графическим интерфейсом, благодаря которому ее пользователями могут быть дети от 4 лет.

Другая версия программного продукта - Лого Миры является объектно-ориентированной  средой, предназначенной для использования в средней школе, является мультимедийной средой, универсальным инструментом на базе языка Лого - распространенного и эффективного педагогического средства, развивающего умение решать задачи, познавательные способности и творческое мышление детей. Эта программа, интегрирующая новейшие мультимедийные технологии, программирование и Интернет - возможности, предназначена для создания собственных проектов на любую тему. 

4. Основные  достоинства и недостатки среды  Лого

Язык программирования Лого стал широко использоваться, и  приобрел популярность в начальной, средней школе, в колледжах, университетах  и для людей, занимающихся самообразованием. Это справедливо не только для  зарубежной системы образования, но и для российской. Чтобы убедиться в этом, достаточно просмотреть журналы "Информатика и образование" за последние пару лет.

Что же вкладывается в понятие «мощный язык программирования»? Это качество не означает, что язык позволяет писать программы, выполняющие что-либо, не доступное другим языкам. В этом смысле все языки схожи. Если можно написать программу на Лого, то ее можно написать на Паскале или Бейсике.

Мощность языка  программирования - это мера того, насколько  язык помогает сконцентрироваться, в первую очередь, на конкретной проблеме, которую нужно решить, а не на преодолении ограничений, накладываемых самим языком. Например, для. С, Паскаля, Java и всех других языков, «выросших» первоначально из Фортрана, программист должен очень точно определять, что, как, и где хранится в памяти компьютера. Если нужно собрать 20 чисел вместе и рассматривать их как один объект, для этого «определяют массив», заявив заранее, что в нем будет храниться в точности 20 чисел. Очень плохо, если в последствии массив будет состоять из 21 числа. Также решается заранее, что массив будет содержать только целые числа, или числа с дробной частью, или же это будет символьный массив, и нельзя смешивать данные разных типов в одном массиве. Для Лого процесс размещения данных в памяти компьютера является полностью автоматическим. Если программа создала список из 20 чисел, память для его хранения отведется автоматически. Если позже добавить 21-е число, это также делается автоматически. [  ]

Более мощные языки базируются на конкретных математических моделях и реализуют эти модели в полной мере. Например, АПЛ базируется на идее матричной обработки; Пролог - на исчислении предикатов (раздел математической логики). Лого, как и ЛИСП, базируется на идее композиции функций (composition of functions). [   ]

Черепашка Лого живет в компьютерном мире, но ее поведение управляется командами  понятными каждому ребенку. Язык Лого дал начало целому семейству  обучающих средств. В одном из ветвей этого семейства в последние  годы произошло возвращение к физическим управляемым моделям. При этом качественное отличие от робота-родоначальника состоит в том, что сегодня разнообразные управляемые модели собираются самими учениками из наборов Лего.

Язык Лого –  заместительное средство для моделирования чего угодно. В распространении от одного до четырех исполнителей – черепашек, которые могут менять свою форму, создавать рисунки, двигаться по любым траекториям с разными скоростями, сообщить данные о той области экрана, где они находятся.

К его преимуществам  можно отнести:

·           возможность написания команд и  идентификаторов, как на русском, так  и на английском языке, как в полной, так и в сокращенной форме;

·           крупный шрифт, уменьшающий напряжение глаз при работе;

·           легкость написания динамических программ и программ для работы с текстовой информацией;

·           наличие не одной, а 4-х черепашек, что позволяет легко создавать  несложные игровые программы  с небольшим числом персонажей;

·           возможность использования внешних процедур, что способствует развитию умения работать с библиотекой алгоритмов;

·           низкие требования к аппаратуре и  совместимость с широким кругом IBM-совместимых компьютеров.

Но, как у любого продукта, у этой системы проявились и отрицательные стороны:

·   невозможность  визуально отличить русские буквы  от латинских, что порождает множество  ошибок;

·   не полная совместимость с IBM-стандартом на клавиатуру;

·   отсутствие готовой помощи (хотелось бы, чтобы  в новой версии была контекстно-зависимая помощь и гипертекстовый справочник);

·   отсутствие строки подсказки (назначений ключей);

·     ограниченное число черепашек;

·     неестественность логических связок;

·     наличие только одного вида циклов - цикла Repeat.

Лого является прекрасной средой, помогающей освоить основные элементы программирования - переменные, функции, типы данных и другие. Среда Лого играет большую роль при изучении в старших классах универсальных языков программирования, таких как Паскаль. [Лысиков А.И.]  В тоже время Лого является прекрасным средством для развития мышления и самостоятельных исследований в самых разных интеллектуальных областях и с различными уровнями сложности. 
 

5. Решение вычислительных задач в среде Лого Миры

Эту версию известной  программы Лого Миры можно назвать мультимедийное Лого, а также - Интернет-Лого. Прежние возможности Лого Миров теперь дополнены новейшими технологиями, предоставляемые современными мультимедиа-компьютерами. В частности, можно вставлять в работы фрагменты аудио  - и видео-записей, QuickTime-звуки и фильмы. Работу, сделанную в ЛогоМирах 2.0, можно легко "опубликовать" в Интернет. Специальное приложение (Web-плеер) позволит посетить страницу проекта прямо в сети через браузер. С момента своего рождения в 1967 году в Лаборатории Искусственного Интеллекта Массачусетского технологического института язык программирования Лого, сохраняя, неизменными свои основные черты, постоянно развивается и совершенствуется. Особенно популярен Лого как начальный язык программирования. Благодаря таким его качествам как доступность языка, быстрое написание программ, наглядность, т.е. к составлению программ учащийся может приступить, в начале обучения. Однако Лого используют и профессиональные программисты.

Язык системы  Лого Миры представляет собой неформальное описание языка программирования Лого. Язык Лого, как и большинство языков программирования, имеет много диалектов. Примитивы Лого Миры включает в себя описание всех примитивов (основных команд и операций) языка Лого. 
 
 

6. Заключение

В завершении хотелось бы отметить, что задачи, поставленные в выпускной работе, были решены, а именно:

-     освоена  среда Лого Миры;

-     определен  банк традиционно решаемых вычислительных  задач при изучении алгоритмизации;

-      разработаны алгоритмы и программы для решения вычислительных задач на языке Лого.

-     проведен  анализ решения вычислительных  задач на языке Лого

Таким образом, цель данной выпускной работы достигнута.

В дальнейшем банк задач будет пополняться и  данную методику решения вычислительных задач планируется использовать в средних общеобразовательных школах.

Данная работа будет полезна как студентам  при подготовке к теоретическим, так и к практическим занятием по изучению среды Лого Миры и программированию на языке Лого, так и преподавателям, использующим пакет Лого Миры в своей работе. Так же поможет преподавателям разнообразить свои уроки, сделать их более эффективными в развитии познавательных процессов логического мышления, внимания, воображения, памяти, как младшего, так и старшего возраста. 

Аннотация

Данная выпускная  работа на тему: “Организация изучения основных алгоритмических конструкций  в среде Лого Миры”.

Объект исследования – процесс обучения базовому курсу  информатики.

Предмет исследования – методика преподавания алгоритмизации на базе языка Лого.

Цель работы – определение роли и месте  вычислительных задач, решаемых в среде  Лого Миры при изучении алгоритмизации.

Основные задачи исследования:

·     Освоить среду Лого Миры

·     Определить банк традиционно решаемых вычислительных задач при изучении алгоритмизации.

·     Разработка программ для решения  вычислительных задач на языке Лого.

·     Анализ решение вычислительных задач  на языке Лого.

Таким образом, цель данной выпускной работы достигнута.

Выпускная работа будет полезна как студентам при подготовке к теоретическим, так и к практическим занятием по изучению среды Лого Миры и программированию на языке Лого, так и преподавателям, использующим пакет Лого Миры в своей работе. Так же поможет преподавателям разнообразить свои уроки, сделать их более эффективными в развитии познавательных процессов логического мышления, внимания, воображения, памяти, как младшего, так и старшего возраста.