Телекоммуникации в среде Лого: многообразие сообщений
Патаракин Евгений Дмитриевич
Переславль-Залесский, ИПС РАН.
Введение
Телекоммуникационные средства служат оперативному взаимодействию людей, объединенных общими интересами и сходными проблемами. Проект MIT Telecom объединяет учеников, учителей и исследователей использующих в своей практики Лого-подобные среды и разделяющих идеи конструктивного обучения. Язык Лого, созданный в 1968 году объединенными усилиями MIT и BBN, к настоящему времени разделился на множество программных средств, представляющих среду обучения Лого. В качестве основного методологического принципа обучения в этой среде Сеймур Пейперт выдвинул принцип конструкционизма. Согласно этому принципу построение интеллектуальных структур осуществляется учеником наиболее эффективно в том случае, если ученик вовлечен в создание реального конечного продукта: замка из песка, машины, книги или компьютерной программы (1).
Международное сообщество Лого информационно поддерживается за счет регулярных печатных изданий (LogoExchange, LogoUpdate), очных и дистанционных конференций. В России среда Лого не получила широкого распространения в силу целого ряда причин, в первую очередь из-за консерватизма образовательной системы (2). С появлением телекоммуникационных возможностей на Лого следует обратить особое внимание в связи с выразительным богатством этой среды, широким кругом образовательных вопросов, которые могут быть рассмотрены в ее рамках.
В 1992 году ИПС РАН начал разработку информационной образовательной сети (3). Существенным разделом в реализации этой сети стал совместный проект Института Информатизации России и Института Программных Систем. Целью проекта было исследование образовательных возможностей телекоммуникаций в среде Лого и телекоммуникационное объединение российских пользователей Лого (4). В июле 1993 года участники проекта из различных городов России (Москва, Санкт-Петербург, Череповец, Ярославль, Нижний Новгород, Саранск, Омск, Норильск) приняли участие в двухнедельном семинаре международной компьютерной школы (МДКШ) в Переславле-Залесском. Школа имела телекоммуникационный доступ к сети Internet, материалы школы могли распространяться по образовательной сети ТВ-ИНФОРМ. С нашей точки зрения, семинар представлял собой модель российского информационного Лого сообщества. Эта модель позволяет судить о разнообразии сообщений, которые поддерживает обучающая среда Лого, перспективах ее развития. В структуре семинара существовало несколько небольших секций. Секция объединяла одного или нескольких преподавателей и 10 - 20 школьников в возрасте от 9 до 15 лет. Каждая секция готовила сообщения по своей тематике. Эти сообщения могут быть объединены в следующие разделы:
новые программные средства Лого;
библиотеки процедур;
игры в Лого;
документы, демонстрации и мультфильмы;
Лого и психология;
моделирование животных, растений и их сообществ;
Лого и внекомпьютерная деятельность;
Работа целой секции была посвящена исследованию языка LogoExpress, который наряду со стандартными возможностями LogoWriter (исключая графику), содержит команды, поддерживающие телекоммуникационное общение. Рабочая группа (возраст участников 14 - 15 лет):
подготовила описание телекоммуникационных возможностей LogoExpress (на основе фирменной документации);
решила проблему передачи по сети русских букв;
реализовала программа, обеспечивающая работу в режиме CHAT.
Секция "Quest" в качестве базового средства для реализации своих проектов использовала бета-версию MSWindows Logo. Это чрезвычайно интересный продукт, позволяющий наряду с привычными возможностями Лого использовать функции Windows и графику в формате .BMP. Заключительное сообщение группы содержало текст лекций по работе в системе MSWindows Logo и библиотеку процедур, связанных с мультипликацией в этой среде.
В ходе работы секции игр было создано новое программное средство, позволяющее переносить формы Черепашки из одной библиотеки .SHP в другую. Учителя, сталкивавшиеся с проблемой создания общего набора форм силами нескольких учеников, наверняка по достоинству оценят эту новинку.
Наибольшее внимание было уделено процедурам, облегчающим сохранение и передачу информации в виде текстовых файлов. Еще до начала семинара между участниками проекта было достигнуто соглашение о том, как передавать тексты программы, библиотеки форм, графические изображения. В ходе семинара наибольший интерес вызвало сообщение секции "Графема" о сканировании графических изображений при помощи Черепашки Лого и запоминания итогового списка в виде ASCII файла. Такой способ сохранения информации перспективен при передачи небольших участков изображения, вращения, видоизменения этого участка, подготовки гипертекстовых документов, передачи изображений по сети и т.д. Несвязанные с сохранением и передачей информации библиотеки представлены в итоговых сообщениях следующим образом:
инструментарий для создания игр (управление объектом, перемещение множества объектов);
инструментарий сравнения и сортировки списков;
средства облегчающие рисование.
Тема создания игр чрезвычайно популярна среди школьников самого разного возраста. Эта тема позволяет быстро ввести ученика в мир алгоритмов и управляющих конструкций. Тема игр затрагивалась несколькими секциями. Наиболее простые задачи решались при программировании управления объектом при помощи клавиатуры. Следующий класс задач был связан с построением лабиринтов и сохранением информации о лабиринте не только в виде графической страницы, но и в виде текстового файла. При разработке способов имитации перемещения упралявляемого объекта за счет изменения координат участникам проекта пришлось столкнуться с проблемами рекурсивной обработки списков. Наиболее сложные задачи ставились перед участниками проекта по созданию игры типа Quest. Игра такого типа внешне состоит из множества мест, в которых разворачивается действие. Место описывается синонимичным списком команд, доступных пользователю и синонимичным списком объектов, действия с которыми возможны в этом месте. Объектами при этом являются вещи, которыми можно манипулировать, персонажи, населяющие игру, а также "выходы", соединяющие одно место с другим. Для каждого места создавался набор процедур, реализующих действия в ней. Работа над проектом позволила ученикам познакомиться с организацией зрелищного интерфейса в среде Windows, детально разобраться с правилами построения логических игр, глубже понять конструкции естественного языка. Необходимо отметить, что игры типа Quest и проекты, связанные с реализацией таких игр, очень популярны в МДКШ и составляют отдельное направление компьютерного обучения. Попытки реализовать игру такого типа в среде Лого предпринимались и раньше, но столь мощное средство, как MSWindows Logo для этой цели было использовано впервые.
Работы этого направления базируются на идеях наиболее полно обобщенных в диссертационной работе Идит Харел (5). Согласно концепции Харел, разрабатывая дизайн программы, думая над тем как лучше структурировать и представлять информацию, ученик значительно глубже понимает содержание предмета, лежащего в основании программы. Все конечные продукты, созданные в рамках семинара по этому направлению, имели достаточно сложную структуру. В проекте секции "Графема" школьники создавали общую демонстрационную программу, в которой была собрана текстовая и графическая информация об их родных городах: Ярославле, Переславле, Санкт-Петербурге, Череповце, Нижнем Новгороде. Конечное сообщение секции - гипермедийный документ, объединяещий тексты, рисунки и формы. При демонстрации документа очень эффектно использовалась техника перевода текстовых файлов в разноцветные графические изображения.
В проекте "Метаморфозы" дети иллюстрировали древнегреческие мифы, в которых рассказывается о совершаемых богами превращениях людей в животных или неодушевленные предметы. Ученики сами выбирали наиболее заинтересовавший их мифологический сюжет. При иллюстрации мифов использовались изображение героев мифа, мультипликация, краткий текстовый комментарий к происходящему на экране действию. Среди выбранных детьми сюжетов были:
*сюжет об Афине, превратившей ткачиху Арахну в паука;
*сюжет о нимфе Сиринге, превращенной в тростник;
*сюжеты о боге Дионисе, превратившем морских разбойников в дельфинов, а дочерей царя Миния в летучих мышей;
*сюжет о боге Гермесе, превратившем в скалу старика;
*сюжет о богине Артемида, превратившей охотника Актеона в оленя.
Участвовавшие в работе секции "Восток" русские школьники получали из Японии тексты японских сказок, переводили их в форму мультипликационных фильмов Лого и посылали эти фильмы обратно в Японию.
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 учеников, работавших в этом направлении, были их собственные представления о животных и растениях, мире биологической клетки, героях сказочных и собственных произведений. В ходе Лого-семинара новая версия теста репертуарных решеток в среде LogoWriter была использована для изучения воздействия телевизионной рекламы на внутрений мир человека. В качестве значимых элементов, представляющих мир рекламы были выбраны различные рекламные ролики. Второй проект психологической секции был связан с созданием при помощи специального конструктора в среде LogoWriter плана комнаты 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, так и для компьютерного анализа деятельности ученика. В заключительном сообщении группа демонстрировала различные типы оформления комнаты, устанавливала связи между характером обитателя, числом, цветом и формой предметов в его комнате.
Черепашка Лого в качестве модели для изучения поведения животных или роста растений использовалась во многих исследовательских и учебных проектах (6, 7). В работе секции "Биология" язык LogoWriter использовался для создания компьютерной версии экологической игры. По ходу бескомпьютерного варианта школьники создавали различные несуществующие биологические объекты (рисунки и описания) помещаемые затем в некое гипотетическое "место" с заданными физико-химическими параметрами. На создаваемые организмы накладывались следующие ограничения:
подробное описание функций и свойств организма;
возможность взаимодействовать только с уже появившимися в игре объектами.
После создания десяти таких объектов проводился разбор ситуации, в ходе которого школьникам подробно разъяснялось почему каждый из объектов выживет (не выживет) в предложенном "месте". Затем освободившиеся места объявлялись вакантными. И так до заполнения "места" десятью жизнеспособными объектами связанными друг с другом в некое сообщество. Описание такого устойчивого сообщества являлось коллективным результатом некомпьютерной части проекта.
В ходе реализации компьютерной части проекта школьники создали в среде Logo формы своих организмов и минипрограммы их движения (роста). В дальнейшем эти минипрограммы были использованы в качестве подпроцедур программы, имитирующей взаимодействие различных видов на экране компьютера. Работа над моделированием взаимодействия сообществ помогла ученикам яснее понять последовательность вычислений в среде Лого, принципы организации рекурсивных программ, производящих действия над списками.
Идея использования компьютера в качестве важного элемента декораций при постановке театрализованного представления впервые была воплощена нами в проекте "Компьютерный Театр - Принц Артур". В ходе проекта школьники придумывали героев, населяющих два враждующих королевства, сочиняли их диалоги, при помощи графического редактора рисовали портреты героев и декорации спектакля. В заключение проекта его участники играли сочиненную ими пьесу на фоне компьютерных декораций.
В следующем проекте "Волшебный мир" ученики создавали фантастический мир и заселяли его фантастическими существами. При этом параллельно выстраивались несколько карт. Первая карта выполнялась при помощи графических редакторов и представляла собой географическую карту фантастического мира. Вторая карта выполнялась при помощи методики групповой скульптуры Вирджинии Сатир и отражала взаимоотношения между фантастическими существами. Третья карта создавалась при помощи версии Теста Репертуарных Решеток в среде LogoWriter и отражала представления каждого из участников проекта о созданных группой фантастических существах.
В ходе семинара интеграция Лого среды и внекомпьютерной активности развивалась в двух проектах. В проекте "Кукольный театр" ученики создавали реальных кукол и учились ими манипулировать. Кроме обучения мастерству кукловождения они создавали маски при помощи редактора форм LogoWriter, учились манипулировать "компьютерными куклами" при помощи клавиатуры. Этот проект имел еще одну составляющую, так как участвовавшие в нем американские школьники учили русский текст спектакля и озвучивали заключительное представление (это была сказка "Теремок").
В проекте "Радио-Переславль" одновременно с подготовкой компьютерной презентации проводилась запись и редактирование радиопередачи.
Кроме приведенных направлений в ходе семинара проходила работа небольшого методического семинара для учителей. Приятно отметить, что в рамках этого семинара состоялась первая презентация сборника "Думаем в Лого" С.И. Горлицкой и И.Н. Кузнецовой. Очевидно, что распространение Лого в России во многом тормозится отсутствием русскоязычной методической литературы. Надеемся, что эта книга поможет учителям активнее использовать достоинства Лого и на уроках информатики и при организации междисциплинарных проектов.
Безусловно, приведенные темы не исчерпывают многообразия среды Лого. В рамках семинара никак не были освещены вопросы Lego конструкций и управления такими конструкциями при помощи TC Logo. Год назад благодаря отзывчивости зарубежных коллег мы имели возможность работать с Lego-Logo и убедились в огромном потенциале этого направления. Из за отсутствия необходимой периферии осталась без внимания такая популярная сегодня тема, как музыка в Лого. Мы практически не обращались к математическим проектам, поскольку возможности Лого в этом направлении достаточно широко известны. На наш взгляд, приведенный материал, даже с учетом указанных пробелов, свидетельствует о высоком обучающем потенциале среды Лого, перспективности телекоммуникационного Лого-сообщества учеников, учителей и исследователей. Мы будем рады всем, кто войдет в мир Лого и расширит его границы. Говоря о перспективах развития проекта MIT Telecom в России, можно выделить следующие ближайшие задачи:
поддержка регулярного телекоммуникационного обмена методической литературой, библиотеками форм, процедур и графических изображений в рамках уже существующих направлений и отдельных проектов;
увеличения числа тем, поддерживаемых средой Лого;
подготовка в 1994 году следующего семинара по использованию Лого в обучении.
1. Papert S. in Constructionist Learning. A 5th Anniversary Collection of Papers, Reflecting Report Research, Projects in Progress, and Essays by the Epistomeology & Learning group MIT Media Laboratory 1990. p. 3.
2. Gajdar L., Patarakin E. The provisoes of Logo adaptation in the USSR. Eurologos, V. 1, 1992, pp. 66 - 67.
3. Patarkin E. New Educationa BBS established in Russia. Internet Society NEWS, 1993, vol 1, N. 4 pp. 14 - 17.
3. Patarkin E. BBS UCHCOM - New educational service. International conference on Informational Technology and People. Proceeding.Part II of the ITAP'93 held in Russia, May, 24-28, 1993, pp. 151 - 155.
4. Harel I. Software Design for learning: children's construction of meaning for fractions and Logo programming. Media Technology Laboratory MIT. June 1988.
5. Abelsson H , diSessa . Turtle geometry MIT Press 1987; p. 567.
6. Harris J , Bergey N. To bee is to Dance. The computer teacher N 18 1990; pp. 25 - 28.
Библиотека Виртуальной Пустыни в 2003 году является частью сетевого проекта
"Нижегородские ресурсы коллективного авторства"
и развивается
при финансовой поддержке Управления образовательных и культурных программ
Государственного Департамента США в рамках Программы
"Обучение и доступ к Интернет",
реализуемой на территории Российской Федерации Представительством некоммерческой
корпорации "Прожект Хармони Инк." (США).
Точка зрения, отраженная текстах сайта может не совпадать с точкой зрения
Управления образовательных и культурных программ Государственного Департамента
США или Некоммерческой корпорации "Прожект Хармони Инк.".