Программирование для школьников. Обучение

Учебные языки программирования - языки программирования и среды программирования, предназначенные для пропедевтики алгоритмизации, программирования и развития операционного (алгоритмического) мышления у детей.

Существующие пропедевтического курса ("Ступеньки к информатике", "Сокровищница знаний") имеют в своем составе средства для развития операционного и алгоритмического мышления - исполнители "Ракушка", "Осьминожка", "кенгуренка", использование которых целесообразно в 2-4 классах младшей школы. Вместе с тем не существует программ пропедевтики программирования в 5-6 классах. Применение в этих классах "взрослых" языков программирования не является целесообразным, поскольку у детей еще слабые навыки абстрактного мышления, необходимые для полноценного программирования, т.е. необходимо использовать языки и среды программирования, специально разработанные для обучения, с учетом психофизиологического и интеллектуального развития детей - учебные языки программирования, большинство из которых являются начальным или промежуточным звеном перед работой в средах программирования профессионального уровня. У старших классах в изучении программирования преобладает Паскаль. Это обусловлено, прежде всего, существующими пособиями по информатике, которые направлены на использование определенного типа программы - Free Pascal, ABC Pascal, ALGO, средства объектно-ориентированного программирования Delphi.

Языки программирования для школьников для детей

• LightBot - игрушечное среду для самых маленьких (можно использовать с 5-6 лет). Необходимо запрограммировать движение "виртуального" робота. Несмотря на простоту, с помощью LightBot можно не только формировать операционное мышление ребенка, но и изучать такие понятия программирования, как подпрограммы-процедуры.
• RoboMind - простое среда программирования, которая позволяет начинающим программировать поведение "машинки"-работа. Здесь в доступной форме изучаются популярные методы программирования и основы "искусственного интеллекта". Робот может программироваться на разных языках.
• Karel, Karel + +, Karel J. Robot - языка для начинающих, они используются для составления программ управления "роботом". Karel использует собственный язык программирования, Karel + + - язык программирования C++, Karel J. Robot - версия Karel на Java.
• Guido van Robot - роботом управляют с помощью программы (как в Karel J. Robot), за синтаксисом похожим на Python. Это свободно расширенная программа, работа с которой может быть началом к изучению любого языка программирования.
• Greenfoot - учебная, объектно-ориентированное Java-среду, разработанное прежде всего в учебных целях. Greenfoot позволяет разрабатывать программы для моделирования и диалоговые игры.
• Little Wizzard - среда программирования для детей, предназначенное для изучения основных элементов программирования в начальной школе. Используя только мышку, дети получают возможность составлять программы и изучать такие понятия, как переменные, выражения, ветвления, условия и логические блоки. Каждый элемент языка программирования представляет собой интуитивно понятный символ.
• Peter - средство визуального программирования, предназначенный для простого и быстрого создания приложений для Windows 95/98/NT/ME/2000/XP. Принцип работы похож на разработку графической презентации с созданием программной структуры для управления объектами. Составление программы несколько напоминает составление головоломки из отдельных частиц.
• Стрелка - программа - тренажер для развития алгоритмического мышления и формирования навыков составления управляющих алгоритмов.

• Ступеньки к информатике - пропедевтический курс, предназначенный для учеников 2 - 4 классов. При его изучении учащиеся овладевают основными навыками работы с компьютером, развивают логическое мышление, путем работы с обучающими программами получают компьютерную поддержку знаний и навыков, приобретенных на других уроках, учатся использовать компьютер для составления текстов и рисования, знакомятся с понятием алгоритма, основными алгоритмическими структурами и учатся составлять алгоритмы различных действий, развивают свои способности.

• Logo - язык, который был специально разработан с целью обучить детей программированию. В современных реализациях Logo виртуальный агент под названием «ракушка», перемещением которого можно программно управлять, используется для того, чтобы сделать программирование привлекательным для детей, сосредотачивая их внимание на построении изображений с его ("ракушки") помощью. Logo разрабатывался как для того, чтобы помочь детям выучить основные понятия программирования, так и для их интеллектуального развития в мире, где все более доминируют информационные и коммуникационные технологии. На сегодня Logo успешно применяются в различных сферах - от начального знакомства с компьютером и программированием в школе к изучению проблем искусственного интеллекта и моделирования экологических систем в университетах.
  Logo широко распространен - как вильнопоширювани, так и коммерческие версии среды программирования является практически для любой операционной системы.

• Scratch - визуальный язык программирования, которая была разработана Lifelong Kindergarten Group из MIT Media Lab, для обучения программированию детей, т.е. обучение в смысле "садишься и начинаешь делать что-то интересное". Scratch основан на традициях языков программирования Squeak и Logo. Основная цель этого проекта - научить детей основным понятиям программирования путем создания программ-проектов, содержащих программируемые объекты. Scratch позволяет создавать интерактивные приложения путем комбинирования блоков-команд, привлекая различные графические объекты, изображения, звуки и музыку. Благодаря простоте и достаточно мощным возможностям даже начинающие могут создавать собственные разработки, тем самым получая мотивацию для дальнейшего изучения программирования. Вокруг Scratch сложилась международное сообщество, членами которого может быть каждый, кто программирует в этой среде.
• Etoys основан на идее программируемых виртуальных объектов, которые существуют и взаимодействуют в "мире", размещенном на экране монитора компьютера.Основные идеи учебно-развивающих сред таких как Etoys и Scratch : "все окружающее являются объектами"; программа - это уже не текст, который компилируется, а лишь потом "выполняется", а "живое море объектов, с каждым из которых возможно общаться ". Работа в среде можете "общения" с этим "живым морем" - есть возможность рассмотреть и изменить любой объект; процесс разработки и процесс выполнения является нераздельным. Etoys обеспечивает простое и одновременно мощное среду разработки с идеологией "объектной модели "для различных объектов, созданных пользователями, которые могут включать 2D и 3D-графику, изображения, текст, веб-страницы, видео, звук и MIDI, возможность совместно работать с другими пользователями Etoys в реальном масштабе времени, как в локальной сети, так и через Интернет. Графическая среда используются не только для изучения детьми понятий программирования, но и может быть использовано для моделирования физических явлений, решения математических упражнений и т.д.. Etoys многоязычное, оно успешно используется в США, Европе, Южной Америке, Японии, Кореи, Индии, Непале и многих других странах для работы с детьми 9-12 лет.
• Squeak - современная, открытая, полнофункциональная реализация среды и объектно-ориентированного языка программирования Smalltalk. Squeak используется как средство для создания чрезвычайно широкого диапазона проектов - от мультимедийных приложений и разнообразных образовательных платформ (таких как Scratch и Etoys) к разработке веб-серверов. Программные средства, разработанные с помощью Squeak, чрезвычайно легко переносятся в среду любой операционной системы, поскольку код программы выполняется (интерпретируется) "виртуальной машиной" Squeak - эта технология была заимствована при разработке языка программирования Java.

• BASIC - язык, который был разработан 1964 для обеспечения работы с компьютерами студентов-неспециалистов. Он стал довольно популярным с конца шестидесятых годов, а в конце семидесятых и начале восьмидесятых годов - стандартным языком программирования для персональных компьютеров. BASIC была направлена именно на потребности изучения программирования: речь должна была быть чрезвычайно простым для использования начинающими, иметь возможность разработки диалоговых программ, обеспечивать достаточно быстрое выполнение программ и понятные сообщения об ошибках в них, не требовать знаний аппаратной строения компьютера или вызовов операционной системы. На сегодня BASIC продолжает быть языком, который довольно часто применяют для обучения программированию, несмотря на определенную критику со стороны специалистов-программистов.
• Visual Basic.NET является свободно доступным для загрузки средой программирования.
• SmallBASIC - ограниченная версия Visual Basic, которая была разработана как "первую" язык программирования, с целью легкого ее изучения, в этом языке есть всего лишь 15 команд-операторов. С помощью специфических библиотек объектов можно создавать различные приложения - от игр до сетевых. Система использует Microsoft Visual Studio IDE, чтобы обеспечить авто-завершение команд и контекстночутливу справку.
• Gambas - свободно расширенный аналог Visual Basic. Его используют для программирования и изучения BASIC в среде операционной системы Linux.
• BASIC-256 - легкий вариант BASIC, разработанный именно для изучения детьми основ компьютерного программирования. Для обеспечения понимания программного управления он использует традиционные управляющие BASIC-структуры (gosub, циклы, goto). BASIC-256 имеет встроенный графический режим, который позволяет учащимся создавать изображения на экране за несколько минут.
• SiMPLE - система разработки программ которая была создана чтобы обеспечить возможностями простого программирования для каждого, особенно для непрофессионалов. SiMPLE несколько похожа на AppleSoft BASIC. SiMPLE имеет встроенный компилятор, кроме того SiMPLE позволяет пользователям создавать собственные библиотеки функций. "SiMPLE" - общее название трех несколько различных языков програмуванння: Micro-SiMPLE, в которой используются только 4 команды-операторы, и Pro-SiMPLE и Ultra-SiMPLE, имеющие по 23 операторы.
• Baltie - учебное графическая среда и средство программирования для детей и молодежи. Baltie не делает никаких особых требований к знаниям детей, благодаря чему эта среда используется во многих странах для изучения программирования в основной школе. Новая версия Baltie 4 полностью поддерживает программирование в C#.
• Kid's Programming Language (Phrogram) - язык программирования и интегрированное развивающую среду разработанное 2006 года. Имеет развитые средства для работы с графикой и звуком, используя их для разработки игр и учебного программного обеспечения. KPL является упрощенной структурной языке программирования, в которой есть такие компоненты, как классы и методы. Средство разработки приложений похож на современные IDE, такие как Eclipse или Visual Studio.NET.

• Pascal - самый известный язык, который был разработан именно с учебной целью. От конца семидесятых до восьмидесятых годов Pascal был основным языком при изучении информатики (программирование) как в Соединенных Штатах, так и в Европе. Его использования для обучения программированию и на сегодня очень большая, несмотря на исключительно образовательное направление этого языка программирования, и на растущую конкуренцию со стороны C, Java и Python.
• AgentSheets - среда для программирования, разработки игр и моделирования явлений, инструмент, достаточно простой для понимания учащимися общеобразовательной школы, и достаточно мощный, чтобы позволить учеными космического агентства НАСА создать модель полезной нагрузки корабля "Шаттл". С помощью AgentSheets можно создавать как игры (анимация, взаимодействие, звук, синтез и распознавание речи (на компьютерах Mac)) и научные приложения (построение изображений и графиков, распечатка электронных таблиц, построение 3D-изображений (Mac)).
• Alice - бесплатное среда программирования в котором программируется поведение управляемого объекта. Среда имеет современный интерфейс IDE и возможность работать с 3D-объектами. Потенциальные пользователи - ученики, однако специалисты признают его учебное и развивающее значение.
• Stagecast Creator - визуальная система программирования. Пользователи размещают объекты на экране и формируют для них правила поведения. Таким образом можно создавать презентации, динамические модели явлений, игры, диалоговые истории.

Применение учебных языков программирования не является альтернативой изучению традиционных языков программирования в старшей школе - они являются лишь средством пропедевтики, средством формирования алгоритмического стиля мышления учащихся (по А. П. Ершовым).

Распределение по возрасту детей