Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022)

Материал из 0x1.tv

Короткая ссылка: 20220519D
Докладчик

Пандемия продемонстрировала необходимость создания и расширения дистанционных образовательных решений с доступом через интернет.

  • В докладе сформулирована необходимость поддержки школьного алгоритмического языка (цифровой образовательной среды КуМир) в качестве web-приложения.
  • Рассмотрены вопросы интеграции компилятора КуМира в цифровую образовательную платформу (ЦОП) Мирера, изложен опыт преподавания курсов по информатике и программированию на школьном алгоритмическом языке с использованием ЦОП Мирера.
  • Предложены пути дальнейшей интеграции КуМир и ЦОП Мирера с поддержкой единой системы аутентификации, автоматизированной проверкой выполненных заданий в ЦОП Мирера и визуализацией графических результатов.

Видео

on youtube

Презентация

Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022).pdf

Thesis

Введение

В сентябре 1985 года в 9—10-х классах школ СССР появился новый предмет «Основы информатики и вычислительной техники». Изначально предполагалось преподавать в так называемом «безмашинном» варианте, когда программы на школьном алгоритмическом языке записывались на доске и в тетрадях. Этот язык с национальной лексикой для записи алгоритмов был предложен академиком А.П.Ершовым[1]. Компьютерной альтернативой школьному алгоритмическому языку предполагался разработанный в Новосибирском Университете и Сибирском отделении АН СССР язык Рапира. В это же время на механико-математическом факультете МГУ им. М. В. Ломоносова был разработан редактор-компилятор «Е-практикум», позволяющий решать задачи из учебников на компьютерах, используя школьный алгоритмический язык. Впоследствии практикум был существенно доработан, например, в него были включены виртуальные исполнители «Робот» и «Чертежник»[2], появившиеся в новых вариантах учебников по информатике. Эта цифровая образовательная среда носит имя «КуМир», имеет широкое распространение, работает на всех настольных компьютерах, и эта разработка сейчас поддерживается и свободно распространяется ФНЦ НИИСИ РАН[3].

Постановка проблемы

Последние годы всё больше внимания направлено на дистанционные формы обучения. Массовые открытые онлайн-курсы, пик популярности которых пришёлся на второе десятилетие 21 века, также требуют включение цифровых образовательных сред в контент. Необходимы такие средства, как автоматическая проверка заданий, проверка на антиплагиат и многое другое. Для подобных систем целесообразно использовать серверные решения, предоставляя обучающимся доступ к заданиям и тестирующим системам через интернет. Кроме того, веб-приложения не нужно устанавливать на свой компьютер, тем самым ученики не привязаны к конкретному рабочему месту и могут продолжать выполнять задания в транспорте, по дороге домой, используя смартфоны и планшеты с доступом в интернет.

Цифровая образовательная среда КуМир является мультиплатформенным приложением и требует установки на компьютер ученика.

При создании системы были разработаны средства индивидуальной проверки выполненных заданий, более того, задания было возможно объединять в единый тематический урок-занятие — практикум. Практикумы содержали набор задач с описанием и встроенными средствами проверки правильности выполненных задач (тесты также подготавливались на школьном алгоритмическом языке, и были скрыты от ученика). Тем не менее для учёта успешно выполненного практикума требовался непосредственный контакт с учителем, фиксирующим факт успешного решения или отправка «на проверку» учителю так называемой тетради с выполненными заданиями практикума. Для ученика последнее, иногда, становилось серьёзной задачей. Кроме того, ученик в качестве подтверждения выполнения работы мог отправить учителю чужую тетрадь, что сложно было проверить, так как КуМир не предоставлял средств однозначной идентификации для тетрадей практикума. Все эти проблемы возможно решить проведя интеграцию ЦОС КуМир в образовательную платформу Мирера, аналогично интеграции ЦОС ПиктоМир, ЦОС ЭВМ-практикум[4].

Основная часть

Первый шаг интеграции в ЦОП Мирера [5] состоял в доработке компилятора КуМир для встраивания в Миреру.

Если школьник или студент выполнял задания по другим курсам в Мирере, то он имел собственный аккаунт, позволяющий ему подгружать от своего имени тетради с решениями в соответствующий контест (практикум) в Миреру. Одновременно, средствами ЦОП, проводилась проверка на заимствование решения (иди части решения) от другого ученика в текущем курсе или ранее загруженных в других курсах.

Второй шаг состоял в возможности создавать и проверять решения на школьном алгоритмическом языке непосредственно в ЦОП Мирера.

Pereslavl-2022-kumir-kumir-kumir-img001.png

Для подготовки курсов педагогами было создано множество задач, в том числе наследованных из ранее подготовленных практикумов, снабжая каждую задачу эталонным решением и набором тестов. Необходимо указать, что встроенный в Миреру редактор не только сохранил раскраску программы в стиле КуМира, но и позволил подготавливать шаблоны задач, делая часть программного кода не редактируемым, аналогично средствам ЦОС КуМир, что методически сильно упрощает процесс обучения, особенно на начальном шаге. Задачи с графическими исполнителями Робот и Чертёжник также возможно проверять отдельно от практикума.

Pereslavl-2022-kumir-kumir-kumir-img002.png

Выводы

Для ведения курсов по алгоритмике и программированию на факультете начального образования в МПГУ было подготовлено более 500 задач с решениями непосредственно в ЦОП Мирера. Однако, этого недостаточно.

Для удобства учеников необходимо визуализировать результаты работы программы на школьном алгоритмическом языке с исполнителями Робот и Чертёжник, аналогично решениям с производственными компиляторами по курсам Qt+OpenGL, Python и др. В этом случае ученик видит конечный результат работы программы и сможет проводить отладку программы непосредственно в ЦОП Мирера, аналогично неграфическим заданиям на школьном алгоритмическом языке.

Кроме того, сейчас проводится доработка ЦОС КуМир с добавлением аутентификации пользователя, позволяющая однозначно идентифицировать работу ученика в ЦОС Кумир и автоматически учитывать результаты выполнения им практикумов с отметкой в ЦОП Мирера. Аналогичная задача была уже ранее решена при интеграции ЦОС ЭВМ-практикум и платформы Мирера[4].

Работая с программой ЭВМ-практикум, ученик автоматически отправлял свои результаты прохождения курса в Миреру, либо мог решать задачи непосредственно в ЦОП Мирера через интернет.

Заключение

Безусловно, редактор-компилятор КуМир позволяет ученику эффективнее проводить отладку программы при пошаговом выполнении с визуализацией содержания и результатов, или сразу видеть сообщения о синтаксических ошибках на полях программы[6]. Встраивание элементов визуализации содержания переменных в редактор Миреры может стать новой целью развития интеграции ЦОП Миреры и ЦОС КуМир.

Работа выполнена в рамках госзадания FNEF-2022-0010 «Разработка, реализация и внедрение семейства интегрированных многоязыковых сред программирования с автоматизированной проверкой заданий для учащихся образовательных организаций, ДОО, младшей, основной и старшей школы и студентов педагогических университетов».

Опыт интеграции цифровой образовательной среды КуМир в платформу Мирера (OSEDUCONF-2022)!.jpg

Примечания и ссылки

  1. ↑ Ершов А. П. Алгоритмический язык. — М.: Квант, 1980. — Т. 1. — С. 42–45.
  2. ↑ Леонов А.Г., Первин Ю.А., Зайдельман Я.Н. Программные исполнители в цифровых образовательных средах «ПиктоМир», «Роботландия» и «КуМир». Информатика в школе. 2019;(9):54-61. [1]
  3. ↑
    • Поляков К. Ю., Ерёмин Е. А. Информатика 7 — 9 классы // Методическое пособие. — М.: БИНОМ. Лаборатория знании, 2016. — 80 с.
    • Рабочая программа. Методические комментарии: учебно-методическое пособие / А. Г. Кушниренко, А. Г. Леонов, Я. Н. Зайдельман, В. В. Тарасова. — Дрофа Москва, 2017. — 88 с.
  4. ↑ 4,0 4,1 Леонов А. Г., Орловский А.~E. Методы интеграции цифровых образовательных сред в цифровую образовательную платформу Мирера // Труды НИИСИ РАН. Математическое и компьютерное моделирование сложных систем: теоретические и прикладные аспекты. — 2021. — Т.~11, №~3. — С.~59–65.
  5. ↑ Леонов А. Г., Бесшапошников Н. О., Прилипко А. А. Цифровизация образования — Новые возможности управления образовательными треками // Вестник кибернетики. — 2018. — Т. 30, № 3. — С. 154–161.
  6. ↑ Леонов А. Г., Первин Ю. А. Элементы программирования в непрерывном курсе школьной информатики // Ярославский педагогический вестник журн. — 2013. — Т. 3, № 1. — С. 45–50.
Источник — «https://0x1.tv./index.php?title=Опыт_интеграции_цифровой_образовательной_среды_КуМир_в_платформу_Мирера_(OSEDUCONF-2022)&oldid=189586»