Αναπαράσταση του κώδικα σε ένα ρομποτικό...

Αναπαράσταση του κώδικα

σε ένα ρομποτικό project

Τάσος ΛαδιάςΣχολικός Σύμβουλος ΠΕ[email protected]

Η εμπειρία από την εφαρμογή της Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στα σχολείαΡάλλειος Σχολή 20 Δεκεμβρίου 2017

η ανάγκη αναπαράστασης

του κώδικα

Τα τελευταία χρόνια η ανάγκη για εκπαιδευτική χρήση περισσότερο συνθέτων προβλημάτων…Δρομολογητής.sb2

«Ειδικά θέματα προγραμματισμού σε Scratch», Γ. Παπαδόπουλος, Δ. Φωτιάδης, Αν. Λαδιάςhttp://portal.opendiscoveryspace.eu/sites/default/files/vivliogr_v2.3.1_ektyposi_1.pdf

3Η ανάγκη αναπαράστασης του κώδικα

http://portal.opendiscoveryspace.eu/sites/default/files/vivliogr_v2.3.1_ektyposi_1.pdf�














Η ανάγκη αναπαράστασης του κώδικα

Τα τελευταία χρόνια η ανάγκη για εκπαιδευτική χρήση περισσότερο συνθέτων προβλημάτων… μεμακροσκελή σενάρια…

4

Τα τελευταία χρόνια η ανάγκη για εκπαιδευτική χρήση περισσότερο συνθέτων προβλημάτων… μεμακροσκελή σενάρια… με πολλά αντικείμενα…


Τα τελευταία χρόνια η ανάγκη για εκπαιδευτική χρήση περισσότερο συνθέτων προβλημάτων… μεμακροσκελή σενάρια… με πολλά αντικείμενα… σε διαφορετικές καταστάσεις…


Τα τελευταία χρόνια η ανάγκη για εκπαιδευτική χρήση περισσότερο συνθέτων προβλημάτων… μεμακροσκελή σενάρια, με πολλά αντικείμενα, σε διαφορετικές καταστάσεις… οδήγησε σε πιοπολύπλοκους αλγορίθμους και κώδικες…


…δημιουργώντας στους μαθητέςπροβλήματα κατανόησης όπως…


…δημιουργώντας στους μαθητέςπροβλήματα κατανόησης όπως… ποιος κώδικας αντιστοιχεί


…δημιουργώντας στους μαθητέςπροβλήματα κατανόησης όπως… ποιος κώδικας αντιστοιχεί σε ποια συμπεριφορά,


…δημιουργώντας στους μαθητέςπροβλήματα κατανόησης όπως… ποιος κώδικας αντιστοιχεί σε ποια συμπεριφορά,ποιου αντικειμένου και


…δημιουργώντας στους μαθητέςπροβλήματα κατανόησης όπως… ποιος κώδικας αντιστοιχεί σε ποια συμπεριφορά,ποιου αντικειμένου και σε ποια κατάσταση;


Η προσπάθεια όσων διδάσκουν προγραμματισμό θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη…


Η προσπάθεια όσων διδάσκουν προγραμματισμό θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη…γιατί η ανάπτυξη κώδικα καλύπτει όλα τα επίπεδα της αναθεωρημένης ταξινομίας του Bloom…


Η προσπάθεια όσων διδάσκουν προγραμματισμό θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη…γιατί η ανάπτυξη κώδικα καλύπτει όλα τα επίπεδα της αναθεωρημένης ταξινομίας του Bloom…φτάνοντας στο ανώτερο που είναι η «δημιουργία»,


Η προσπάθεια όσων διδάσκουν προγραμματισμό θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη…γιατί η ανάπτυξη κώδικα καλύπτει όλα τα επίπεδα της αναθεωρημένης ταξινομίας του Bloom…φτάνοντας στο ανώτερο που είναι η «δημιουργία», ενώ ταυτόχρονα πρέπει να διδαχθεί σε μαθητές μικρήςηλικίας.


Η αποτελεσματική διαχείριση πολύπλοκων κωδίκων στον οπτικό προγραμματισμό συνίσταταιστην ανάγκη για ταυτόχρονη αντίληψη:


αφενός του συνόλου του κώδικα έκτασης π.χ. > 4 τετρ. μέτρα (237cm x 191cm)


αφενός του συνόλου του κώδικα έκτασης π.χ. > 4 τετρ. μέτρα (237cm x 191cm)αφετέρου των επιμέρους τμημάτωνέκτασης π.χ. 20 τετρ. εκατοστά…στα οποία κρύβονται σημαντικές λεπτομέρειες,


αφενός του συνόλου του κώδικα έκτασης π.χ. > 4 τετρ. μέτρα (237cm x 191cm)αφετέρου των επιμέρους τμημάτωνέκτασης π.χ. 20 τετρ. εκατοστά…στα οποία κρύβονται σημαντικές λεπτομέρειες, δηλαδή πρέπει ταυτόχρονα να είναι εφικτή η διαχείριση καταστάσεων που έχουν διαφορές οπτικού μεγέθους της τάξης του 1000.


Έτσι οδηγηθήκαμε να τμηματοποιήσουμε τον κώδικα ώστε να τον αναπαραστήσουμε ευκολότερα.


Δεν θα αναφερθούμε στο θεωρητικό πλαίσιο της τμηματοποίησης του κώδικα αλλά θα προσπαθήσουμε να αποτυπώσουμε πως επιτυγχάνεται αυτή στο Scratch.


τμηματοποίηση ανά αντικείμενο

Πως προγραμματίζουν οι μαθητές;

24Τμηματοποίηση βήμα-βήμα

Πως προγραμματίζουν οι μαθητές;παράδειγμα κώδικα μαθητή Γ΄ γυμνασίουαπό τον διαγωνισμό Scratch-Gaming.

25Τμηματοποίηση βήμα-βήμα

26τμηματοποίηση ανά αντικείμενο

Η τμηματοποίηση ανά αντικείμενο.

Η τμηματοποίηση ανά αντικείμενο.


Στον object based προγραμματισμόη τμηματοποίηση είναι ενδογενής.


τμηματοποίηση ανά κατάσταση

Χρησιμοποιώντας ως μοντέλο το«Αυτόματο Πεπερασμένων Καταστάσεων»μπορούμε να περάσουμε σε ένα επόμενο στάδιο τμηματοποίησης…

30τμηματοποίηση ανά κατάσταση

Χρησιμοποιώντας ως μοντέλο το«Αυτόματο Πεπερασμένων Καταστάσεων»μπορούμε να περάσουμε σε ένα επόμενο στάδιο τμηματοποίησης…που εκμεταλλεύεται τις καταστάσειςστις οποίες μεταπίπτει το πρόγραμμα κατά την εκτέλεσή του.


Μια κατάσταση στο Scratchδηλώνεται με ένα καπελάκι.


Στη συγκεκριμένη κατάσταση η συμπεριφορά ενός αντικειμένου…


Στη συγκεκριμένη κατάσταση η συμπεριφορά ενός αντικειμένου… περιγράφεται από κώδικεςπου ονομάζονταισενάρια.


Όλα τα σενάρια που έχουν το ίδιο «καπελάκι» είναι στην ίδια κατάσταση.


Μπορούμε να έχουμε όλο τον κώδικα ενός αντικειμένου να βρίσκεται σε μια και μοναδική κατάσταση…


Μπορούμε να έχουμε όλο τον κώδικα ενός αντικειμένου να βρίσκεται σε μια και μοναδική κατάσταση…ή σε περισσότερες καταστάσεις…


παράδειγμα event drivenprogramming


παράδειγμα event drivenprogrammingτα σενάρια αντιστοιχούν σε συμβάντα που ανιχνεύονται με "τεχνική interrupts" …


…ή το κυρίως πρόγραμμα να ανιχνεύει τα συμβάντα με τεχνική polling…


…ή το κυρίως πρόγραμμα να ανιχνεύει τα συμβάντα με τεχνική polling…και να ενεργοποιεί τις αντίστοιχες καταστάσεις με χρήση μηνυμάτων.


Μπορεί εντός μιας κατάστασης να τρέχουν ταυτόχρονα (παράλληλα)περισσότερα του ενός σενάρια.


43

Παράδειγμα παράλληλου

προγραμματισμού


44

Συγχρονισμόςδιεργασιών


Καταστάσεις έχουμε και από συμβάντα κατά τη δημιουργία κλώνων.


το κωδικΌραμα

Στην τμηματοποίηση ανά αντικείμενο…

47κωδικΌραμα

Στην τμηματοποίηση ανά αντικείμενο…προσθέτοντας την τμηματοποίηση ανά κατάστασηέχουμε


Ο συνδυασμός τμηματοποίησης αντικειμένου και τμηματοποίησης κατάστασης

οδηγεί στο κωδικΌραμα.


Όλα τα αντικείμενα…


Όλα τα αντικείμενα…σεόλες τις καταστάσεις…


Όλα τα αντικείμενα…σεόλες τις καταστάσεις…με το σύνολοτου κώδικα…


Όλα τα αντικείμενα…σεόλες τις καταστάσεις…με το σύνολοτου κώδικα…κατανεμημένοσε κελιά.


Ο κώδικας σε ένα κελί αντιστοιχεί σε ένα αντικείμενο, σε μία κατάσταση.


Οι συντεταγμένες των κωδίκων ενός κελιού δίνονται…


Οι συντεταγμένες των κωδίκων ενός κελιού δίνονται… αφενός από την επικεφαλίδα του


Οι συντεταγμένες των κωδίκων ενός κελιού δίνονται… αφενός από την επικεφαλίδα τουκαι αφετέρου από το εικονίδιο,


Οι συντεταγμένες των κωδίκων ενός κελιού δίνονται… αφενός από την επικεφαλίδα τουκαι αφετέρου από το εικονίδιο,εξασφαλίζοντας ότι ο χρήστης δεν θα έχει απώλεια προσανατολισμού κατά την εμβύθιση στις λεπτομέρειες.


Η ευαναγνωσιμότητα του κώδικα βελτιώνεται…


Η ευαναγνωσιμότητα του κώδικα βελτιώνεται… εφαρμόζοντας εννοιολογική ονοματολογία των μεταβλητών και των διαδικασιών …


Η ευαναγνωσιμότητα του κώδικα βελτιώνεται… εφαρμόζοντας εννοιολογική ονοματολογία των μεταβλητών και των διαδικασιών …-προτεινόμενη η «τυποποίηση της καμήλας»-


Η ευαναγνωσιμότητα του κώδικα βελτιώνεται… εφαρμόζοντας εννοιολογική ονοματολογία των μεταβλητών και των διαδικασιών …-προτεινόμενη η «τυποποίηση της καμήλας»-ώστε ο κώδικας να διαβάζεται ως κείμενο.


Τα βέλη δηλώνουν τη ροή της πληροφορίαςμε τη διασύνδεση των κωδίκων με τη χρήση μηνυμάτων, σημαιών, κλώνων….


Η σωστή χωρική τοποθέτηση των αντικειμένων έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του οπτικού θορύβου των διασυνδέσεωνκαι…


…αναδεικνύει στοιχεία συμμετρίαςτης φύσης του προβλήματος


Η σωστή σειρά τοποθέτησης των καταστάσεων αναδεικνύει τη χρονική εξέλιξη τουσυστήματος.


Η ασυνέχεια στη ροή της πληροφορίαςδηλώνειπεριοχή αλληλεπίδρασης με το χρήστη.


τμηματοποίηση στο εσωτερικό του κελιού

Η τμηματοποίηση του κώδικα συνεχίζεταιεντός ενός κελιού…

69τμηματοποίηση στο εσωτερικό του κελιού

…με επιμέρους σενάρια που αντιστοιχούν στην ίδια κατάσταση και εκτελούνται παράλληλα.


…αλλά και πραράλληλαμε τα σενάρια άλλου αντικειμένουπου είναι στην ίδια κατάσταση.


τμηματοποίηση σεναρίου

Η τμηματοποίηση του κώδικα μπορεί να συνεχιστεί περαιτέρω εντός του σεναρίου…

73τμηματοποίηση σεναρίου

Η τμηματοποίηση του κώδικα μπορεί να συνεχιστεί περαιτέρω εντός του σεναρίου…χρησιμοποιώντας διαδικασίες.


Ο ενιαίος κώδικας…


Ο ενιαίος κώδικας… σπάει σε επιμέρους αρθρώματα…


Ο ενιαίος κώδικας… σπάει σε επιμέρους αρθρώματα… με χρήσηδιαδικασιών.


ιεραρχική σχεδίαση μέσα στο σενάριο

Σε ένα πρώτο βαθμό τμηματοποίησης προκύπτει μια σειριακή και αβαθής αρχιτεκτονική…

79ιεραρχική σχεδίαση μέσα στο σενάριο

Σε ένα πρώτο βαθμό τμηματοποίησης προκύπτει μια σειριακή και αβαθής αρχιτεκτονική…ενώ σε ένα δεύτερο βαθμόπροκύπτει ένα επίπεδο ακόμη…


81

ιεραρχική σχεδίαση μέσα στο σενάριο

Μια περαιτέρω τμηματοποίηση αναδεικνύει την ιεραρχία της δενδροειδούς δομής


Αξίζει να υπενθυμιστεί ότι οι τελευταίοι κώδικες μπορεί να είναι απλοϊκές μορφές κωδικΟραμάτωνπρογραμμάτων…


Αξίζει να υπενθυμιστεί ότι οι τελευταίοι κώδικες μπορεί να είναι απλοϊκές μορφές κωδικΟραμάτωνπρογραμμάτων… που διαθέτουν ένα αντικείμενο, σε μια κατάστασησε μοναδικό κελί…


Η ευελιξία που πρέπει να χαρακτηρίζει μια διαδικασία επιτυγχάνεται με την παραμετροποίησή της (πολυεργαλείο).


Με την τμηματοποίηση με χρήση διαδικασιώνεπιτυγχάνεταιη απόκρυψη των λεπτομερειών των κατωτέρων επιπέδων λόγω της αφαίρεσης που παρατηρείται στις ανώτερες δομές της ιεραρχίας.


Ο βαθμός "κοκκοποίησης" που μπορεί να φτάσει αυτή η συνεχής διεργασία τμηματοποίησης…


Ο βαθμός "κοκκοποίησης" που μπορεί να φτάσει αυτή η συνεχής διεργασία τμηματοποίησης… σταματάει όταν τα απλούστερα αρθρώματα στα οποία καταλήγει αποτελούν μια λογική οντότητα.


Αυτοσχέδια οργάνωση των διαδικασιών σε “βιβλιοθήκες διαδικασιών"


Η χρήση διαδικασιών προσφέρει τη δυνατότητα της άμεσης και έμμεσης αναδρομικής τους κλήσης.


Ανάλογες δενδροειδείς δομές μπορούν να προκύψουν με τη χρήση μηνυμάτων


πολλαπλών σκοπώνκωδικΟράματα

Σε μεγάλα προγράμματα είναι ανάγκη να αποσυμφορηθεί ο κώδικας…

93πολλαπλών σκοπών κωδικΟράματα

Σε μεγάλα προγράμματα είναι ανάγκη να αποσυμφορηθεί ο κώδικας… αυτό μπορεί να επιτευχθεί σε ένα βαθμό με την εφαρμογή της αρχής διαχωρισμού των αρμοδιοτήτων…


Σε μεγάλα προγράμματα είναι ανάγκη να αποσυμφορηθεί ο κώδικας… αυτό μπορεί να επιτευχθεί σε ένα βαθμό με την εφαρμογή της αρχής διαχωρισμού των αρμοδιοτήτων…με την οποία μπορεί να γίνει η ομαδοποίηση των τμημάτων των κωδίκων ανάλογα με το σκοπό που εξυπηρετούν…


…π.χ. κώδικες για τη σχεδίαση της διεπαφής, της ηχητικής διεπαφής, για την καθεαυτή αλγοριθμική εργασία…


…π.χ. κώδικες για τη σχεδίαση της διεπαφής, της ηχητικής διεπαφής, για την καθεαυτή αλγοριθμική εργασία… οργανώνονται σε πολυεπίπεδα κωδικΟράματα, με κάθε επίπεδο να περιλαμβάνει κώδικες διαφορετικού σκοπού.


αναπαράσταση του κώδικαενός συστήματος

Στο διαγωνισμό του Δημοτικού η όλη κατασκευή / σύστημα…

99αναπαράσταση του κώδικα ενός συστήματος

σύστημα


υποσύστημα υποσύστημα

Στο διαγωνισμό του Δημοτικού η όλη κατασκευή / σύστημα…έχει δύο υποσυστήματα αυτοματισμών…


αναπαράσταση κώδικα αναπαράσταση κώδικα

…και για τον καθένα μια αναπαράσταση κώδικα.

… που επικοινωνούν ως ενιαίο σύστημα.


αναπαράσταση κώδικα αναπαράσταση κώδικα

πρακτικές υλοποίησης της αναπαράστασης του κώδικα

Η κατασκευή της οπτικής αναπαράστασης του κώδικα μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους…

104πρακτικές υλοποίησης

Όλα ξεκινάνε από το περιβάλλον του Scratchστο οποίο η μεν σκηνή έχει σμικρυνθεί ο δε κώδικας έχει μεγεθυνθεί.


Στη συνέχεια είτε με το πλήκτρο “Print Screen” είτε με κάποιο πρόγραμμα captureμεταφέρεται η εικόνα του κώδικα σε ένα λογισμικό επεξεργασίας εικόνας…


Το επόμενο βήμα είναι το κομμάτι αυτό του κώδικα είτε με copy/paste μεταφέρεται στο περιβάλλον (π.χ. το excel)όπου θα γίνει ψηφιακά το μοντάζ…

από μάθημα της συναδέλφου Σπυριδούλας Βασιλοπούλου στο Δημοτικό Ανατολής Ν. Μάκρης


…είτε εκτυπώνεται καιμε κολάζ συντίθεται πάνω σε χαρτί ως πόστερ…

έργο “Ληστεία στο Μουσείο”του 89ου Δημοτικού Σχολείου Αθηνών με προπονητή τον εκπαιδευτικό πληροφορικής Ανδρέα Ανδρουλάκη


…είτε εκτυπώνεται και στη συνέχεια με κολάζ συντίθεται πάνω σε χαρτί ως πόστερ… με την παρουσίασητου κώδικα


η προστιθέμενη αξία της οπτικής αναπαράστασης

του κώδικα

Η οπτική αναπαράσταση του κώδικα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο…

111προστιθέμενη αξία της αναπαράστασης

Η οπτική αναπαράσταση του κώδικα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο… αφενός για την ανάπτυξη του προγραμματιστικού υλικού


Η οπτική αναπαράσταση του κώδικα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εργαλείο… αφενός για την ανάπτυξη του προγραμματιστικού υλικού και αφετέρου για τη διδακτική και παιδαγωγική αξιοποίησή του.


Σύμφωνα με μελέτη http://earthlab.uoi.gr/thete/index.php/thete/article/view/265/141

που αξιολόγησε το βαθμό αποδοχής από τους εκπαιδευτικούς…


http://earthlab.uoi.gr/thete/index.php/thete/article/view/265/141�


που αξιολόγησε το βαθμό αποδοχής από τους εκπαιδευτικούς… 25 χαρακτηριστικών του κωδικΟράματος…




που αξιολόγησε το βαθμό αποδοχής από τους εκπαιδευτικούς… 25 χαρακτηριστικών του κωδικΟράματος…που προσδίδουν παιδαγωγική, διδακτική και προγραμματιστικήπροστιθέμενη αξία.



Η παιδαγωγική προστιθέμενη αξίαεμφανίζεται μόνοστο 37% των χαρακτηριστικών της εφαρμογής της οπτικής αναπαράστασης του κώδικα…


Η παιδαγωγική προστιθέμενη αξία εμφανίζεται στο 37% των χαρακτηριστικών της εφαρμογής της οπτικής αναπαράστασης του κώδικα… κάτι που είναι αναμενόμενο γιατί ο προγραμματισμός Η/Υ δεν είναι προνομιακό πεδίο της παιδαγωγικής…


Η διδακτική προστιθέμενη αξία εμφανίζεται στο 97% των χαρακτηριστικών…


Η διδακτική προστιθέμενη αξία εμφανίζεται στο 97% των χαρακτηριστικών…γεγονός που επιβεβαιώνει το σημαντικό ρόλο που παίζει η οπτική αναπαράσταση του κώδικα κατά τη διδασκαλία του προγραμματισμού…


Η προγραμματιστική προστιθέμενη αξία προσεγγίζει στο 87% των χαρακτηριστικών…


Η προγραμματιστική προστιθέμενη αξία προσεγγίζει στο 87% των χαρακτηριστικών… και φαίνεται ότι στην αναθεωρημένη ταξινομία του Bloomκυριαρχεί στα επίπεδα της αντίληψης & κατανόησης, της εφαρμογής και της ανάλυσης & οργάνωσης.


η παραμελημένη αναπαράσταση των δεδομένων

Θα παρατηρούσαμε ότι μεταξύ των ισχυρών σημείων του κωδικΟράματοςκαι των σημείων που χρειάζονται περαιτέρω διερεύνηση…

124τα παραμελημένα δεδομένα

Θα παρατηρούσαμε ότι μεταξύ των ισχυρών σημείων του κωδικΟράματοςκαι των σημείων που χρειάζονται περαιτέρω διερεύνηση… είναι ότι κατά κανόνα τα πρώτα αναφέρονται σε αλγοριθμικά χαρακτηριστικά του προγράμματος ενώ τα δεύτερα αναφέρονται στην αναπαράσταση και διαχείριση των δεδομένων του προγράμματος.


Αυτή η αναπαράσταση και διαχείριση των δεδομένων του προγράμματοςθα μας απασχολήσει σε επόμενο στάδιοστην εκπαιδευτική ρομποτική.


Αναπαράσταση του κώδικα

σε ένα ρομποτικό project

Τάσος ΛαδιάςΣχολικός Σύμβουλος ΠΕ[email protected]

Η εμπειρία από την εφαρμογή της Εκπαιδευτικής Ρομποτικής στα σχολείαΡάλλειος Σχολή 20 Δεκεμβρίου 2017

Ευχαριστώ για την υπομονή σας

Αναπαράσταση του κώδικα σε ένα ρομποτικό...

Documents

Transcript of Αναπαράσταση του κώδικα σε ένα ρομποτικό...