Методика вивчення середовища візуального програмування
Однією з причин низької успішності більшості учнів с повільна адаптація до інформаційного навантаження. Великий обсяг навчального матеріалу з різних навчальних предметів призводить до того, що значна кількість учнів неспроможна його засвоїти, тобто адаптація проходить дуже повільно, а межа насиченості досягається дуже швидко. Покращення ситуації можливе, зокрема, за рахунок вибору підходів до навчання. Один із таких підходів грунтується на ''побудові в мисленні дітей" "моделі" предмета кожної науки, яка вивчається в школі. Побудова предметних моделей передбачає виконання таких розумових дій, як пошук закономірностей, знаходження аналогій, пошук ієрархічної залежності між об'єктами (класифікація), порівняння тощо, а, отже сприяє формуванню та структуруванню мислення учнів, що створює необхідну основу для кращого навчання в школі, для їх подальшого розвитку та швидкої адаптації до інформаційного навантаження в різних галузях людської діяльності.
Одним із засобів формування інтелектуальних умінь та різних типів мислення учнів можна вважати вивчення об'єктно-орієнтованого програмування, методів роботи в об'єктно-орієнтованих системах візуального програмування.
Об'єктно-орієнтований підхід передбачає нове розуміння процесів обчислень, а також структурування даних в пам'яті комп'ютера. Порівняно з традиційним способом опису об'єктів, коли їхні властивості описуються у вигляді окремих, структур (масивів, записів тощо), а програмні блоки, що маніпулюють цими структурами, є значними за розмірами, об'єктно-орієнтований підхід надає новий рівень інтеграції структурних і функціональних властивостей систем, які моделюються.
В об'єктно-орієнтованому підході введено поняття об'єкта, що містить в собі "знання" про сутність реального світу. Дані, які представлені змінними в структурі об'єкта, і процедури (методи), які управляють ними, поставлені на один рівень. Процедури також виражають властивості об'єкта, як і його параметри.
Об'єкти у системах візуального програмування є базовими одиницями програм і даних. Фрагмент реального світу (предмет або сукупність предметів), що має важливе функціональне значення в даній предметній галузі, в візуальну програму переноситься у вигляді абстракції. Створюючи такий об'єкт в системі, учень повинен виділиш в ньому суттєві для використання проблеми, що аналізуються, характеристики об'єкта, які відрізняють його від усіх інших об'єктів, опускаючи ті характеристики, які на даний момент несуттєві. При цьому відбувається формування або вже застосування на практиці вміння порівнювати, виділяти головне, узагальнювати.
Нині всі алгоритмічні мови, що використовуються в школі - текстові мови. Проте загальновизнано, що людський мозок в основному орієнтований на візуальне сприйняття і люди отримують інформацію під час розгляду графічних образів швидше, ніж під час читання тексту. Отже, враховуючи когнітивні особливості людського сприйняття, слід зробити висновок про доцільність використання графічно-структурованого подання алгоритмів. Це можна зробити за допомогою мов візуального програмування.
До останнього часу реалізація проекту візуального середовища побудови алгоритмів на комп'ютері була досить проблематичною внаслідок обмеженості характеристик комп'ютерної техніки. Але за останні роки у інформаційній індустрії відбулись революційні зміни, які спричинили появу таких понять, як мультимедія, гіпермедія, графічний інтерфейс, об'єктне подання. Тепер на шляху створення та використання візуального програмування немає перешкод.
Такс середовище якраз повинно стати містком між алгоритмічною (теоретичною) та "користувацькою" (практичною) інформатикою.
Використовуючи системи візуального програмування часом можна створювати прикладні програми, навіть не написавши жодного рядка коду. А це в свою чергу дозволяє звичайному користувачеві за допомогою засобів візуального програмування створювати необхідні для його діяльності програми без глибокого знання власне мов програмування.
Особливий інтерес представляє мова візуального програмування Visual Basic для тих. хто починає програмувати і має таким чином можливість вже з самого початку відчути смак до створення прикладних програм з "професійним" інтерфейсом, який створюється швидко вже з перших кроків навчання.
Використання середовища візуального програмування (наприклад, Visual Basic) дозволяє звести воєдино "старий", математико-алгоритмічний, і "новий", інформаційно-технологічний, підходи до вивчення інформатики, які до цього часу існували в єдиному курсі практично незалежно один від одного. Повна відмова від математико-алгоритмічного підходу призвела би до скорочення інтелектуально-логічного аспекту навчання, в той же час відмова від вивчення сучасних інформаційних технологій утруднила би формування основ загальної інформаційної культури.
Крім того, системи візуального програмування є провідниками об'єктно-орієнтованої технології і ідеології ресурсів, які використовуються спільно, а з іншого боку пропонує користувачеві структуровану, а також просту та зручну мову запису і налагодження програм, що використовуються як при створенні нових програм, так і для програмування в офісних продуктах.
До основних принципів середовищ візуального програмування, які відрізняють їх від процедурних, слід віднести:
* відокремлення елементів (об'єктів) програми, які пов'язані з інтерфейсом користувача, від її алгоритмічної частини;
» швидкість і простота створення, модернізація інтерфейсу програм, в якому використовуються готові елементи (блоки), що реалізують деякі великі функції (процедури) управління програмою,
• використання вже існуючих кодів, описаних іншими мовами програмування.
Система візуального програмування базується на ідеї подійно-орієнтованого програмування: програма - сукупність об'єктів реального або віртуального світу, з кожним з яких пов'язаний деякий обмежений набір подій. При відбуванні кожної події форми і елементи управління можуть деяким чином "реагувати" на них відповідно до написаного програмного коду, який створюється користувачем для кожного об'єкта окремо. Програмний код зв'язаний з формами (вікнами) і елементами управління використовується для реалізації відповідної реакції програми на дії користувача або відбування системної події.
Стандартне програмування традиційно орієнтується на послідовний опис деякого конкретного процесу, тому написання програм є кропіткою працею програміста. В такому процесі необхідно детально описувати кожний крок, передбачений програмою. Одним з недоліків такого стилю є те, що той, хто складає програму, повинен до програми все записати сам. У програмуванні, що орієнтоване на реакції на події, замість детального опису кожного кроку програміст повинен вказати, як слід реагувати на різні події (чи дії користувача), до яких, наприклад, можна віднести вибір вказівки, клацання кнопкою мишки, переміщення мишки тощо. На одні з подій можна передбачити деяку реакцію, інші - просто проігнорувати. При цьому створюється не одна велика програма, а кілька програм, які складаються із набору взаємопов'язаних процедур, що управляються користувачем.
Практика свідчить, що процес навчання програмування йде результативніше і продуктивніше при використанні середовища візуального програмування, ніж на основі процедурних мов програмування.
Робота в середовищі Visual Basic нагадує роботу з дитячим конструктором - всі елементи є простими і їх можна бачити. Складність конструкції, яка створюється, залежить тільки від поставленої мети та винахідливо і користувача-розробника. А при створенні простих програм (проектів) розробник-початківець взагалі може не знати, що таке програмування, тому що він працює з об'єктами, які розташовані на екрані, і основні його дії зводяться до встановлення необхідних властивостей цих об'єктів.
Використання середовища візуального програмування вже при складанні найпростіших програм надає можливість учням відразу спостерігати наслідки своєї роботи, що особливо важливо на перших кроках навчання програмування. Учні бачать результати роботи за створеною ними програмою, що дозволяє їм швидко просуватися в навчанні.
При вивченні процедурних мов програмування учні не можуть відразу перейти до створення елементів інтерфейсу через складність створення графічних об'єктів на екрані, традиційно вони починають з вивчення величин та простих операцій над величинами, а це не дозволяє відразу після ознайомлення з теоретичним матеріалом переходити до його закріплення при створенні простих програм.
При вивчені середовища візуального програмування для деяких учнів достатньо на прикладі конкретних задач ознайомитися з теоретичним матеріалом (призначення об'єктів, подій та методів) для створення конкретних програм. Організація самостійної роботи учнів над проектами починається з постановки мети виконання завдання, яку слід подати у вигляді орієнтиру одержання кінцевого результату (конкретну картинку форми та опис її функцій), при цьому методи розв'язування задачі учень може вибрати самостійно. Свобода учнів у виборі методів розв'язування завдання призводить до необхідності самонавчання та навчання один у одного. Як свідчить практика, складності у учнів при вивченні Visual Basic виникають не в процесі створення проектів-програм, як при традиційному програмуванні, а при виборі кращого технологічного розв'язку для конкретної задачі.
Створення та виконання програм - проектів в середовищі візуального програмування дозволяє реально здійснювати міжпредметні зв'язки курсу інформатики та інших навчальних дисциплін: математики, фізики, історії, географії, літератури, ботаніки, музики, рідної та іноземних мов тощо.