VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Программирование – язык будущего

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Борисенко М.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия № 41», город Кемерово

Доночкина О.В. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия № 41», город Кемерово

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Изучая в школе английский язык, я задумался, насколько он пригодится мне в жизни. Может нужно выбрать другой язык? Немецкий? Китайский? Испанский? Или может французский? А может быть существует какой-то другой язык, который будет самым важным и необходимым в скором будущем?

21-столетие это век «цифры», инноваций, кибернетики, робототехники. Поэтому сейчас мы все чаще слышим такое слово, как «программирование».

Что такое «программирование», и насколько оно важно, эти вопросы стали основополагающими в моей исследовательской работе.

Гипотеза: программирование может быть языком, без которого нельзя будет обойтись человечеству в будущем.

Цель исследования: изучить литературу и интернет ресурсы, чтобы понять, что такое программирование, и для чего оно нужно.

Задачи исследования:

1) Собрать информацию о том, что такое программирование;

2) Выяснить какие есть языки программирования;

3) Изучить программное обеспечение Scratch;

4) Создать игру с помощью программы Scratch.

Методы исследования:

Анкетирование

Литературный обзор

Практическая работа

Опрос

Формулировка выводов

Свою исследовательскую работу я начал с анкетирования, в котором предложил своим одноклассникам вопросы (Приложение 1). Ответы моих одноклассников помогли мне в практической части моей работы, когда я создавал игру с помощью программы Scratch.

Основная часть

Что такое программирование

Программирование — процесс создания компьютерных программ.

По выражению одного из основателя языков программирования Никлауса Вирта «Программы = алгоритмы + структуры данных».

Программирование основывается на использовании языков программирования, на которых записываются исходные тексты программ. Компьютерный код ― тот же иностранный язык, только он позволяет разговаривать с компьютером, ставить ему задачи и контролировать их выполнение. И знание этого языка сегодня так же необходимо, как знание английского и математики.

Мы живем в цифровую эпоху. И если вы хотите найти себя в будущем, учитесь программированию уже сейчас. И даже если не выберет карьеру программиста, то разовьете логику, научитесь мыслить аналитически и находить решения непростых задач.

Совсем недавно компьютерное программирование казалось таинственным ремеслом, уделом специалистов. Мысль о том, что программирование может быть увлекательным занятием для каждого, большинству людей и в голову не приходила. Но мир изменился. Интернет, электронная почта, социальные сети, смартфоны и мобильные приложения, ураганом влетев в нашу жизнь, преобразили ее всего за несколько лет.

Компьютеры занимают очень важное место в современном мире, и мы принимаем это как должное. Мы охотно поглощаем любые плоды компьютеризации от шопинга и развлечений, до новостей и игр. Однако мы можем не только использовать эти технологии, научившись программировать, мы можем развивать их, создавать собственные произведения цифрового искусства.

Учиться программировать очень интересно, ведь ты можешь получить результаты сразу же, и не важно, сколько еще материала предстоит изучить.

Кроме того, умение программировать очень пригодится в жизни. Оно развивает логику и интеллект, которые важны в самых разных областях — от науки и инженерного дела до медицины и юриспруденции. Количество вакансий, где нужно умение программировать не хватает уже сейчас, что подтверждает исследование на рынке труда. Наиболее востребованными остаются профессионалы в области информационных технологий. Потребность в таких кадрах превышает все мыслимые пределы. Компании нуждаются в системных администраторах, программистах и веб-программистах. А учитывая постоянное развитие этой сферы, спрос на IT-специалистов будет расти с каждым годом.

Нынешнее программирование многогранно и используется в таких важных сферах как строительство, бизнес и экономика, медицина, биология и физика. Большой процент физического труда в промышленности заменен на машинный и роботизированный труд, который управляется посредством программного обеспечения, что обеспечивает существенный прирост скорости, точности операций и эффективности производства. Такое богатство разнообразия применений обеспечивается солидным выбором языков программирования, у каждого из которых есть свои плюсы и минусы.

Только представьте, сколько пользы приносит программирование в наши дни, ведь использование во множестве развивающихся направлений науки и инфраструктуры, это далеко не всё. Как известно, программирование — это тяжелый умственный труд и в условиях нашего, быстроразвивающегося мира, именно умственный труд определяет место человека в обществе.

Компьютерная программа – это набор инструкций, следуя которым компьютер выполняет поставленные задачи. Программировать, значит писать для компьютера пошаговые инструкции, объясняющие, что и как ему нужно делать. Компьютеры могут казаться очень умными, но это всего лишь напичканные электроникой ящики, которые умеют очень быстро и точно выполнять инструкции. Мы разумные существа, можем давать компьютерам задачи, описывая их в виде программ, то есть пошаговых инструкций.

Каждая инструкция должна быть достаточно простой, чтобы компьютер ее понял. Компьютер может выполнять инструкции лишь на тех языках, которые ему понятны. Программистам приходится выбирать, какой язык лучше подходит для решения конкретной задачи.

Какие есть языки программирования

Языков программирования очень много, у каждого из которых есть свои плюсы и минусы, и каждый из которых можно использовать для выполнения разных задач (Приложение 2).

Основы программирования в наши дни преподают еще в школе в процессе изучения информатики, с их помощью ребенок уже начинает понимать, что это такое. В частности в современных школах на сегодняшний день детям предлагают усвоить язык программирования Паскаль.

Обучение компьютерной грамотности является обязательным для любого человека. Элементарные знания сейчас настолько же обязательны, как умение читать и писать. Существуют определенные задачи, которые необходимо автоматизировать. За это отвечают языки web-программирования. Программы, которые написаны на этом языке, называются скриптами. Для того чтобы создавать сайты, необязательно знать язык PHP. Достаточно будет хорошо понимать HTML. И вы будете делать нормально функционирующие сайты.

Изучение языков программирования, таких как Pascal, Python, Basic, Delphi, C++ является неотъемлемой частью обучения на компьютерных курсах. С их помощью можно самостоятельно создавать программы, решать необычные задачи.

Программирование - это настоящее, и игнорировать этот факт, значит лишать себя массы возможностей для профессионального и личностного роста. Ведь в современном мире очень ценны сотрудники, имеющие хотя бы базовые знания программирования. А те профессии, чья работа хоть как-то связана с технологиями (редакторы, фотографы, дизайнеры, аналитики и т.д.) могут начинать изучать код уже сейчас, хотя лучше было сделать это вчера. Причина проста, компаниям выгодно нанимать человека, который понимает, откуда, что берется в его работе.

Базовые знания программирования необходимы каждому, у кого есть компьютер и выход в Интернет. Программирование помогает развить логику, структурно мыслить и, если вы уже вынуждены общаться с разработчиками, то облегчить с ними коммуникацию. Самое главное, программирование дает возможность абсолютно самостоятельно реализовывать идеи, создавать продукт с нуля. Это творчество.

Scratch – язык программирования

Scratch - этопроектгруппы Lifelong Kindergarten в MIT Media Lab. Scratch придумывался для детей от 8 до 16 лет, но используется людьми всех возрастов. Миллионы людей создают проекты Scratch в самых разных условиях: дома, в школах, музеях, библиотеках.

Когда люди учатся программировать на Scratch, они узнают важные стратегии для решения проблем, разработки проектов и сообщения идей.

С помощью Scratch можно программировать собственные интерактивные истории, игры и анимацию и делиться своими творениями с другими представителями Интернет - сообщества.

Программирование на Scratch происходит путем перемещения разноцветных блоков, и соединения их как в конструкторе «Лего». Программа получается очень наглядной и выглядит, как красивый алгоритм, чем, по сути, она и является.

Несмотря на кажущуюся простоту, Scratch позволяет создавать достаточно сложные проекты с применением переменных, списков, циклов, условных операторов и многого другого из арсеналов «взрослых» языков программирования. Язык Scratch является доступнейшим средством моделирования физических явлений. Может наглядно представить законы математики.

Программа Scratch бесплатная, в ней можно работать в онлайн режиме на сайте https://scratch.mit.edu где, кстати, можно ознакомиться с инструкциями по работе с программой или скачать офлайн версию и чтобы ее установить на компьютер, достаточно пройти по ссылке https://scratch.mit.edu/download. Нажать на кнопку «Установка» выбрать программу для своего компьютера Windows, Mac или Linux и следовать инструкциям по установке. Дождаться загрузки файла Scratch-458.0.1.exe, который занимает всего 58.2 Мб. Теперь нужно запустить его и программа будет установлена.

Осталось запустить программу Scratch, интерфейс программы Scratch представлен (Приложение 3).

4. Создание игры «Таблица умножения» с помощью Scratch

Приступая к созданию игры в своей работе, я учёл мнения моих одноклассников (Приложение 1).

Данная игра в формате Scratch может быть использована на занятиях математики для школьников в качестве тренажера.

Процесс создания игры в программе Scratch относительно простой. Данный тип игры можно создать следующим способом: меняем фон игры, загружаем картинку из интернета (школьная доска) и прописываем во вкладке «Скрипты» смену фона, выбираем спрайта. Я взял свое фото и обработал в графическом редакторе (Приложение 4, 5).

Любая программа начинается с блока "Когда щелкнут по флажку". Добавляем его в область скриптов.

Прописываем скрипт приветствия и знакомства с игроком, используя блоки из меню «внешний вид», «операторы» и «сенсоры».

Далее создаем две переменные «a» и «b» в разделе Данные. Они будут нужны нам для хранения чисел, которые мы будем умножать. Поместим в каждую из этих переменных случайные числа от 1 до 10, используя следующие блоки из меню: «операторы» и «переменные»

Дальше используем блок «Спросить...», чтобы спросит о том, чему будет равно произведение чисел. Фраза, которая будет спрашиваться, состоит из слитых строк. Используй три блока "Объединить", чтобы сделать это. Не забываю про пробелы, иначе числа сольются со словами. Когда мы используем блок «Спросить...», для выполнения программы в нижней области сцены появляется строка ввода, в которую нужно ввести текст или число.

После нажатия на галочку, введенная туда информация заносится в специальную блок «Ответ», которая уже есть в разделе «Сенсоры». Блок «Спросить…» и эту переменную «Ответ» всегда нужно использовать в паре.

Далее нам нужно добавить блок «Если ..., то ... иначе ...». Ищем его в разделе «Управление». В этот блок нужно вставить условие (зеленый ромбик), если оно будет верно, то мы будем выводить фразу «Молодец!», иначе «Не правильно!». Другими словами, наше условие будет проверять, равен ли наш введенный ответ произведению двух чисел (Приложение 6).

Подготовка озвучки игры. В программе Scratch звук можно добавить из файла, либо вставить из библиотеки готовый звук. Я скачал музыку из Интернета – «Учат в школе» и добавил с редактированием в свою программу (Приложение 7).

Сохранение игры, существует три способа сохранения готового файла, созданного в среде Scratch:

1) в виде исполняемого файла с расширением sb2;

2) в виде публикации программы на сайт https://scratch.mit.edu.

3) в виде ролика в формате .fla.

Свою программу я сохранил как файл, который можно открыть через программу Scratch установленную на компьютере или через сайт Scratch в интернете.

Любой проект, созданный на Scratch, может быть преобразован в Android-приложение и установлен на планшет или смартфон. Для того чтобы можно было управлять этим проектом с помощью сенсорного экрана, в проекте необходимо предусмотреть управляющие кнопки, так как клавиатуры и мыши у смартфонов нет.

Результатом моей работы явилась игра, написанная с учетом мнения и пожелания моих одноклассников в программе Scratch . Игра была презентована и оценена по следующим параметрам: полезность программы, готовые цветные рисунки, фоны и музыка. Результаты анкетирования представлены (Приложение 8).

Заключение

Когда я закончил свою работу, изучил литературу и интернет ресурсы по программированию, то поделился своими знаниями с ребятами начальной школы моей гимназии, а также выступил на школьной научно-практической конференции исследовательских работ.

Я выяснил, что при создании игры в Scratch не требуется написания текстов программ на формализованных языках программирования, так как здесь предоставлены все необходимые графические средства для изображения данных и структур управления.

Одним из самых трудных этапов реализации проекта считаю этап работы со скриптами, так как хотелось создать полезную и развивающую игру.

Использование шаблонов картинок и звуков из существующих библиотек, создание собственных файлов, выполнение таких операций с файлами проектов, как Сохранить, Открыть, Создать, позволило мне быстро освоить работу с файловой системой и стандартными приложениями. Считаю, что создание данной игры в Scratch повысит интерес к программированию, а также привлечёт учащихся к изучению современных технологий.

В дальнейшем я хочу продолжить изучение языка Scratch, для того, чтобы усовершенствовать свою программу, добавить больше новых функций, анимации. Мне также интересно познакомится и с другими языками программирования, чтобы шагать в ногу со временем.

Список использованных источников и литературы

Великович Л., Цветкова М. Программирование для начинающих. – М.: Бином, 2007

Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы. — М.: Мир, 1985;

Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. Новая версия для Оберона + CD. М.: ДМК Пресс, 2010. ISBN 978-5-94074-584-6, 0-13-022005-9

Голиков Д.В. Scratch для юных программистов. – Спб.: БХВ-Петербург, 2018. – 192с.: ил.

Голиков Д.В. 40 проектов на Scratch для юных программистов. – Спб.: БХВ-Петербург, 2018. – 192с.: ил.

Программирование для детей на языке Scratch / пер.А.Банкрашкова. - Москва: Издательство АСТ, 2017.-94, [2]с.:ил.

Программирование для детей: делай игры и учи язык Scratch!/ Эл Свейгарт; [пер. с англ. М.Райтман]. – Москва: Эксмо, 2017. – 304с – (Программирование для детей).

https://drive.google.com/file/d/0ByXHP1ktMKJaSFJVS3cxRmYwb00/view. https://scratch.mit.edu/about/;

http://letopisi.org/index.php/Scratch

Приложение 1

Результаты анкетирования перед выполнением исследовательской работы

Приложение 2

Языки программирования

Приложение 3

Интерфейс программы Scratch

Приложение 4

Обработка фото в графическом редакторе

Приложение 5

Обработка фото в графическом редакторе

Приложение 6

Работа с текстом и числами

Приложение 7

Подготовка озвучки игры

Приложение 8

Результаты анкетирования по оценке готовой игры