Generátor kódu. a jeho uplatnění ve výuce programování. Rudolf PECINOVSKÝ rudolf@pecinovsky.cz

Transkript

1 Generátor kódu a jeho uplatnění ve výuce programování Rudolf PECINOVSKÝ rudolf@pecinovsky.cz

2 Trendy poslední doby Další a další státy si uvědomují nutnost zařazení výuky programování do učiva základních a středních škol Ve Spojených státech, Velké Británii a některých dalších zemích vznikly státem vydatně podporované programy, které mají toto rozšíření realizovat Vznikl i celoevropský projekt, jehož součástí je i vytvoření a zavedení nástroje, který bude používán při výuce ve vstupních kurzech programování Prozatím se jako nejvhodnější jeví systém Scratch, ale Evropa by ráda evropský (= neamerický) nástroj Jaké vlastnosti by měl takovýto nástroj nabízet?

3 Přeceňování syntaxe Současná výuka programování vyvolává ve studentech pocit, že znalost programování = znalost použitého jazyka Výuka programování často degeneruje na výuku syntaxe a používání základních knihoven Studenti začátečníci se pak musí často natolik soustředit na detaily (např. kam umístit a kam neumístit středník, kdy použít a kdy nepoužít prázdné závorky apod.), že jim začne unikat hlavní obsah přednášené látky Studenti často končí předmět s představou, že pro úspěšné zvládnutí předmětu je nejdůležitější zvládnout syntaktická pravidla a klíčové knihovní objekty Zkušení programátoři však vědí, že syntaxe není ani zajímavou, ani obtížnou součástí programování

4 Výuka algoritmických konstrukcí Obdobné je to i s výukou algoritmických konstrukcí Mnozí vyučující žijí v utkvělé představě, že programování se za posledních 30 let nijak významně nezměnilo, a že je proto potřeba naučit studenty především to, co se ve svých počátcích učili oni Učí studenty řadu dovedností, které příliš nevyužijí, a nezbude jim pak dostatek času na výuku dovedností, které současné programování vyžaduje Připomínám starší příklad s výukou kuchařů, kteří musejí umět vykrmit kuře, zabít je a oškubat, ale pak nezbyde čas na dostatečné probrání moderních technik mikrovlnné trouby, indukčního ohřevu, Studenti pak často začnou zaměňovat programování s kódováním

5 Soustředění na detail Pro správný návrh kódu je důležité mít dobře navržený mentální model subjektů a objektů zpracovávané domény a jejich vzájemných interakcí Chápat jejich obecné chování a specifikace jeho projekce do vyvíjeného programu Programátoři vychovaní k práci v hladině kódu budou při vývoji programů stále přemýšlet v hladině kódu a budou mít problémy s návrhem správné architektury Mimo jiné budou mít problémy s pochopením objektových modelů nejrůznějších knihoven a frameworků, které budou používat Přichází řada zpětných vazeb od podniků, že ze škol přicházejí studenti opojení představou o své dokonalosti, ale když přejdou od školních úloh k těm praktickým, zjišťují, že je škola naučila něco jiného, než opravdu potřebují

6 Nevýhody předčasné koncentrace na kód Soustředění se na kód zanedbání výuky návrhu složitých aplikaci (náhrada výuky paradigmatu výukou kódování) přináší problémy Takto vychovaný programátor myslí a hovoří v termínech kódu; mezi ním a zákazníkem vzniká sémantická mezera Common

7 Požadavky na vývojové prostředí Na tuto skutečnost je třeba myslet i při výběru vývojového prostředí, které budeme při výuce využívat Zejména u začátečníků je důležité, aby se mohli soustředit především na návrh programu a jeho architektury a byli přitom co nejméně rozptylováni nutností soustředit se na kód a syntaxi jazyka Zásady správné výuky nás učí, že zejména začátečníci by se měli učit pokud možno jednu věc po druhé a ne několik věcí najednou Učí-li se nejprve kód a teprve pak architekturu, stávají se při návrhu architektury jejich předchozí zkušenosti s kódem koulí na noze, protože při něm stále myslí na budoucí podobu kódu Začneme-li výukou architektury, je doplnění výuky kódu mnohem přirozenější a méně problémové

8 Reakce na výuku dle Architecture First Domníváte se, že tento způsob výuky pomůže studentům v lepším chápání vazby mezi vyvíjeným programem a simulovanou skutečností a z toho plynoucích lepších schopností v návrhu odpovídající architektury? Nic společného 14% 0% 7% 21% 50% 7% Zadávání či kontrolu 0% 0% 7% 7% 67% 20% Na jiné pozici 10% 0% 0% 10% 50% 30% Vedoucí projektu 4% 0% 4% 12% 60% 20% Architekt 12% 0% 0% 12% 59% 18% Celkem 7% 0% 4% 12% 58% 19%

9 Graf 20% 0% 4% 7% 12% 57% Velmi uškodí Spíš uškodí Ani nepomůže, ani neuškodí Trochu pomůže Velmi pomůže Neumím posoudit 77 % studentů pociťuje lepší schopnosti oproti klasický vyučovaným spolužákům

10 Učebnice základů objektové architektury

11 Program v jazyku Scratch

12 Prostředí Scratch Prostředí (a jazyk) Scratch, které je na řadě míst nasazováno do výuky programování na základních a středních školách, přináší na jednu stranu několik velmi výhodných vlastností, ale na druhou stranu má řadu vlastností nepříjemných Kladné vlastnosti Je přirozeně objektové aniž by to veřejně vytrubovalo. Děti v něm proto mohou přemýšlet obdobně, jako přemýšlí při řešení problémů běžného života Nevhodné vlastnosti Je dalším z těch, které se soustředí na detail/kód Prostředí nenabízí žádný náhled na celkovou architekturu vyvíjeného programu Děti, které v něm programují, se sice rychle naučí dělat jednoduché programy, ale jakmile se program stane jenom trochu složitější, začnou v něm bloudit

13 Prostředí BlueJ V našich kurzech používáme pro vstup do světa programování vývojové prostředí BlueJ Ani toto prostředí není dokonalé jeho autoři do něj zakomponovali řadu vynikajících vlastností, které však nedotáhli do konce a ani se k tomu nechystají Před několika lety bylo naštěstí převedeno mezi otevřené programy Postupně proto se studenty v rámci jejich závěrečných prací doplňujeme toto prostředí o funkcionalitu, která by umožnila prodloužit etapu, při níž studenti funkční programy bez nutnosti kódování Nová verze jazyka umožňuje tuto etapu výrazně prodloužit Viz Java 8 Učebnice objektové architektury pro mírně pokročilé

14 Na čem se právě pracuje Další rozvíjení a následné testování metodiky Architecture First Automatizace testování architektury studentských prací metodami dynamického testování skleněné skříňky Zlepšování použitelnosti vývojového prostředí BlueJ v úvodních lekcích vstupních kurzů programování vývoj upraveného prostředí označovaného BlueJ++ Připojení systému BlueJ++ jak zásuvného modulu do profesionálních prostředí NetBeans rozpracováno Eclipse IntelliJ Idea

15 Grada Spolupráce s nakladatelstvím Grada Dohoda o zavedení sekce pro vznikající publikace, jejichž polotovary bude lze stáhnout zdarma Inspirováno některými zahraničními nakladatelstvími Vyvoláno zpožděními při vzniku definitivní verze některých knih

16 Děkuji za pozornost Rudolf Pecinovský mail: ICQ: