ПРОПЕДЕВТИКА ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ В ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАТИКЕ

Михаил Александрович Плаксин; Андрей Александрович Щелкунов

doi:10.25559/SITITO.14.201804.1000-1011

Михаил Александрович Плаксин Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»; Пермский государственный национальный исследовательский университет http://orcid.org/0000-0002-6288-8610
Андрей Александрович Щелкунов Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» http://orcid.org/0000-0002-4286-2632

DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.14.201804.1000-1011

Аннотация

Статья содержит методические материалы для включения в школьный курс информатики темы «Параллельные вычисления», а именно описание компьютерных игр «Танковый экипаж», «Рой роботов», «Пожарные танки». Две первые были представлены на предыдущих конференциях, поэтому описаны кратко. В первой игре требуется запрограммировать совместные действия членов танкового экипажа по уничтожению огневых точек противника. Сюжет второй игры – снаряжение космической экспедиции. Для этого группа роботов должна загрузить в космические корабли контейнеры с топливом и продовольствием. В случае объединения усилий нескольких роботов проявляется системный эффект: увеличивается физическая сила роботов и их интеллектуальный уровень. С точки зрения программирования происходит изменение количества исполнителей и их возможностей. В игре «Пожарные танки» группа пожарных машин должна потушить пожар. Эта игра – самая сложная. По сравнению с первой игрой у членов экипажа усложнена система команд. Из «Роя роботов» перенесен системный эффект от объединения усилий нескольких пожарных машин. Добавлены два совершенно новых аспекта: два уровня параллельности (параллельные действия танков и членов экипажа каждого танка) и динамическое изменение окружающей среды (сгорание объектов и распространение пожара в зависимости от направления и силы ветра). В 2018/19 уч.г. эта игра используется в межрегиональных Интернет-конкурсах для школьников и студентов «Параллельное программирование – с пелёнок (2018)!» и «ТРИЗформашка-2019» (межрегиональном конкурсе по информатике, системному анализу и теории решения изобретательских задач (ТРИЗ)).

Сведения об авторах

Михаил Александрович Плаксин, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»; Пермский государственный национальный исследовательский университет

кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра информационных технологий в бизнесе, Пермский филиал; доцент, кафедра математического обеспечения вычислительных систем

Андрей Александрович Щелкунов, Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

магистрант, Пермский филиал

Литература

[1] Kirkpatrick K. Parallel Computational Thinking. Communications of the ACM. 2017; 60(12):17-19. DOI: 10.1145/3148760
[2] Plaksin M.A. "Perm version" of the initial course of informatics. Informatics and education. 2003; 1:84-90. (In Russian)
[3] Plaksin M.A. TRIZformatics: A Metasubject Uniting Computer and Intelligence Technologies of Information Processing (Response to Information Society Challenge). Programming and Computer Software. 2011; 37(6):279-283. DOI: 10.1134/S0361768811060053
[4] Plaksin M.A. TRIZformatics: A metasubject uniting computer and intelligence technologies of information processing (Response to Information Society Challenge). Programmirovanie = Programming and Computer Software. 2011; 37(6):26-32. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17112942 (accessed 10.06.2018). (In Russian)
[5] Plaksin M.A., Ivanova N.G., Rusakova O.L. Informatika: uchebnik dlja 3 klassa: v 2 ch. [Informatics: the textbook for grade 3: 2 parts]. M.: BINOM. Laboratorija znanij, 2013. (In Russian)
[6] Plaksin M.A., Ivanova N.G., Rusakova O.L. Informatika: uchebnik dlja 4 klassa: v 2 ch. [Informatics: the textbook for grade 4: 2 parts]. M.: BINOM. Laboratorija znanij, 2013. (In Russian)
[7] Plaksin M.A. "Supercomputers" vs "parallel programming". "Parallel programming" vs "joint activities". How to study the topic of "parallel computing" in high school? Modern Information Technologies and IT-Education. 2015; 11(1):302-309. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=25024598 (accessed 10.06.2018). (In Russian)
[8] Plaksin M.A. Some methodical tools for propaedeutics parallel computing in school informatics. Modern Information Technologies and IT-Education. 2016; 12(3-1):219-227. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=27411995 (accessed 10.06.2018). (In Russian)
[9] Plaksin M.A., Tsaplin S.V. Propaedeutics Parallel Computing in School Informatics: the Topic "Swarm of Robots" in the Competition "TRIZformashka-2017". Modern Information Technologies and IT-Education. 2017; 13(4):276-288. (In Russian) DOI: 10.25559/SITITO.2017.4.432
[10] Ivanova N.G., Plaksin M.A., Rusakova O.L. TRIZformashka [The contest TRIZformashka]. Informatika. Prilozhenie k gazete «Pervoe sentyabrya» = Informatics. No. 5 (606), 1-15.03.2010, pp. 3-19. (In Russian)
[11] Yadav A., Stephenson C., Hong H. Computational thinking for teacher education. Communications of the ACM. 2017; 60(4):55-62. DOI: 10.1145/2994591
[12] Kalelioglu F. A new way of teaching programming skills to K-12 students: Code.org. Computers in Human Behavior. 2015; 52:200-210. DOI: 10.1016/j.chb.2015.05.047
[13] Marcelino M.J., Pessoa T., Vieira C., Salvador T., Mendes A.J. Learning Computational Thinking and scratch at distance. Computers in Human Behavior. 2018; 80:470-477. DOI: 10.1016/j.chb.2017.09.025
[14] Tsalapatas H., Heidmann O., Alimisi R., Houstis E. Game-Based Programming Towards Developing Algorithmic Thinking Skills In Primary Education. Scientific Bulletin of the „Petru Maior” University of Tîrgu Mureş. 2012; 9(1):56-63. Available at: http://www.oalib.com/paper/2701059?btwaf=76205623#.XHbw7IgzbIU (accessed 10.06.2018).
[15] Gürbüz H., Evlioğlu B., Erol Ç.S. et al. “What’s the Weather Like Today?”: A computer game to develop algorithmic thinking and problem-solving skills of primary school pupils. Education and Information Technologies. 2017; 22(3):1133-1147. DOI: 10.1007/s10639-016-9478-9
[16] Debabi W., Bensebaa T. Using Serious Game to Enhance Learning and Teaching Algorithmic. Journal of e-Learning and Knowledge Society. 2016; 12(2):127-140. DOI: 10.20368/1971-8829/1125
[17] Topal A.D., Budak E.Ç., Geçer A.K. The effect of algorithm teaching on the problem-solving skills of deaf-hard hearing students. Program. 2017; 51(4):354-372. DOI: 10.1108/PROG-05-2017-0038
[18] Zvonkin A.K., Kulakov A.G., Lando S.K., Semenov A.L., Shen A.K. Algoritmika: 5-7 klassy: Uchebnik i zadachnik dlya obshcheobrazovatel'nykh uchebnykh zavedeniy [Algorithms: 5-7 classes: the textbook and book of problems for schools]. M.: Drofa, 1997. 304 p. (In Russian)
[19] Kuchev A.D., Plaksin M.A. Propaedeutics of Parallel Computing in School Informatics. The Computer Game “Tank Crew”. Informatics in school. 2016; 9(122):42-48. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=27538413 (accessed 10.06.2018). (In Russian)