Агенткубы

Агенткубы
	визуальное программирование на основе правил
Парадигма	объектно-ориентированное , образовательное , диалоговое программирование
Разработано	Александр Репеннинг
Впервые появился	2006 год ; 18 лет назад
Стабильная версия	3.0 / 18 марта 2020 г .; 4 года назад
Платформа	HTML5
Лицензия	собственный
Веб-сайт	агентские листы .с
Под влиянием
	AgentSheets , Lisp , Логотип , Smalltalk
Под влиянием
	Царапать

AgentCubes — это образовательный язык программирования для детей, позволяющий создавать 3D и 2D онлайн-игры и симуляции. Основное применение AgentCubes — это инструмент вычислительного мышления, обучающий детей вычислительному мышлению посредством разработки игр и симуляций на основе учебной программы масштабируемого игрового дизайна. ^[1]

Подобно электронной таблице, агентный куб представляет собой сеточную организацию. Агент-куб — это четырехмерная организация, состоящая из строк, столбцов и слоев-кубов, содержащих стопки программируемых агентов. Такая организация на основе сетки полезна для создания широкого спектра приложений, начиная от аркадных игр в стиле 1980-х годов, таких как Pac-Man, и заканчивая 3D-играми и простой моделью на основе агентов . Агентам могут быть предоставлены созданные пользователем трехмерные фигуры, они могут вычислять формулы, перемещаться по сетке, менять внешний вид, воспроизводить звуки, анимировать себя и отправлять сообщения друг другу.

AgentCubes был разработан при поддержке Национального научного фонда . Исследование показало, могут ли учащиеся K-12 освоить модели вычислительного мышления при разработке игр, и, если позже, эти ученики смогут использовать эти модели вычислительного мышления для передачи навыков для создания STEM-симуляций.

История

AgentCubes вдохновлен AgentSheets , который в 1995 году представил современное программирование блоков перетаскивания. ^[2] В частности, AgentCubes перешел от 2D к 3D-проектированию, включая высокодоступную технологию 3D-моделирования, называемую Inflatable Icons. Исторически сложилось так, что и AgentSheets, и AgentCubes основаны на раннем прототипе параллельного программирования для детей, работающем на Connection Machine 2, суперкомпьютере с массовым параллелизмом. Идея массовых параллельных вычислений была перенесена и на AgentCubes, но без необходимости использования суперкомпьютерного оборудования.

AgentCubes Desktop (2006). Первой реализацией AgentCubes было настольное приложение для MacOS/Windows.
АгентКубс Онлайн (2012). AgentCubes Online имеет тот же пользовательский интерфейс, но полностью переписан на основе веб-технологий, таких как HTML5, JavaScript и WebGL.

AgentCubes Online использовался в крупных проектах профессионального развития учителей Национального научного фонда на национальном уровне в США и при поддержке частных фондов в таких странах, как Мексика и Швейцария. В 2017 году было создано 1 млн проектов. AgentCubes Online теперь доступен на английском, испанском, немецком, итальянском и французском языках.

Инструмент вычислительного мышления

С целью формирования специалистов по вычислительному мышлению , а не обязательно программистов , AgentCubes, а до этого AgentSheets, имеют цель стать инструментами вычислительного мышления, а не инструментами программирования. Инструменты вычислительного мышления делают обучение информатике практичным в K-12, сочетая инструменты поддержки программирования со инструментами поддержки творчества:

Инструменты поддержки программирования. Помимо поддержки синтаксических задач, решаемых с помощью программирования блоков перетаскивания, инструменты поддержки программирования также решают семантические и прагматические проблемы. Например, AgentCubes решает прагматичные задачи и помогает процессу отладки, поддерживая изучение того, что программы означают в конкретных ситуациях.
Инструменты поддержки творчества: Исследования показали тесную связь между мотивацией студентов к программе и способностью создавать свои собственные проекты. AgentCubes расширил это понятие, включив инструменты, которые сделают 3D-моделирование доступным и даже включат возможность 3D-печати созданных объектов.

Программирование в AgentCubes основано на формализме параллельных условных правил IF/THEN. ^[3] Списки условий и действий можно объединить в правила. Правила могут быть оформлены как методы с именами, которые могут вызываться другими правилами. В духе инструментов вычислительного мышления обычно можно реализовать игры и симуляции с небольшим количеством правил. Например, полную игру в стиле Pac-Man, включающую сложный искусственный интеллект, позволяющий призраку совместно выслеживать Pac-Man, можно написать всего за 10 правил. Аналогичными инструментами, основанными на правилах, являются ToonTalk или Kodu от Microsoft .

Ссылки

^ Репеннинг, А., Уэбб, округ Колумбия, Ко, К.Х., Никерсон Х., Миллер, С.Б., Брэнд, К. и др., «Масштабируемый игровой дизайн: стратегия внедрения системного образования в области компьютерных наук в школы посредством игрового дизайна и Создание моделирования» , Труды по компьютерному образованию (TOCE), том. 15, стр. 1–31, 2015 г.
^ А. Репеннинг, «Выход за рамки синтаксиса: уроки 20 лет блочного программирования в AgentSheets». Архивировано 28 апреля 2019 г. в Wayback Machine , Journal of Visual Languages and Sentient Systems, vol. 3, с. 24, 2017
^ Турецкий, Д., «Как маленьким детям следует подходить к программированию?» , Архив журнала компьютерных наук в колледжах, том 29, выпуск 1, октябрь 2013 г.

[1] Репеннинг, А., Уэбб, округ Колумбия, Ко, К.Х., Никерсон Х., Миллер, С.Б., Брэнд, К. и др., «Масштабируемый игровой дизайн: стратегия внедрения системного образования в области компьютерных наук в школы посредством игрового дизайна и Создание моделирования» , Труды по компьютерному образованию (TOCE), том. 15, стр. 1–31, 2015 г.

[2] А. Репеннинг, «Выход за рамки синтаксиса: уроки 20 лет блочного программирования в AgentSheets». Архивировано 28 апреля 2019 г. в Wayback Machine , Journal of Visual Languages and Sentient Systems, vol. 3, с. 24, 2017

[3] Турецкий, Д., «Как маленьким детям следует подходить к программированию?» , Архив журнала компьютерных наук в колледжах, том 29, выпуск 1, октябрь 2013 г.

[1]

[2]

[3]