AgentSheets - AgentSheets

AgentSheets
	Инструмент AgentSheets
Парадигма	объектно-ориентированный, образовательный, Разговорное программирование
Разработано	Александр Репеннинг
Впервые появился	1991; 29 лет назад
Стабильный выпуск	4.0 / 19 мая 2014; 6 лет назад
Платформа	JVM
Лицензия	проприетарный
Интернет сайт	www.agentsheets.com
Под влиянием
	Лисп, Логотип, Болтовня
Под влиянием
	Etoys, Царапать

AgentSheets был первым современным языком программирования для детей. Идея AgentSheets состояла в том, чтобы преодолеть синтаксические проблемы, встречающиеся в распространенных текстовых языках программирования, с помощью механизмов перетаскивания, концептуализирующих команды, такие как условия и действия, как редактируемые блоки, которые можно было бы объединить в программы. AgentSheets используется для создания мультимедийных проектов, таких как игры и интерактивные симуляции. Основными строительными блоками AgentSheets являются агенты, которые представляют собой интерактивные объекты, программируемые с помощью правил. Используя условия, агенты могут распознавать вводимые пользователем данные, включая мышь, клавиатуру, а в некоторых версиях даже распознавание речи и содержимое веб-страницы. Используя действия, агенты могут перемещаться, издавать звуки, открывать веб-страницы и вычислять формулы.

AgentSheets изначально считалась Кибер-обучение^[1] инструмент для обучения студентов программированию и связанным с ними навыкам в области информационных технологий с помощью игрового дизайна.

AgentSheets поддерживается учебной программой для средних и старших классов под названием Scalable Game Design, согласованной с ISTE. Национальные стандарты образовательных технологий (СЕТИ). Миссия этого проекта состоит в том, чтобы заново изобрести информатику в государственных школах, мотивируя и обучая всех учащихся, включая женщин и недостаточно представленные сообщества, изучать информатику через игровой дизайн, начиная с уровня средней школы. В рамках этой учебной программы студенты создают все более сложные игры и, как часть этого процесса, узнают о вычислительных концепциях на уровне вычислительного мышления, которые имеют отношение к игровому дизайну, а также к вычислительной науке. Учебный план доступен через Scalable Game Design Wiki.^[2] Исследования, посвященные мотивационным аспектам обучения информатике в государственных школах, в настоящее время изучают возможность внедрения игрового дизайна в репрезентативных регионах США, включая технологические центры, центральную часть города, сельские районы и отдаленные / племенные районы. Предыдущее исследование уже показало, что игровой дизайн с AgentSheets доступен для всех, независимо от пола, а также этнической принадлежности и не ограничивается учащимися, интересующимися видеоиграми.^[3]

Результаты, достижения^[4] программы NSF ITEST, проведенного при поддержке исследования, посвященного изучению мотивационных и образовательных аспектов внедрения информатики в средней школе, чрезвычайно позитивны с точки зрения мотивационных уровней, количества участников и участия женщин и недопредставленных сообществ. Участие очень велико, потому что большинство средних школ, участвовавших в исследовании, сделали масштабируемый игровой дизайн модулем, который является частью существующих обязательных курсов (например, мощность компьютера с клавиатурой и розеткой). Многие из средних школ обучают всех своих учеников масштабируемому игровому дизайну, достигая в некоторых школах более 900 учеников в год в каждой школе. Из более чем 1000 студентов, участвовавших в проекте в первом семестре, более 52% составляли девушки. Из девочек 85% понравился курс масштабируемого игрового дизайна, а 78% хотели бы пройти еще один курс игрового дизайна.

Дизайн

Встроенный перетаскивание язык достаточно доступен, чтобы студенты, не имеющие опыта программирования, могли сделать свои собственные простые Frogger -подходит для игры, и опубликует ее в Интернете в их первую сессию. В то же время AgentSheets достаточно мощен, чтобы создавать сложные Симс -подобные игры с искусственный интеллект. Чтобы перейти от визуального программирования к более традиционному программированию, студенты могут преобразовать свои игры в Ява исходный код.

Подобно электронной таблице, таблица агентов представляет собой вычислительную сетку. В отличие от электронных таблиц, эта сетка содержит не только числа и строки, но и так называемых агентов. Эти агенты представлены изображениями, могут быть анимированы, издавать звуки, реагировать на действия мыши / клавиатуры, могут читать веб-страницы, могут говорить и даже распознавать речевые команды (Mac). Эта сетка хорошо подходит для построения вычислительная наука приложения, моделирующие сложные научные явления с участием до десятков тысяч агентов. Сетка полезна для построения агентных симуляций, включая клеточные автоматы или модели на основе диффузии. Эти модели используются в самых разных приложениях. Как работает селевой оползень? Когда рушится мост? Насколько хрупки экосистемы? Эта способность поддерживать игры, а также приложения для вычислительной техники с включением научных визуализаций делает AgentSheets уникальным вычислительное мышление инструмент, который используется в информатике и КОРЕНЬ образование.

Как используется AgentSheets

AgentSheets используется во многих контекстах по всему миру:

Ученики средней школы создают пищевой сети симуляции для изучения сложности экологические системы
Учащиеся компьютерных клубов средней школы создают компьютерные игры, начиная от простых классических аркад, таких как Frogger к сложным играм на основе ИИ, таким как Симс.
Учащиеся старших классов используют AgentSheets как инструмент рассказывания историй и моделирования исторических событий, таких как Сезар Чавес бойкот винограда^[5]
Старшеклассники моделируют хищная добыча миров и проанализированных данных, созданных с помощью электронных таблиц и графиков
Научные программы после школы показывают учащимся, как создавать свои собственные научные симуляции, начиная от моделирования лесных пожаров и заканчивая распространением вирусов.
Учащиеся старших классов используют AgentSheets как введение в инструмент программирования^[6]
На курсах для выпускников и бакалавров по дизайну образовательных игр используются таблицы AgentSheets для создания прототипов, тестирования, доработки и публикации простых образовательных игр.^[7]
Исследования в области искусственного интеллекта и совместных агентов, например, Антиобъекты

История

Первоначальной целью этого исследования было изучение новых моделей вычислительного мышления. Первый прототип AgentSheets был запущен в 1989 г. Колорадский университет, НКАР, Соединительная машина 2. Connection Machine - это высокопараллельный компьютер с количеством процессоров до 65 536. Осознав, насколько сложно было программировать машину соединений, понимание того, что «циклы ЦП всегда будут в конечном итоге дешевле, чем когнитивные циклы», привело к исследованию нескольких новых парадигмы программирования:

Правила перезаписи графических файлов на основе агентов: (1991) Такое поведение, как поезд, следующий по железнодорожным путям, можно указать с помощью правил до / после. Эти правила могут быть созданы программирование на примере. Пользователь скажет системе следить за поездом; пользователь переместит поезд по железнодорожному пути на один шаг и остановит запись; система создаст правило, позволяющее поездам следовать по железнодорожным путям. Правила перезаписи графических файлов на основе агентов позже также использовались в KidSim / Какао / Создатель инструмент для программирования детей.
Семантические правила перезаписи: (1994) Стало ясно, что правила графической перезаписи на основе агентов, используемые в AgentSheets91 и KidSim / Cocoa / Creator, недостаточно эффективны для ряда приложений, которым требуются более общие шаблоны. Например, было просто создать правило, заставляющее поезд следовать по прямому участку пути, но количество правил быстро увеличивалось, когда пытались заставить поезда следовать всем комбинациям поворотов и перекрестков. Правила семантической перезаписи могут интерпретировать правила топологически. С помощью одного правила пользователь мог создать законченный поезд, который следует за поведением железнодорожного полотна.
Программирование по аналогичным примерам: (1995) Новое поведение можно создать с помощью аналогий. Например, поведение автомобиля можно описать как аналогию с поездами. Автомобиль движется по дороге, как поезд по рельсам. Проблемой этого подхода является концептуальная обработка исключений. Аналогии часто бывают неполными или слишком общими. Это требует, чтобы пользователи могли уточнять программы, созданные методом программирования по аналогичным примерам.
Тактильное программирование: (1996) AgentSheets становится первой в мире образовательной средой программирования с перетаскиванием. Интерфейсы перетаскивания можно использовать для создания синтаксически правильных программ. В Visual AgenTalk (VAT), языке визуального программирования, основанном на правилах, пользователи создают правила, перетаскивая условия и действия из палитр. Тактильный аспект Visual AgenTalk позволяет пользователям с помощью перетаскивания понимать, что делают программы. Перетаскивая условия, действия, правила и даже методы на агентов, они видят последствия вызова фрагмента программы без необходимости писать тестовую программу. Подобное программирование перетаскивания позже можно будет найти в Etoys язык (часть Писк ), в Алиса И в Царапать.
AgentSheets Inc.: (1996) При поддержке Национального научного фонда AgentSheets стал коммерческим продуктом. Модель программирования была расширена, добавлено больше способов взаимодействия (например, распознавание речи (Mac)), улучшена научная визуализация (например, построение трехмерных графиков в реальном времени (Mac)), а AgentSheets локализованы (например, для японского и Греческий).
Масштабируемый игровой дизайн: (2008) Бесплатная учебная программа на основе игрового дизайна, охватывающая идеи вычислительного мышления от начальной до аспирантуры, основанная на AgentSheets. Миссия Scalable Game Design заключается в следующем: Переосмысление информатики в государственных школах путем мотивации и обучения всех учащихся, включая женщин и недостаточно представленные сообщества, изучению информатики с помощью игрового дизайна, начиная с уровня средней школы. Проект финансируется Национальным научным фондом.
Разговорное программирование: (2010) AgentSheets 3 - первая в мире среда программирования, поддерживающая вычислительное мышление, предоставляя информацию о значении программы. В отличие от подходов к визуальному программированию, которые помогают только с синтаксическими проблемами, такими как устранение пропущенных точек с запятой, диалоговое программирование помогает с семантикой, которая является смыслом вашей программы. Верно ли это условие прямо сейчас? Сработает ли это правило? Почему это правило не работает? Агент диалогового программирования расскажет обо всем этом и многом другом ненавязчивым способом.

Смотрите также

Веб-моделирование (WBS)

внешняя ссылка

[1] Киберобучение, определенное Национальным научным фондом

[2] Wiki по масштабируемому игровому дизайну В архиве 26 августа 2011 г. Wayback Machine

[3] публикации, связанные с проектом Scalable Game Design В архиве 15 апреля 2009 г. Wayback Machine

[4] «Результаты масштабируемого игрового дизайна» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2010-06-10. Получено 2010-02-21.

[5] «Проект бойкота винограда с симуляцией». Архивировано из оригинал на 2008-05-14. Получено 2008-10-01.

[6] Пример программы GK-12 NSF с использованием AgentSheets: проект Memphis Tri-P-LETS В архиве 2 сентября 2006 г. Wayback Machine

[7] примеры игр, называемых гамлетами

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]