Vers un exerciseur adaptatif pour apprendre la programmation en autonomie Programmer's ...

15 Pages·2014·1.74 MB·French

Vers un exerciseur adaptatif pour
apprendre la programmation en autonomie
Programmer’s Learning Machine
[email protected]
E´quipe-projet Algorille, Nancy
Journ´ee MOOC Lab
13 janvier 2014
Computational Science of Computer Systems
Computational Science
Complex models to understand and predict the studied phenomenons
Large-Scale Distributed Systems
(cid:73) Complex hierarchies : grid, cluster, multicore
(cid:73) Massive parallelism : 106 cores (109 in 2020)
(cid:73) Heterogeneity (GPU, SOC); Dynamicity
Scientific Challenge: Study system correctness and performance
(cid:73) Need for adapted scientific instruments, combining approaches
(cid:73) Modeling to understand system dynamics; Simulation to predict experiments
SimGrid scientific instrument
(cid:73) Versatile, validated, usable (dozens papers per year by hundreds)
(cid:73) Full-featured model-checker toward formal verification of MPI applications
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Mon exp´erience d’enseignant
L’autre moiti´e du temps
(cid:73) Enseignant depuis ma maˆıtrise, depuis 2005 `a Telecom Nancy
(cid:73) D’abord sur mes recherches, mais niveau des ´el`eves faible en programmation
(cid:73) Depuis 2006 : bases de l’aglo-prog (algo, Java, scala, C, shell, syst`emes)
Constat : seuls ceux qui savent programmer avant savent apr`es
(cid:73) Les autres ont des probl`emes avec if au bout de 6 mois!
Comment aider ceux qui en ont besoin?
(cid:73) E´normes diff´erences de niveaux en entr´ee : ceux qui savent trustent la parole
(cid:73) Expliquer les bases de base : aussi difficile qu’enseigner `a faire du v´elo
(cid:73) Si seulement ils pouvaient bosser par eux-mˆemes...
(cid:73) ... si seulement nos TP pouvaient ˆetre moins arides et plus attirants
PLM : Programmer’s Learning Machine (2008)
(cid:73) D´evelopp´e (avec G. Oster) pour une mise `a niveau pseudo-autonome tutor´ee
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PLM aujourd’hui
Exerciseur interactif d´edi´e `a la programmation
(cid:73) Outil interactif et graphique pour apprendre `a coder
(cid:73) C’est en forgeant qu’on devient forgeron (et qu’on apprend `a aimer ¸ca)
entity
Code area
ongoing
Mission text World view execution
Interactive
controls
console logs
Usage classique
(cid:73) On lit la mission `a gauche, on compare `a droite l’´etat initial et l’´etat d´esir´e
(cid:73) On tape le code, on clique sur un bouton, et ¸ca s’anime `a droite
(cid:73) Boucle de feedback tr`es courte (et motivante pour les ´el`eves)
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Bonnes propri´et´es de PLM
(cid:73) L’interface est bilingue anglais/franc¸ais (soon italien?)
(cid:73) Les exercices sont trilingues Java/Scala/Python (+javascript/ruby?)
(cid:73) Mode d´emo, ex´ecution pas-`a-pas, vitesse d’animation pas `a pas, sessions
(cid:73) Plusieurs mondes parall`eles pour mieux tester le code ´el`eve
(cid:73) Documentation embarqu´ee dans l’outil
L’univers des buggles
(cid:73) Bouger : avancer, tourner, reculer. Getter/setter de position et de direction
(cid:73) Buggle : getter/setter de couleur, de couleur de brosse, lever/baisser
(cid:73) Interactions : Lire la couleur de la case; Lire / ´ecrire du texte par terre
(cid:73) Baggles : Des biscuits qu’on trouve par terre, et qu’on peut ramasser
(cid:73) Murs : tester leur pr´esence; ils sont infranchissables
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D’autres univers
Diff´erents types d’univers pour diff´erentes situations-probl`emes
L’univers des tortues
(cid:73) Moins d’interaction avec le monde, mais virages au degr´e pr`es
(cid:73) Avance, recule, tourne, l`eve/baisse crayon, getter/setter d’angle et position
(cid:73) C’est le logo classique, toujours efficace pour la r´ecursivit´e
L’univers des tris
(cid:73) Un tableau, auquel on acc`ede par les builtins uniquement
(cid:73) D´ecompte exact des acc`es et comparaisons identification de l’algo de tri
(cid:73) Une vue temporelle pour voir (et comparer)(cid:59)la chronologie de l’algorithme
Encore plus d’univers
(cid:73) Drapeau hollandais, Cr´epier, Baseball multicolor : variation sur les tris
(cid:73) Bat : tests simples de fonctions, `a la jUnit
(cid:73) Hano¨ı : les tours; Lightbot : jeu / casse tˆete
(cid:73) Ajouter un univers : 100 `a 300 lignes de Java
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Nos ´el`eves travaillent par eux-mˆemes
Des gens utilisent l’environnement
Dans twitter Dans Debian
Mais je ne sais pas qui!
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Notre progression p´edagogique en CS0
Objectif : tactical programming
(cid:73) Le B-A-BA de la programmation : ´ecrire des trucs de base sans difficult´e
(cid:73) Que ce ne soit plus un probl`eme quand les algos seront non-triviaux
Impl´ementation language-agnostic (Java, Python, Scala)
(cid:73) Instructions (et commentaires)
(cid:73) Conditionnelles (+40 exercices Bat pour savoir ´ecrire des tests logiques)
(cid:73) Boucles while; switch cases (+ 3 exos d’applications)
(cid:73) Les variables
(cid:73) Boucles for et do/while
(cid:73) M´ethodes (+5 exos qui forcent `a factoriser le code)
(cid:73) M´ethodes avec r´esultat, avec param`etres
(cid:73) Tableaux (+12 exos d’applications, certains en Bat)
(cid:73) Application:parcoursdetableau2D(5exos)lesturmites(turing2D–4exos)
160 exos sc´enaris´es, pour plus de 40h de bonheur
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C’est mˆeme document´e dans PLM directement
Malheureusement, ceci n’est pas g´en´er´e automatiquement (pas toujours `a jour)
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