СЕКЦИЯ
Цифровые образовательные практики

Дулетов Д. Е.

РГПУ им. А. И. Герцена

г. Санкт-Петербург

Подход к отбору содержания при обучении алгоритмизации и программированию учащихся основной школы на примере разработки компьютерных игр

Статья рассматривает методику отбора содержания при обучении алгоритмизации и программированию учащихся основной школы на основе разработки компьютерных игр в системе дополнительного образования. Анализируются преимущества игрового подхода, включая повышение мотивации, развитие креативного мышления и практическое применение алгоритмических концепций. Рассматриваются основные этапы создания игр и соответствующие им навыки, формируемые в процессе обучения. Приведены критерии оценивания игровых проектов, учитывающие как технические, так и творческие аспекты.

Duletov D. E.

HSPU

St. Petersburg

Approach to Content Selection in Teaching Algorithmisation and Programming to Basic School Pupils on the Example of Computer Games Development

The article considers the methodology of content selection in teaching algorithmisation and programming to basic school pupils on the basis of computer games development in the system of supplementary education. The advantages of the game approach are analysed, including increase of motivation, development of creative thinking and practical application of algorithmic concepts. The main stages of game creation and corresponding skills formed in the process of learning are considered. Criteria for evaluating game projects are given, taking into account both technical and creative aspects.
Целью данной статьи является рассмотрение подхода к отбору содержания при обучении алгоритмизации и программированию учащихся основной школы на основе создания компьютерных игр в рамках дополнительного образования. Опыт обучения алгоритмизации и программированию в рамках дополнительного образования показывает, что учащиеся проявляют интерес к изучению этого раздела информатики даже за рамками школьной программы [1]. Они готовы к более глубокому погружению в предмет. Стандартный курс информатики зачастую охватывает лишь основы работы с компьютером, базовые алгоритмы и программирование на начальном уровне, тогда как некоторые дети стремятся изучать сложные языки программирования и разрабатывать собственные проекты.
Использование компьютерных игр в обучении алгоритмизации и программированию обладает рядом преимуществ [2]:
·Высокая мотивация – разработка игр делает процесс обучения более увлекательным, повышая интерес учащихся к программированию.
  • Практическая направленность – разработка игр требует применения алгоритмических концепций на практике, что способствует лучшему усвоению материала.
  • Развитие креативности – создание игровых механик и визуальных элементов стимулирует творческое мышление.
  • Постепенное усложнение – игровые проекты позволяют адаптировать уровень сложности к подготовке учащегося, обеспечивая дифференцированный подход, важный в условиях смешанных групп дополнительного образования.
  • Формирование предметных навыков – работа над играми развивает логическое мышление, умение работать с кодом, анализировать и исправлять ошибки.
Игра как учебная задача – это прием, при котором процесс разработки игры используется в образовательных целях для формирования и закрепления знаний, умений и навыков учащихся. В контексте обучения информатике и программированию игровая задача представляет собой структурированную проблему, решение которой требует применения алгоритмических, логических и творческих методов.
Игры можно разделить на два основных класса – обучающие и проектные. Главная цель обучающих игр – освоение нового материала и закрепление старых понятий. Главная цель проектных игр – синтез учеником новых идей и реализация творческих способностей. Таким образом если обучение программированию строится на разработке игр, то успех освоения базовых понятий будет зависеть от выбранного содержания обучающих игр-задач.
Рассмотрим основные этапы разработки игры и соответствующие им навыки, которые формируются в процессе [3]:
  • Анализ и разбор аналогичной игры – изучение структуры заданного преподавателем игрового проекта, выделение и классификация объектов и событий. На этом этапе развивается аналитическое мышление.
  • Создание концепции и сюжета собственной игры – формирование игровой идеи, разработка сценария, что способствует развитию креативности и воображения.
  • Создание игровых объектов – работа в графических редакторах для разработки визуальных элементов игры, что развивает творческие способности и навыки самовыражения.
  • Программирование сценариев движения объектов – проектирование логики передвижения игровых элементов, что способствует пониманию алгоритмизации и освоению математического аппарата.
  • Обработка игровых событий – программирование реакций на действия игрока и изменения в игровом процессе, что закрепляет конструкции используемого языка программирования и углубляет понимание программных проектов.
  • Проектирование дополнительных уровней – разработка новых игровых пространств и механик, что стимулирует абстрактное мышление и творческое самовыражение.
Не все вышеперечисленные этапы необходимы для создания обучающих игр, так как зачастую они проще, чем проектные. Также некоторые этапы могут быть пропущены для облегчения задачи и дифференциации сложности разработки игры.
При создании игр используется множество понятий из школьного курса информатики и выходящих за его пределы. Обучающие игры можно разделить по изучаемым при их разработке понятиям.

Таблица 1. Классификация игр

Категория игр

Примеры игр

Понятия школьного курса информатики

Понятия, выходящие за пределы школьного курса

Игры с ветвлением

Камень, ножницы, бумага

Переменная, Условие, Ветвление, Ввод, Вывод

Логические операции

Циклические игры

Угадай число, Текстовый квест

Цикл, Вложенный цикл

Случайные числа

Игры со словарями

Виселица, Города

Процедура, Массив, Строка, Файл

Чтение файлов, Словарь

Игры с графическим интерфейсом

Кликер, Шахматы [4]

Пиксель, Координаты, Управление с ожиданием

Класс, Окно, Виджет, Событие

Игры с персонажем

Арканоид

Анимация, Управление по требованию

Столкновение


Отдельно стоит рассмотреть тему оценивания игр. Поскольку, в отличии от обычных программ, у игр нет правильности ответа или точности выполнения алгоритма в критериях оценивания важно учитывать все аспекты разработки. Критерии оценивания игр в рамках курса программирования дополнительного образования могут включать следующие аспекты:
  • Точность реализации алгоритма – многие игры в своей основе предполагают выполнение конкретных элементов программирования (циклы, условия, функции, массивы и др.).
  • Работоспособность и стабильность – корректность работы игры, отсутствие критических ошибок.
  • Игровая механика – реализация ключевых игровых процессов (управление персонажем, взаимодействие с игроком, обработка событий).
  • Качество кода – читаемость, структурированность и соблюдение принципов хорошего программирования.
  • Графика и интерфейс – уровень визуального оформления, удобство управления, понятность интерфейса.
  • Оригинальность и креативность – степень уникальности идеи, новизна игровых механик, творческий подход.
  • Самостоятельность выполнения – уровень участия учащегося в разработке, степень использования готовых решений.
  • Презентация и объяснение кода – умение объяснить свою работу, данный пункт используется только для проектов с презентацией.
Эти критерии позволяют комплексно оценивать как технические, так и творческие аспекты игровых проектов, помогая учащимся не только освоить программирование, но и развивать креативное и логическое мышление.
В качестве примера приведем разработку игры Space Defender в соответствии с приведенными выше этапами. На первом этапе необходимо проанализировать оригинальную игру и выявить главные игровые объекты – космический корабль и метеориты. Далее необходимо визуализировать игровые объекты – подобрать изображения, цвета и шрифты. Затем следует изучение новых концепций – движение метеоритов по изначально заданной траектории и движение игрока по нажатию клавиш. После объяснения ученикам необходимо реализовать программу для управления этими объектами. Самая сложная часть игры – взаимодействие между метеоритами и игроком. При их столкновении у игрока должны уменьшаться жизни. После изучения коллизии ученики дополняют программу необходимым кодом. В качестве дополнительных заданий для усложнения могут быть предложены игровые механики стрельбы, таймера и увеличения метеоритов с течением времени. Это позволит дифференцировать сложность игры для учащихся с разным уровнем успеваемости. Ниже представлен один из проектов, созданных учениками.

Рис. 1 – Space Defender


Данный проект соответствует всем представленным выше критериям, кроме последнего, так как для обучающих игр не предусматривается презентация.
Анализ практики использования разработки игр в обучении алгоритмизации и программированию в системе дополнительного образования в течение трёх лет продемонстрировал их эффективность в повышении удержания учащихся. В частности, применение данного подхода позволяет сохранить около 50% обучающихся при реализации двухлетней образовательной программы, что свидетельствует о высокой мотивационной ценности игровых технологий в процессе освоения программирования.
Заключение
В процессе обучения алгоритмизации и программированию учащихся основной школы подход к отбору содержания является ключевым аспектом, определяющим эффективность образовательного процесса в дополнительном образовании. Эффективный подбор учебного материала должен обеспечивать дифференцированный подход к обучению, способствуя как углубленному изучению дисциплины, так и развитию интереса к информационным технологиям среди детей с различным уровнем подготовки.

Литература:
  1. Дженжер, В. О. Изучение дисциплины "Алгоритмизация и программирование" в системе дополнительного образования детей / В. О. Дженжер, С. А. Герасименко // Образовательные технологии. – 2001. – № 7. – С. 12-16.
  2. Сейдаметова, С. М. Игра как активная форма обучения на уроках информатики и ИКТ / С. М. Сейдаметова, С. Н. Романовская // Проблемы педагогики. – 2016. – № 2(13). – С. 32-36.
  3. Жемчужников, Д. Г. Разработка динамических игр как средства обучения программированию / Д. Г. Жемчужников // Вестник МГПУ. Серия: Информатика и информатизация образования. – 2010. – № 20. – С. 49-51.
  4. Емельянов, Д. А. Освоение принципов объектно-ориентированного программирования в ходе разработки игровых программ / Д. А. Емельянов // Педагогическое образование в России. – 2016. – № 7. – С. 169-177. – DOI 10.26170/po16-07-24.
ВОПРОСЫ И КОММЕНТАРИИ
Made on
Tilda