Создание онлайн-курса «Разработка компьютерных игр» для обучения основам алгоритмизации и программирования будущих учителей информатики

Стремительное развитие цифровых технологий в современном обществе оказывает значительное влияние на тенденции в сфере образования. Меняется взгляд на организацию процесса обучения и взаимодействие участников образовательной среды; расширяется круг информационных и цифровых средств, применяемых в учебных целях: все чаще используются разнообразные образовательные платформы, электронные журналы, системы управления обучением, площадки для онлайн-курсов, увеличивается их количество, как от частных организаций, так и от государственных учреждений [2; 13].

Наряду с этим в стране на высоком уровне продолжает держаться спрос на специалистов IT-направлений, где их ключевые навыки тесно связаны с алгоритмизацией и программированием. В связи с чем возрастает важность обучения подрастающего поколения программированию в интересной и понятной для них форме. Наибольшей популярностью сегодня пользуется сетевое взаимодействие при обучении программированию с использованием коммуникационных технологий для повышения качества образования [1; 6].

При сетевом взаимодействии педагог реализует возможности организации общего учебного информационного пространства, совместной деятельности участников образовательного процесса в сети; постановки с обучающимися системы общих целей, ценностей и критериев оценки деятельности; презентации продуктов этой деятельности и др. [10].

Анализ образовательной практики позволил выделить задачи, приоритетно решаемые при сетевых взаимодействиях [Там же]: активизация интеллектуальных процессов обучающихся с побуждением у них внутреннего диалога; создание условий для понимания и усвоения учащимися новой информации; индивидуализация педагогического взаимодействия, где учащиеся переводятся в позицию субъектов воздействия; организация двусторонней связи с обменом информацией между участниками образовательного процесса.

Для обучения информатике в новых информационных реальностях важна готовность педагога грамотно использовать цифровые технологии, для чего у него должен

быть сформирован комплекс следующих компетенций: организовывать проектную деятельность, работу в группах с взаимным обучением; направлять обучающихся в дискуссиях и дебатах; создавать и применять интерактивные образовательные ресурсы, где важное значение имеют интерактивные учебные презентации и плакаты, разработанные педагогом для публичных выступлений; использовать различные сервисы, предоставляемые сетью Интернет, среди которых все большую популярность набирают сервисы с искусственным интеллектом и др.

А.А. Никандров и К.Р. Пиотровская, анализируя образовательную практику, отмечают растущую популярность организации сетевого взаимодействия на онлайн-курсах с интеграцией их контента в очное обучение с использованием программ смешанного типа [9]. На онлайн-курсах как правило подобное взаимодействие организуется с предоставлением контента, включающего короткие видеолекции, различные учебные материалы в цифровом формате, интерактивные тренажеры и задания, дискуссионные форумы, электронные тесты и др. [8; 9]. При организации взаимодействия участников образовательного процесса в сети важна как площадка, где будет реализовано взаимодействие, так и готовность учителя проектировать подобную деятельность для онлайн-обучения.

На сегодняшний день отсутствует строгое определение понятия «онлайн-курс». Многие исследователи под онлайн-курсом понимают один из видов электронного обучения на основе современных информационных и сетевых технологий. В рамках нашего исследования будем опираться на формулировку Н.В. Гречушкиной, которая под онлайн-курсом подразумевает «вид электронного обучения, т.е. организованный целенаправленный образовательный процесс, построенный на основе педагогических принципов, реализуемый на основе технических средств современных информационных (в том числе информационно-коммуникационных) технологий и представляющий собой логически и структурно завершенную учебную единицу, методически обеспеченную уникальной совокупностью систематизированных электронных средств обучения и контроля» [3, с. 127].

Многие исследователи отмечают, что благодаря повсеместному распространению сетевых форм взаимодействия участников образовательного процесса появилась необходимость анализа и обобщения положительного опыта, накопленного в образовательных учреждениях при проектировании, развертывании и внедрении онлайн-курсов [4; 10; 11; 14]. Обсуждается опыт использования различных стратегий онлайн-обучения, где наибольшей популярностью пользуется смешанное и гибридное обучение как в вузах, так и в общеобразовательных школах. И.Б. Государев и Ю.В. Корнилов при анализе опыта электронного обучения отмечают существование связи между частотой обращения обучающихся на онлайн-курсах к материалам курсов и количественными характеристиками академической успеваемости студентов [4]. Авторы отмечают, что использование онлайн-платформ и информационных технологий позволяет повысить вовлеченность студентов при онлайн-обучении, что ведет к повышению качества обучения и эффективности организации обучения на онлайн-курсах.

В данном аспекте большее вовлечение и повышение эффективности обучения на онлайн-курсах может обеспечить технология геймификации, которая является, с одной стороны, эффективным инструментом при обучении информатике, а с другой – требует достаточно высокого уровня профессиональной компетенции педагога, много времени и трудозатрат при подготовке к занятиям. Многие педагоги отмечают, что современные школьники и студенты растут в среде, которая насыщена развлекательным визуальным и мультимедийным контентом, что влияет на восприятие информации и процесс их обучения в дальнейшем, так как образовательная деятельность без привычных и привлекательных для них оболочек кажется им сложной и рутинной [5; 7]. Существенную по- мощь в организации обучения основам алгоритмизации и программирования для современной молодежи могут оказать компьютерные игры, являющиеся частью технологии геймификации.

Элементы технологии геймификации можно реализовать на онлайн-курсе в совокупности с современными методами обучения программированию, например, при разработке компьютерных игр через визуальные среды. При этом будущие учителя информатики после самостоятельной разработки компьютерных игр в процессе изучения основ алгоритмизации и программирования, помимо вовлечения в процесс обучения, учатся подбирать и разрабатывать игры, которые они в дальнейшем будут предлагать к созданию своим будущим ученикам. Все выше сказанное приводит к необходимости внесения изменений в подготовку будущих учителей информатики к использованию новых технологий, методов и средств обучения школьников программированию на основе геймификации.

Данный подход реализуется в Волгоградском государственном социальнопедагогическом университете (ВГСПУ) на факультете математики, информатики и физики на основе онлайн-курса «Разработка компьютерных игр» для будущих учителей информатики.

Онлайн-курс расположен на платформе, которая была разработана для преподавателей, студентов и учителей Волгограда и Волгоградской области для реализации сетевой поддержки процесса обучения и организации взаимодействия участников образовательного процесса в социальной сети ВГСПУ. Учебные курсы* онлайн-платформы являются частью социальной сети университета**, через которую осуществляется качественная связь студента с преподавателем. Данная онлайн-платформа создана на основе CMS WordPress, обеспечивающей организацию совместного процесса создания, редактирования и управления контентом. CMS WordPress позволяет [10; 12]: предоставлять преподавателям инструменты для создания и публикации собственного контента, дающего возможность организовывать совместную работу; интегрировать на платформу аудио, видео, образовательный мультимедийный контент из сервисов сети Интернет и др.; управлять контентом (хранение, контроль версий; представление информации в удобном виде); осуществлять соблюдение режима доступа; добавлять тесты и опросы; использовать средства мониторинга (распределять обучающихся по группам, получать доступ к файлам и текстовым отчетам, автоматически собирать рейтинговые баллы, выгружать результаты обучающихся в табличном виде) и др. Обучение на платформе совмещается с обучением в онлайн-комнатах в режиме видеоконференции, работой над совместными проектами и документами.

Важной особенностью данной онлайн-платформы является возможность разработки учебных курсов самими преподавателями с использованием удобных и интуитивно понятных инструментов, что вносит изменения в традиционную модель разработки программного обеспечения. Преподаватели могут непрерывно улучшать разработанные ими онлайн-курсы, адаптировать их с учетом изменившихся потребностей и интересов студентов не только постфактум, но и в режиме реального времени. Это повышает мотивацию студентов к получению новых знаний и их стремление улучшить свою успеваемость. Таким образом, курсы постоянно обновляются, а студенты получают быструю оперативную связь с преподавателями за счет современного контента и реализованной возможности обмена сообщениями участников образовательного процесса.

Многолетняя апробация образовательной платформы и на ее основе создаваемых преподавателями университета онлайн-курсов взаимодействия в социальной

Рис. 1. Главная страница онлайн-курса «Разработка компьютерных игр»

сети ВГСПУ показала эффективность, востребованность среди преподавателей и студентов [10].

При подготовке к обучению программированию будущих учителей информатики с самого начала обучения в университете были выявлены следующие проблемы:

• 1.    При поступлении в вуз часто выпускники школ имеют разный уровень знаний и навыков в области информатики и, в частности, в программировании.

• 2.    Многие студенты сталкиваются со сложностями, возникающими в процессе изучения программирования в рамках традиционных подходов к обучению.

• 3.    Большинство учащихся первого курса испытывают трудности с использованием информационных и коммуникационных технологий при организации сетевого взаимодействия.

• 4.    Возникает необходимость формирования у будущих учителей качеств личности, связанных с готовностью применять нестандартные и креативные идеи при разработке своих проектов, например, компьютерных игр, которые не только помогут осваи-

• вать основы программирования им и их будущим ученикам в школе, но и будут заинтересовывать учащихся, стимулировать развитие их творческих и коммуникативных способностей.

• 5.    Становится важным создание ситуаций для будущих учителей информатики по приобретению опыта представления результатов собственной деятельности, анализа деятельности других, применения методов рефлексии для дальнейшего использования данного опыта в профессиональной деятельности при обучении школьников основам алгоритмизации и программирования.

Данные проблемы хорошо решаются с использованием онлайн-курса «Разработка компьютерных игр», созданного в рамках нашего исследования, на основе образовательной платформы ВГСПУ*. Ресурс разработан для студентов первого курса педагогического направления профиля «Математика, Информатика». Главная страница онлайн-курса показана на рисунке 1, где представлены основные разделы (рис. 1 на стр. 125).

Каждый раздел направлен на определенный тематический блок, содержащий страницы с теоретическим материалом и разнообразными заданиями. Например, первые два раздела посвящены актуализации и получению знаний по теме «Алгоритмизация и программирование», знакомству будущих учителей с процессом разработки компьютерных игр, в частности, с визуальными средами программирования. Также первый раздел содержит входное анкетирование для студентов, которое дает возможность определить уровень осведомленности учащихся в области программирования и разработки игр. В конце курса предложено выходное анкетирование, позволяющее отследить изменение мнения студентов после прохождения курса и оценить эффективность и качество разработанного материала.

Стоит отметить, что изучение нового материала происходит в активной форме, где часть информации подается в готовом виде, а часть добывается студентами самостоятельно через предложенные задания. При этом на каждом уровне темы предоставлен специальный шаблон с вопросами и заданиями, при выполнении которых учащиеся осваивают новые инструменты (например, знакомятся и работают с разными визуальными средами разработки игр), учатся анализировать и искать информацию из разных источников. Такой подход позволяет увеличить процент запоминаемости изучаемого материала, так как студенты активно вовлечены в процесс получения новых знаний.

Поскольку часто возникает ситуация наличия разного уровня подготовки учащихся первого курса в области алгоритмизации и программирования, необходимо уделить особое внимание изучению данных тем. В результате этого на нашем курсе реализовано изучение основ алгоритмизации в форме групповой деятельности с применением онлайн-сервисов для сетевого взаимодействия. Пример заданий представлен на рисунке 2. Учащимся предлагается поделиться на небольшие команды (мини-группы по 2–3 человека), каждая из которых выполняет задания и в дальнейшем совместно представляет результат своей работы. Группы могут взаимодействовать очно (на занятиях в аудитории, при самостоятельной работе в аудитории на СРС) и удаленно (в чате группы, в онлайн-комнатах с видеосвязью для каждого проекта). Независимо от выбранного способа работы команды выполняют задания в совместном онлайн-документе, заранее подготовленном преподавателем. После представления итогов групповой работы учащимся необходимо выполнить индивидуальные задания для закрепления материала. На этих занятиях решается проблема выбора и использования современных средств для обучения школьников теме «Алгоритмизация и программирование»: студенты знакомятся с разными видами сервисов для построения блок-схем. Данный блок помогает будущим учителям информатики решить сразу несколько проблем, связанных с ор-

Заполните таблицу, в которую нужно внести свои ФИО в выбранную вами команду для дальнейшей работы:

Задание 1.

• ・    Группа 1 ССЫЛКА

• ・    Группа 2 ССЫЛКА

Задание 2.

Изучите и обсудите приложенный ниже файл с теоретической информацией и выполните задания, предложенные по ссылке в совместном документе, где вы записывались в мини-группы.

Для быстрого и удобного создания блок-схем можно использовать онлайн-сервисы, представленные ниже (дополнительные материалы).

• 8 качестве отчета приложите скачанный файл с выполненными злданиями.

Ссылки на оилайм*комнаты при удаленной работе:

• 1.    Группа 1. Ссылка на онлайн-комнәту: ПЕРЕһТ/

• 2.    Группа 2. Ссылка на онлайн-комнату: ПЕРЕЙТИ

Дополнительные материалы:

• 1.    Онлайн-сервис для рисования блок-схем: ССЫЛКА

  Тем» 1. Компьютерные нгрм дга* мобил ьмык устройств

  • Входное «тіетиромм>«е

  

  ma« 2. Оеоб«ммостх рмрвбфгз

  
  

  комп**отфмв*ж игр

  . ^»мст 3. Компыотермые игрш дм о6уч«миа р*з«ел*и •.чгормтмимчии и грограммироваммя

  ▼ Тем» 2. 8иэу*я»мм« среды дм р*хр>*ботки аоилшкжрмшх игр

  • •    ЗфмйТИв 1, BiQyAAfeMt** ф«£*< И блочмме комстр ) «14И*

  • •    3*мвтме 2. Основы алгормтыммц^м

  • •    З—OTRt 3. И*м>^8мдуал»и«>>е мдвнив

  • >    Те*** 3. Создание игрм «Поймай мемя». Кту««ение ли»*йньос апгермтмо*

  • >    Тем* 4. Дорвбстк. игрш сЛоаАмаА ыетм». Изумепие разеетвляющиков алгоритмов

  • >    Тем* 5 СоіАвтме приложения для рисования. Изучение і*жлое

  , Раэрвботи ічги^еидуалвного проект*

  • >    Защита икдиемд^альных проектов

  • .    Очем» лало«а#е ыатермалм

  
  

• 2.    Diagram5.net (рекомендуем в нем работать) — онл^йнчерөис для рисования различных схем, в том числе и блок-схем: ССЫЛКА

• 3.    Описание пяти бесплатных сервисов для создания блок-схем: ССЫЛКА

Рис. 2. Пример заданий для организации групповой работы на онлайн-курсе с использованием сервисов для сетевого взаимодействия ганизацией групповой и совместной онлайн-деятельности учащихся; подбором средств обучения, которые могут быть интересны школьникам (рис. 2).

Следующие три раздела (темы 3, 4 и 5) направлены на получение практических навыков разработки проектов в визуальной среде App Inventor и демонстрацию того, как можно внедрять изучение основных понятий алгоритмизации в процессе создания игр. Каждая тема разбита на 2 этапа: создание игры по инструкции и выполнение индивидуального задания (самостоятельно внести в игру определенные дополнения). Ключевой особенностью здесь являются инструкции по разработке определенного этапа игры, которые представлены в двух форматах (рис. 3 на стр. 128):

• 1)    Интерактивная презентация, разработанная в сервисе УДОБА и встроенная на курс. Презентация содержит теоретический материал в текстовом и видео-формате, интерактивные задания для студентов по теории и пошаговую инструкцию, включающую в себя видео-уроки, анимированные gif-изображения и блок-схемы.

• 2)    PDF-файл с пошаговым выполнением заданий для более опытных студентов. Файл содержит теорию и последовательность действий по разработке игры с соответствующими комментариями и блок-схемами.

После создания итоговой игры наступает этап разработки и защиты индивидуального проекта. Студенты, познакомившись со средой App Inventor, создают собственные

Рис. 3. Пошаговые инструкции по разработке игры в визуальной среде: 1) слайды интерактивной презентации, 2) pdf-инструкция игры, реализуя свои творческие идеи, работая над каждой деталью (подбирают дизайн игры и игровые элементы, продумывают сюжет и механику игры, составляют программу и блок-схемы к ее основным частям). Вдохновиться идеями учащиеся могут через просмотр коллекции проектов студентов предыдущего курса и общедоступной библиотеки визуальной среды MIT App Inventor. Примеры игр, получившиеся у студентов на итоговом этапе онлайн-курса, представлены на рисунке 4: «Тетрис», «Oh My Spikes», «Крестики-нолики», «Шагомер», «Лопни шарики» (рис. 4).

Презентация разработанных проектов осуществляется очно или с использованием онлайн-технологий. Учащиеся готовятся к защите проектов, следуя выделенным критериям оценки, в которые входят требования по наполняемости игры, содержанию презентации и активности самих учащихся в процессе выступления одногруппников. Студенты в процессе демонстрации результатов рассказывают о своих целях, особенностях игры, а также с какими трудностями они столкнулись при разработке. Большинство учащихся предлагают другим оценить их игру на своих мобильных устройствах. Некоторые слайды презентаций с защиты проектов показаны на рисунке 5 (презентации разных студентов первого курса) (рис. 5).

Рис. 4. Примеры индивидуальных проектов студентов, разработанных в App Inventor

Презентация игры “Лабиринт”

Рис. 5. Примеры слайдов презентаций с защиты индивидуальных проектов

Презентация игры **Со6ери букет"

Полым* обыктоа

Mw*«m а*** « 9・.

Экраны после победы и проигрыша

Таким образом, с помощью данного курса студенты – будущие учителя информатики:

• •    актуализируют знания по теме «Алгоритмизация и программирование», восполняя существующие пробелы после школы;

• •    изучают базовые понятия по алгоритмизации через разработку игр в интерактивной и интересной форме, благодаря чему программирование перестает быть таким пугающим и сложным;

• •    знакомятся с новыми способами подачи материала по данной теме, получают набор современных инструментов обучения школьников основам программирования;

• •    применяют различные информационные и коммуникационные технологии для организации совместной и групповой деятельности в процессе своего обучения;

• •    принимают активное участие в проектной деятельности, получая опыт работы в команде, оформления и защиты проекта;

• •    развивают творческие способности и креативное мышление в процессе создания своих игр и приложений;

• •    создают готовые методические проекты и идеи для своих будущих учеников, на примере которых можно изучать ключевые понятия темы «Алгоритмизация и программирование»;

• •    приобретают опыт по подготовке презентации своей деятельности и выступлению перед аудиторией, по оценке и анализу результатов деятельности других студентов;

• •    по мере прохождения онлайн-курса дают обратную связь по пройденному материалу и оценку онлайн-курса, что в дальнейшем позволяет разработчикам (преподавателям) улучшить содержание и структуру учебного курса.

Важно отметить, что данный курс является начальным звеном в системе подготовки будущих учителей информатики к обучению школьников программированию. В дальнейшем они углубляют свои знания в области программирования на других предметных курсах и методических дисциплинах, на которых могут применять полученные знания и навыки при создании собственных учебных материалов и уроков.

Результаты обучения на онлайн-курсе, а также анализ обратной связи со студентами по ходу обучения дают возможность сделать выводы, что данное построение и организация онлайн-курса, совместная и проектная деятельность при обучении основам алгоритмизации и программирования в процессе разработки компьютерных игр позволяют существенно повысить качество подготовки будущих учителей информатики к будущей профессиональной деятельности.