Применение интерактивных игровых тренажеров для развития алгоритмического мышления обучающихся на уроках русского языка и литературы

Ключевые слова: алгоритмическое мышление, информатизация обучения, русский язык, литература, цифровой ресурс, коммуникативная деятельность, онлайн-конструктор, еТреники

Abstract

The use of interactive game simulators for the development of algorithmic thinking of students in Russian language and literature lessons

Svetlana Yu. Novoselova , Narine M. Smerechinskaya

Problem and goal. The model of formation of competitive qualities of a graduate of a modern digital school assumes that he has a culture of thinking, the ability to generalize, analyze, perceive information, set goals and choose ways to achieve it. The development of relevant skills is actively taking place in the lessons of computer science, mathematics, physics, chemistry. However, the Russian language and literature have a certain didactic potential for the formation of the ability to perform mental operations, choosing the optimal way to achieve the goal, etc. The expediency of using interactive simulators to support the communicative activity of students in the study of the Russian language and literature in order to form algorithmic thinking is substantiated. Metodology. The possibilities of designers of interactive simulators for various purposes are analyzed: for the development of online games (Lingo Play, Kid Mama), quests (Learnis), mobile phones (Alice's Resort, Kotovasia), for creating puzzles, charades, crosswords, metagrams and puzzles with riddles, quizzes. To evaluate the input conditions, testing was used, including blocks on the Russian language, literature, and computer science. The experimental study was conducted in the MOE Secondary School No. 25 of Sochi named after Hero of the Soviet Union S.E. Voitenko at the lessons of Russian language, literature, computer science. The participants of the experiment were 46 schoolchildren from the sixth grades. To create interactive game simulators in the classroom, the online designer of “eTrenics” is used (services “Kokla,” “Krypton,” “Morphanki,” “UFO,” “Potato”). Statistical processing of the results was performed using Pearson's chi-square test. Results. Students study services for creating interactive game simulators, use them to process new words, memorize spelling rules, and the plot of works of art. Statistically significant differences in the qualitative changes that occurred in the system according to the levels of development of algorithmic thinking were revealed. Conclusion. Described the features of the presented version of the use of interactive game simulators for the development of algorithmic thinking of schoolchildren in Russian language and literature lessons: inter-network interaction, the design of simulators according to the rules of the Russian language or the plot of the work, the intensification of learning, taking into account the specifics of the “clip” thinking of adolescents.

Проблема и цель

алгоритмическое мышление обучающийся игровой тренажер

Генеральная Ассамблея ООН при инициативе ЮНЕСКО объявила 2022 год Международным годом фундаментальных наук We are all invited to celebrate basic sciences for sustainable development // IYBSSD2022. URL: https://www.iybssd2022.org/en/home/ (accessed: 25.04.2022).. Предложение поддержано международными союзами теоретической и прикладной физики (IUPAP), научным советом (ISC). Российская академия наук присоединилась к инициативе. В рамках соответствующей деятельности запланированы совместные мероприятия с вузами и школами. Их цель - распространить влияние фундаментального знания на технологии, образование и культуру.

Для того чтобы будущие выпускники могли соответствовать высоким требованиям изменяющегося мира, ориентированного на глобализацию и цифровизацию, подготовка в современных школах должна проходить по новым школьным стандартам [1], в частности включать целенаправленную работу по формированию основ финансовой грамотности, креативного и алгоритмического мышления и т. п. По выводам П.С. Сорокина, Ю.А. Вятской, современный школьник должен уметь определять цель предстоящей деятельности, прогнозировать результат и адекватно его оценивать, мыслить критически, структурировать полученные знания, уметь переходить от частного к общему и наоборот и т. д. [2].

Формирование перечисленных умений и навыков, согласно Д.Б. Сильва, Р.Д.Л. Агиар, Д.С. Двконло, С.Н. Силла, составляет основу алгоритмического мышления обучающихся [3].

В ходе анализа учебно-методической литературы Т.П. Пушкарева, Т.А. Степанова, В.В. Калитина заключают, что при изучении основ алгоритмизации и программирования в современной школе «выпадает очень продуктивный возраст для формирования алгоритмического мышления - 5-6 классы» [4].

Е.А. Архипова отмечает, что современных подростков называют поколением Z или цифровым поколением [5]. Подростки с ранних лет привыкают пользоваться гаджетами и с легкостью осваивают новинки в области технологий. В то же время именно работа на компьютере, проектирование и программирование «игровых компьютерных миров» при создании специальных условий может положительно повлиять на развитие алгоритмического мышления [6]. На необходимость дополнительного исследования алгоритмизации процесса обучения предметам художественного-эстетического цикла, активного применения средств ИКТ при работе с литературными, музыкальными произведениями указывает Ю.А. Веретнова [7].

Б.Д. Кейн, К.К. Кин, С. Рейнольдс определяют, что значимыми для современной дидактики являются вопросы усиления коммуникативно-деятельностного подхода в преподавании предметов [8]. Этот подход, по мнению Дж. Чжан, К. Ван, А. Муту и В.М. Варатараджу, предполагает активизацию всех видов речевой деятельности (чтения, письма, слушания, говорения) в их единстве и взаимосвязи при изучении любой учебной дисциплины [9].

«Русский язык» как предмет гуманитарного цикла занимает важное место в развитии коммуникативных навыков [5]. Предметные образовательные результаты дисциплин «Русский язык» и «Литература» содержат такие коммуникативные умения, как: владение навыками различных видов чтения и информационной переработки прочитанного материала; способность адекватно понимать, интерпретировать и комментировать тексты; способность принимать участие в диалоге с выполнением норм современного русского литературного языка и речевого этикета и др. Л.В. Парунина, А.В. Бабикова на экспериментальных данных доказывают, что одной из технологий, позволяющих обеспечить достижение образовательных результатов в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования, является, например, технология развития критического мышления [10]. В качестве примера ее реализации авторы подробно описывают схему и эффект работы приема «Составление алгоритма». Также Е.А. Архипова замечает, что, например, в учебнике «Русский язык. 6 класс» М.М. Разумовской, С.И. Львовой, В.И. Капинос и В.В. Львова Разумовская М.М., Львова С.И., Капинос В.И., Львов В.В. Русский язык. 6 класс: учебник: в 2 ч. // 11klasov.net. URL: https://pdf.nklasov.net/16069-russkij-jazyk-6-klass-v-2-h- chastjah-uchebmk-razumovskaja-mm-lvova-si-kapinos-vi-lvov-vv.html (дата обращения: 29.04.2022). алгоритмы активно используются, учащиеся изучают структуру и принципы построения алгоритма. Учителя-новаторы в школах реализуют варианты организации целенаправленной деятельности на уроках русского языка, литературы по составлению алгоритмов и получению нового знания на основе системно-деятельностного подхода Активные приемы обучения на уроках русского языка и литературы в школе // Eduneo.ru. URL: https://www.eduneo.ru/aktivnye-priyomy-obucheniya-na-urokax-russkogo-yazyka-i- literatury-v-shkole/ (дата обращения: 28.04.2022)..

И.С. Злобина, Н.В. Резепова, Н.В. Уткина, О.С. Рублева предлагают для формирования иноязычной коммуникативной компетентности использовать интерактивные тренажеры, рабочие листы [11]. Авторы указывают, что эффективность интерактивных тренажеров определяется именно тем, что они помогают установить непосредственные связи между конкретным словом и его образом. Кроме того, виртуальная среда взаимодействия обучающихся с программным средством обеспечивает дополнительные условия для познавательной активности, помогает сделать занятие более эмоциональным и занимательным [6].

Материалы исследования Р. Барака, Э. Белостока, Д.К. Кастро, М. Санчес позволяют обоснованно утверждать, что применение интерактивных ресурсов при обучении языку позволяет обеспечить дополнительные условия для развития творческих возможностей человека [12]. Эти возможности (способности), согласно выводам А. Уитфилд, проявляются в мышлении, чувствах, речи и других видах деятельности (в говорении, аудировании, чтении, письме) [13].

Анализ перечисленных выше научных трудов позволяет выявить проблему, связанную с необходимостью дополнительного изучения вопросов формирования алгоритмического мышления на уроках русского языка и литературы. В статье представлено исследование, направленное на обоснование эффективности использования интерактивных игровых тренажеров при обучении школьников на уроках русского языка и литературы как средства развития алгоритмического мышления.

Методология. Применялись следующие методы: анализ и обобщение литературы при обзоре научных теорий по развитию алгоритмического мышления; определение современных программных средств для формирования целеустремленности, объективности и точности, логичности и последовательности в планировании и выполнении своих действий, умения четко и лаконично выражать свои мысли при работе с учебными текстами.

Использовались конструкторы интерактивных тренажеров различного назначения: для онлайн-игр (Lingo Play, Kid Mama); квестов (Learnis), мобильных телефонов («Курорт Алисы», «Котовасия»), для ребусов, шарад, кроссвордов, метаграмм и головоломок с загадками, викторины. Также проанализированы различные цифровые сервисы для создания собственных игровых интерактивных тренажеров: онлайн-конструкторы «еТреники» еТреники. URL: https://etreniki.ru/, Kid Mama Kid Mama. URL: http://kid-mama.ru/category/trsnazhery/onlajn-trsnazheiy-po-russkomu-yazyku/ и мобильные приложения «Котовасия» Котовасия. URL: https://cleverappssg.com/game/scramble, «Грамотей 2 Школьникам - Диктант» Грамотей 2 Школьникам - Диктант. URL: https://apps.apple.com/ru/app/id1492440583.

В качестве критериев для отбора использованы следующие: тип ресурса (онлайн/офлайн), финансовая основа (бесплатный/коммерческий), функциональные возможности (дидактический материал, виды тестов, варианты применения на этапах урока, поддержка индивидуальной/фронтальной/групповой работы на усмотрение учителя), интерфейс и дизайн. На основе аналитической работы был выбран сервис для создания онлайн-конструкторов «еТреники».

Его достоинства: русскоязычный интерфейс, бесплатное отечественное программное обеспечение, возможность при помощи браузера создавать небольшие веб-приложения - игровые интерактивные тренажеры, межпредметный характер разрабатываемых заданий, творческая площадка для педагогов цифровой школы, возможность редактировать размеры шрифтов, учет возрастных особенностей восприятия и стиля мышления школьников.

Работа в среде онлайн-конструктора осуществляется с учетом принципов системно-деятельностного подхода к обучению: при составлении набора слов происходит понимание взаимосвязей, принципов и алгоритмов словообразования; активизируется внимание и память; развивается воображение; формируются навыки быстро ориентироваться в стремительном потоке информации (например, поступление игровых блоков в тренажере «Кокла»).

Для получения актуальных сведений об эффективности применения интерактивных игровых тренажеров для развития алгоритмического мышления обучающихся на уроках русского языка и литературы применяются эмпирические методы: наблюдение за коммуникацией всех участников взаимодействия (например, при разборе слов по составу); анализ скорости и качества «перетаскивания» игровых блоков; обсуждение результатов работы с тренажерами (например, когда требуется вставить пропущенные буквы или обозначить морфему, в которой пропущена буква).

Для оценки входных условий использовано тестирование, включающее следующие блоки «Русский язык», «Литература», «Базовые алгоритмические конструкции». Также применяются вспомогательные методы компьютерной обработки данных: оформление в виде таблиц, диаграмм, графиков, презентаций и pdf-файлов.

В результате первоначальной диагностики каждый обучающийся набирал от 0 до 150 баллов. Для определения уровня сформированности алгоритмического мышления (по сумме всех трех блоков) были введены уровни «низкий» (от 0 до 69 баллов включительно), «средний» (от 70 до 133 баллов включительно), «высокий» (более 134 баллов).

Экспериментальное исследование проведено в МБОУ СОШ № 25 г. Сочи имени Героя Советского Союза С.Е. Войтенко на уроках русского языка, литературы, информатики. Участники эксперимента - 46 школьников шестых классов. Средний возраст респондентов составил 12 лет (65 % девушек и 35 % юношей). Статистическая обработка результатов выполнена при помощи критерия х2 Пирсона.

Результаты и обсуждение

Алгоритмическое мышление и системный подход - это метапредметные навыки, которые нужно формировать у обучающихся как можно раньше. В общем случае мышление является центральным элементом для становления психического развития гармоничной личности. Необходимость формирования мышления является важной задачей на каждой ступени обучения. Развитое алгоритмическое мышление - это залог успешности, необходимый атрибут получения востребованной профессии. При этом школьникам вовсе не обязательно в будущем становиться разработчиками или аналитиками больших данных [14]. Приобретенные знания помогут обучающимся в дальнейшем получить востребованную Индуст - рией 4.0 профессию и стать высококвалифицированным специалистом цифрового общества.

Для алгоритмического мышления характерны следующие черты: умение находить последовательность действий, необходимых для решения поставленной задачи, и выделение в общей задаче ряда более простых подзадач, решение которых приведет к решению исходной задачи.

В ходе аналитической работы с литературой обосновано, что именно работа с учебными текстами (анализ, критическое оценивание) представляет для представителей поколения Z особую трудность. Это связано с тем, что клиповость их мышления направлена, прежде всего, на поиск ключевых слов, понятий, без опоры на формальные и семантические признаки, характеризующие текст. Как отмечает А. Такер, поступки персонажей художественного произведения, факты текста не анализируются, аналогии/ассоциации при составлении выводов не учитываются [15].

В проводимом исследовании взаимодействие обучающихся с интерактивными тренажерами рассматривается как интеллектуально направленная и развлекательно-познавательная деятельность, подчиненная определенной последовательности действий (шагов в алгоритме).

Онлайн-конструктор - сетевой ресурс, в котором обычный пользователь без специальных знаний может запустить игровой интерактивный тренажер или создать собственный.

Основная цель эксперимента заключалась в проверке эффективности применения интерактивных игровых тренажеров для развития алгоритмического мышления обучающихся. На первом этапе эксперимента педагогом были проанализированы современные достижения лингводидактики относительно потенциала цифровых сервисов, интерактивных средств для обучения.

Определено, что развитие алгоритмического мышления предполагает формирование умений точно следовать правилу, конкретной последовательности действий. Для того чтобы реализовать полученные выводы на занятиях по русскому языку и литературе, было принято решение в курсе школьной информатики рассмотреть сервис для создания онлайн-конструкторов «еТреники». Полученные интерактивные тренажеры могут использоваться и в аудитории, и в онлайн-режиме, и при индивидуальном обучении.

Школьникам на этапе первоначальной диагностики было предложено ответить на вопросы тестирования, включающего следующие блоки «Русский язык» (50 баллов), «Литература» (50 баллов), «Базовые алгоритмические конструкции» (50 баллов). Примеры вопросов по каждому блоку представлены далее.

I блок («Русский язык»)

1. Из нижеперечисленных слов выберите примеры качественных и относительных прилагательных. Распределите названия в таблице, учитывая заданные параметры.

2. Составите алгоритм написания синквейна.

3. Петя составил последовательность действий для написания синквей- на. Является эта последовательность действий алгоритмом? Внесите соответствующие изменения. Определите, что получится в результате.

II БЛОК («ЛИТЕРАТУРА»)

1. Дан фрагмент текста из литературного произведения (например, «У лукоморья дуб зеленый...»). Можно ли поменять местами 2-й и 3-й абзацы данного текста? Почему?

2. Прочитайте рассказ А.П. Чехова «Налим» и составьте алгоритм, который, описывает как пятеро мужчин пытаются выловить крупного налима.

3. Имеется последовательность - порядок действий для Принца, который ищет Золушку. Расположите действия Принца в таком порядке, чтобы он смог найти нужную ему девушку (хозяйку туфельки).

III блок («Базовые алгоритмические конструкции»)

1. Прослушайте песню «Кабы не было зимы» из советского мультфильма «Простоквашино». Составьте по словам песни алгоритм, который описывает, каких забав будут лишены ребята, если не будет снежной и холодной зимы.

2. Имеется последовательность - порядок действий для запуска программы Paint. Расположите действия в таком порядке, чтобы пользователь действительно смог открыть графический редактор.

3. Составьте алгоритм для перехода пешехода через дорогу с учетом сигналов светофора.

Результаты измерения, проведенного до начала эксперимента, представлены в таблице.

Результаты измерений по уровню развития алгоритмического мышления