Модел на учебно-познавателна дейност за създаване на компютърни игри

Донка Иванова Чардакова

СУ „Саво Савов“, гр. Пирдоп

Резюме:

Създаването на компютърни игри може да бъде ефикасен инструмент за изучаване на програмиране, защото повишава мотивацията на учениците, подобрява логическото им мислене, ангажира ги в интерактивни дейности, подпомага изучаването на определено съдържание и др. В настоящата статия е представен модел на учебно-познавателна дейност за създаване на компютърни игри апробиран в часовете по информатика в 8. клас.

Ключови думи:

Информатика, модел, учебно-познавателна дейност, компютърна игра

Съдържание:

Създаването на компютърни игри може да бъде ефикасен инструмент за изучаване на програмиране, защото повишава мотивацията на учениците, подобрява логическото им мислене, ангажира ги в интерактивни дейности, подпомага изучаването на определено съдържание и др.

Моделът на обучение, в инструментален смисъл, се обозначава като схема или план за действие на учителя при осъществяването на образователния процес. Негова основа е преобладаваща дейност на учениците, която се организира и изгражда от учителя.

Използването на научни модели за проектиране на обучението, може да предостави концептуални инструменти за визуализиране, насочване и управление на процесите за създаване на висококачествени материали в образованието. В научната литература има стотици модели за дизайн на обучение, но основните разлики между тях са минимални.

В този случай е използван модела ASSURE. Той е създаден през 1999 г. от Хайнрих и Моленда и представлява ръководство за проектиране на обучение, включващо мултимедия и технология за подобряване на учебната среда от конструктивистка гледна точка. Името му е акроним на неговите компоненти.

Принципната схема на модела има следния вид:

В предложения модел се използва специализан софтуер за създаване на компютърни игри. Наборът от софтуерни инструменти за създаване на игра обикновено се нарича двигател за игри или платформа за разработка на игри. Има много и различни видове двигатели за игри, но най-известните от тях са: Unity Engine, Unreal Engine, Godot Engine, Construct 2, GameMaker. Те могат да бъдат сравнявани по различни показатели, но най-използваните са представени в таблицата:

*** QuickLaTeX cannot compile formula:
35 на месец.</td>
</tr>
<tr>
<td width="94"><strong>Unreal Engine</strong></td>
<td width="100">C++, Blueprints</td>
<td width="79">3D</td>
<td width="104">Crossplatform</td>
<td width="98">патентован софтуер</td>
<td width="152">Безплатен (хонорари върху брутния приход)</td>
</tr>
<tr>
<td width="94"><strong>Godot Engine</strong></td>
<td width="100">GDScript, C#, Visual Script, GDNative</td>
<td width="79">2D, 2.5D, 3D</td>
<td width="104">Crossplatform</td>
<td width="98">MIT -отворен лиценз</td>
<td width="152">Безплатен</td>
</tr>
<tr>
<td width="94"><strong>Construct 2</strong></td>
<td width="100">JavaScript, Event System</td>
<td width="79">2D</td>
<td width="104">Crossplatform</td>
<td width="98">патентован софтуер</td>
<td width="152">Личните лицензи започват от

*** Error message:
Unicode character н (U+043D)
leading text: $35 н
Unicode character а (U+0430)
leading text: $35 на
Unicode character м (U+043C)
leading text: $35 на м
Unicode character е (U+0435)
leading text: $35 на ме
Unicode character с (U+0441)
leading text: $35 на мес
Unicode character е (U+0435)
leading text: $35 на месе
Unicode character ц (U+0446)
leading text: $35 на месец
Unicode character п (U+043F)
leading text: <td width="98">п
Unicode character а (U+0430)
leading text: <td width="98">па
Unicode character т (U+0442)
leading text: <td width="98">пат
Unicode character е (U+0435)
leading text: <td width="98">пате
Unicode character н (U+043D)
leading text: <td width="98">патен
Unicode character т (U+0442)

За целите на модела се използва Godot Engine, който е кросплатформен двигател, ориентиран както към 2D, така и към 3D разработка на игри. Той се появява за първи път през 2014 г.. Създаден е от Хуан Линиецки и Ариел Манзур като софтуер с отворен код, което означава, че изходният му код е публично достъпен (в този случай чрез разрешителен лиценз на MIT). Игровият двигател се фокусира върху предоставянето на добре подбран набор от инструменти за разработка на игри: вграден редактор на код, двигател за рендиране на графики, инструменти за възпроизвеждане на аудио, инструменти за анимация и др.

Негови предимства са:

• Безплатен е.
• Може да се редактира, когато е необходимо.
• 2D двигателя се счита за по-добър от другите популярни двигатели.
• Лек е. Godot е изключително лек, тъй като е по-малко от 100 MB. Ресурсите, които използва, също са ограничени в сравнение с други двигатели, което означава, че това е фантастичен избор на двигател, ако компютърната система е с ниска мощност.
• Управляван е от общността. Godot привлича много последователи, които допринасят за развитието му и са готови да отговарят на въпроси на начинаещите. Налични са и много уроци, които да помогнат на потребителите.
• Удобен е за начинаещи. Godot предлага компоненти, с които разработката на игри става много лесна за начинаещи: инструмент за визуални скриптове, четливост на GDScript, лесни за разбиране възли за добавяне на функции и др. Дори опитни разработчици често използват Godot за прототип на игрови механики.
• Има интерфейс на различни езици – включително и на български.

Използването на мултимедийни ресурси в образованието днес е широко разпространено. Едно от техните предимствата е, че те предават информацията бързо и ефективно. По този начин засилват интереса на учениците към ученето. Освен това те могат да учат със собствено темпо и удобно. Учителите могат да направят урока по-интересен, като използват мултимедийни приложения.

За разработка на съдържателната част на модела са използвани материали от сайта https://www.gdquest.com/ . Това е сайтът с най-голяма база разработени учебни ресурси за изучаване на Godot, които широко се използват от общността.

Моделът на учебно-познавателна дейност за създаване на компютърни игри е разделен на 3 основни модула:

1. Запознаване със средата на Godot, чрез сглобяване на игра от предварително създадени компоненти, 2022/2023 учебна година.
2. Разучаване на езика за програмиране GDScript с използване на онлайн платформа, 2022/2023 учебна година.
3. Създаване на компютърни игри в Godot Engine, 2023/2024 учебна година.

Тъй като учениците, с които е апробиран модела, са с профил с интензивно изучаване на английски език, голяма част от използваните материали са на този език, за да се осъществи междупредметна връзка.

Запознаване със средата на Godot, чрез сглобяване на игра от предварително създадени компоненти

Изучаване на основните функционалности за средата на Godot са неизбежни знания, без които дори не може да се започне. Учениците трябва да се научат как да създават нов проект в средата, да стартират работен файл, как да ползват готови сцени и възли. Както и при запознаването с други среди за програмиране първоначално не е нужно да се впускаме в подробности – учениците трябва да изучават само това, което им е непосредствено потребно. Няма нужда и всичко, което се използва, да се обяснява в де­тайли.

Предвиденото време е 3 учебни часа за нови знания.

В първият от тях първоначално учениците се запознават с подхода „Разделяй и владей“, който се използва за проектиране на алгоритми и е приложим в създаването на компютърни игри. След указания от учителя, учениците самостоятелно трябва да изтеглят и стартират Godot. Когато всички приключат, учителят демонстрира създаването на нов проект, което правят и учениците. Провежда се дискусия за първоначалните впечатления от запознаването с новия софтуер.

Следващите два часа са предвидени за запознаване с основния интерфейс на игровия двигател, като учениците сглобяват игра от предварително създадени компоненти. Това става с помощта на видео-уроци:

1. „Добавяне на готов проект и герой в него“  с продължителност 4 мин.
2. „Добавяне на стаи и мостове“ с продължителност 7 мин.
3. „Добавяне на липсващи части“ с продължителност 5 мин.
4. „Добавяне на кратък код“ с продължителност 5 мин.

Видео-уроците и работният файл с готовите компоненти са качени в онлайн платформа.

Учениците работят самостоятелно, като повтарят демонстрираните функционалности.  Разрешено е използването на мобилните телефони (използват приложения за превод), както и взаимопомощ по между им. Учителя се намесва само в краен случай. Този подход е предприет, защото дава възможност всеки ученик да работи със собствено темпо и не се налага да има изчакване на по-бавните с превода от английски или изпълнението на задачите. Основната задача е в края на втория час всички да имат сглобена игра и всички компоненти в нея да са работещи.

За всеки от видео-уроците има подготвен работен лист, който учениците попълват след като са приключили работата с видеото. В края на всеки час след предаване на работните листове се провежда дискусия.

Разучаване на езика за програмиране GDScript

GDScript е обектно-ориентиран, императивен език за програмиране на високо ниво, създаден за Godot. Целта му е да бъде оптимизиран за Godot Engine и тясно интегриран с него, позволявайки голяма гъвкавост за създаване на съдържание.

Тъй като той използва синтаксис, подобен на Python, а това е езикът за програмиране, който изучават ученици, с които е апробиран моделът, във втория модул те се запознават с него.

За целта е използвано уеб-базираното приложение „Learn to GDScript From Zero“, което е публикувано в предложения сайт. В него се разглежда не само синтаксисът на езика, но по интересен и интерактивен начин са представени основите на програмирането, което е добър подход за преодоляване на пропуски от обучението по информатика.

В приложението е използван методът на обучение, базирано на игра, тъй като учениците научават езика, като програмират действия на герой от компютърна игра.

Стартирайки приложението се зарежда съдържанието на курса, разпределено в отделни теми, като в дясно от всяка тема (в приложението се използва понятието урок) е предоставена възможност за следене на напредъка, а когато се кликне върху името на темата се получава и по-подробна информация за него.

Всеки урок от приложението е структуриран по следния начин:

• Кратък текст
• Няколко тестови въпроса към текста
• Модул с практически задачи (обикновено в края на урока)

Използва се същия подход като при първия модул от модела – учениците работят самостоятелно, като се запознават с текста, отговарят на въпросите и изпълняват практическите задачи. В последния учебен час от изучаването на този модул се провежда тест за проверка на придобитите знания, който е и контролен за изследването.

При апробацията на модела за този модул можех да използвам само 6 учебни часа, но те се оказаха недостатъчни. По-голямата част от учениците проявиха голям интерес, затова работеха и в къщи. Така те успяха да преминат успешно цялото обучение. Според мен са необходими минимум 9 учебни часа.

Създаване на компютърни игри в Godot Engine

Този модул е най-обширният и е с изцяло практическа насоченост за задълбочаване на знанията придобити в 8 клас и изграждане на умения за създаване на игри. Предвижда се обучението по него да бъде проведено през 2023-2024 учебна година със същите ученици, които ще бъдат в 9. клас.

В учебният план за профил „Софтуерни и хардуерни науки“ са предвидени 54 часа за разширена подготовка в 9. клас. Учениците избраха в 36 от тях да изучават информатика. Когато предметът за разширена подготовка е от раздел А на учебния план, се спазва условието учебното съдържание да не повтаря това от задължителните часове. Поради тази причина изборът за изучаване на програмиране на игри е приемлив вариант. Всички 36 учебни часа ще бъдат използвани за модул 3 от изследването и отново ще се използват материали от предложения по-горе сайт.

В заключение може да се каже, че:

• В обучението по информатика е целесъобразно използването на разнообразни форми и методи на обучение, които да съдействат за създаване и поддържане на интерес у учениците към учебния процес и усвояваните в него знания.
• Създаването на компютърни игри може да бъде ефикасен инструмент за изучаване на програмиране, защото повишава мотивацията на учениците, подобрява логическото им мислене, ангажира ги в интерактивни дейности, подпомага изучаването на определено съдържание и др., което беше доказано при апробирането на предложения модел.

приложения (ако има такива)

бележки

литература:

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_game_engines

d.chardakova@supirdop.bg