Геймификация образовательного процесса в предметной области: “Естественные науки”.. Статья. Версия 2. Естественные науки
 Скачать 36.46 Kb.
|
|
Геймификация образовательного процесса в предметной области: “Естественные науки”. Во втором десятилетии XXI века во все общественные процессы Российской Федерации активно внедрялись цифровые технологии в той или иной форме. Люди, в большинстве своем, привыкли платить за цифровой контент, который раньше получали только путем “пиратсва”, запись в больницу, запросы на получение документов и многое другое происходит в режиме онлайн. Даже систему образования достигла волна информатизации. Оценки “переехали” из бумажных дневников в электронные журналы, создаются портфолио и, так называемый, цифровой след. Стремительным образом развиваются VR и AR технологии, но пока только в странах Европы и США. Вместе с этим изменяется восприятие информационного пространства всеми без исключения, как педагогами, так и родителями, так и детьми. В наше время легче написать поисковый запрос и через мгновение получить ответ, чем искать информацию в учебниках. Из-за того, что дети встречаются с информацией в сети интернет намного раньше, чем с учебниками в школе, они привыкают к особой форме подачи информации, которую педагоги, зачастую, обеспечить не могут. Огромную лепту в формирование ребенка вносят компьютерные игры, как часть всего информационного пространства. В 2002 году Ник Пеллинг предложил использовать термин геймификация, который обозначает особый способ решения задач разной степени сложности. В данном случае, этот термин не является синонимом игровой деятельности или игры. Он обозначает особый тип работы с информацией, с постановкой и ходом решения задач, свойственный компьютерным играм. В мире игровой индустрии в данный момент наблюдается пик популярности, так называемых, игр-сервисов. Они могут иметь различную жанровую принадлежность, но все сводят к достижению определенных целей. Это очень похоже, на систему образования, где ребенок достигает образовательных целей, но отличие в том, что обучающийся не видит и не осознает педагогических целей. Поэтому эти цели необходимо визуализировать, а их достижение должно отмечаться. Стоит заметить, что в той или иной форме эта система была реализована всегда. Будь то оценки в дневнике, смайлики на доске классов, рейтинг и прочее. Но как было сказано ранее, информация должна быть доступной и наглядной. Как этого достичь? В данный момент Министерство Просвещения занимается разработкой цифровой образовательной среды (далее ЦОС), которая будет включать комплекс сервисов, в рамках которых дети будут зарабатывать достижения, баллы, очки и видеть визуальное отображение своих и чужих успехов. Логично будет начислять баллы или отображать достижения при успешном завершении каких-либо задач. Очевидно, что содержание таких задач будет отличаться от тех, что мы привыкли видеть в школьных учебниках, это будут комплексные задачи, с определенной долей творческой компоненты. При составлении задачи мы будем ориентироваться на STEM технологию и компетенции будущего (4К). Задача должна быть организована в ЦОС, где обучающиеся могут присоединяться к ее решению, а успешное выполнение засчитывается, как достижение и оставляет свой “цифровой след”.  Рисунок 1. Общая схема составляющих задачи. Форма представления задачи: в формате 3D или псевдо 3D, дана некоторая комната. С помощью встроенных в программу инструментов обучающийся может измерить линейные размеры комнаты. Кроме того, в комнате можно измерить температуру влажным градусником и сухим. Комната содержит элементы обстановки присущие, например, рабочему месту в офисе, школе, квартире. Допускаются вариации. Задача: предложить способ увеличения влажности в этой комнате до оптимального значения и описать его. Больше никакой информации на экране нет. Обучающийся может и должен пользоваться справочниками, взятыми из сети интернет. На эти справочники он должен будет сослаться, когда будет оформлять ответ в форме обратной связи. Возможное решение такой задачи заключается в нахождении относительной влажности по показаниям двух градусников и психометрической таблицы. Определив тип комнаты, и используя справочную документацию, например, САНПИН, обучающийся определяет оптимальный уровень относительной влажности. Используя определение плотности водяного пара, находит недостающую массы воды, которую необходимо выпарить для достижения необходимой относительной влажности (в нашей задаче относительную влажность нужно повысить). Затем обучающемуся необходимо выбрать способ повышения относительной влажности. Например, выпарить воду (рассчитать за какое время эта вода выкипит) или купить увлажнитель воздуха (сравнить несколько моделей и выбрать тот, который подходит для нашей конкретной комнаты). После заполнения формы ответа и проверки ответа педагогом обучающемуся или группе обучающихся засчитывается одно достижение, которое отражается у них в профиле. Приведем еще один пример такой задачи с использованием цифровых технологий. Формат представления задачи: в задаче три вкладки. Первая, картинка с изображением строения. Например, жилого дома. Кроме строения в окне приложения виден рельеф местности. Обучающиеся с помощью встроенных инструментов могут измерить высоту объектов, находящих на экране приложения. Измерить атмосферное давление, температуру и узнать дату, для которой эти данные действительны. Таким образом, обучающиеся могут определить примерное географическое местоположение объекта. Данный пример наиболее подходит для двух групп. Дадим названия группам: экологи и потребители. Задача: разработать систему для автономного обеспечения этого объекта энергией и водой. Рассчитать затраты для этой системы. Экологи должны пользоваться альтернативной энергетикой, а потребители могут использовать бензиновые генераторы. Вторая вкладка представляет собой таблицу с идеализированными данными расхода ресурсов, третья вкладка содержит таблицы с характеристиками тех или иных устройств (ветреных генераторов, солнечных панелей, электрогенераторов и так далее). Время, для которого рассчитывается самообеспечение такого объекта можно взять любое, например декаду месяца, или квартал, но мы рекомендуем взять год, так как это включит в себя и летний период, и зимний. Кроме того, обучающимся необходимо напомнить и о запасах энергии, ведь могут быть как засушливые, так и дождливые месяца. Как холодные дни летом, так и теплые дни зимой. После того, как работа у обеих групп над задачей будет закончена, педагог проверяет правильность решения и устраивает “торги” перед заказчиком, где команды или представители команд представляют свои наработки с экономической точки зрения. После чего, обе команды получают достижение за выполнение задачи, а та команда, что оказалась наиболее экономической целесообразной получает дополнительное достижение. Попробуем описать еще один пример, но на этот раз с использованием AR-технологий. Скорее всего, ЦОС на этапе своего релиза не будет включать поддержку технологий дополненной реальности, но мы можем предположить общий вид задачи, реализованный в соответствии с нашими первоначальными установками и известной долей геймификации процесса. Но, сначала, заметим, что уже сейчас учитель может воспользоваться конструктором AR-приложений, наиболее простые из них являются платными приложениями, но наиболее сложные возможно использовать бесплатно. В данной работе мы не будем упоминать названий этих сервисов, но найти их не составляет особого труда в сети интернет. AR-конструкторы, относящиеся к категории простых, работаю по следующему алгоритму: загрузка фото (например, парты с определенными объектами); добавление любого объекта на это фото; после наведения камеры смартфона через специальное приложение, в добавленном педагогом месте любой пользовать будет видеть добавленный объект; Здесь открывается огромный простор для творчества. Мы можем добавить виртуальные датчики, которые будут показывать нужные нам данные, мы можем добавить несуществующие и существующие растения, минералы и много другое. Формат представления задачи: под задачу выделено два кабинета. Первый кабинет, в котором начинает группа обучающихся содержит несколько AR-объектов: инструктаж, в котором сказано, что они находятся на другой планете. Первая комната – космический корабль. Вторая – сама планета, пригодная или непригодная для жизни (это необходимо определить по показаниям внешних датчиков); виртуальный датчик ионизирующего излучения; барометр; камера для забора газа и анализа атмосферы планеты (по оптическому спектру); датчики температуры; На основе этих данных обучающиеся должны разработать средства защиты для выхода во внешнюю среду. Во второй комнате может быть любое количество объектов, как AR, так и натуральных. Но предположим два натуральных объекта и три AR: натуральный объект. Смесь жидкостей, для анализа на корабле. натуральный объект. Почва для анализа на корабле. Два AR-объекта. Растения, которые необходимо сфотографировать для описание морфологии (растение желательно взять несуществующее, в базе AR-объектов есть). AR-объект. След животного, также для зоологического анализа. После всех проведенных исследований обучающиеся готовят доклад по данным взятым на корабле и на планете и представляют его, имитируя презентацию научной работы. Еще одним хорошим примером для составления таких задач будет задача на расход энергии человеком при движении или занятиях физическими упражнениями. Формат представления задачи: модель человека, с определенной массой тела, ростом, размером талии, запястья и так далее. Все данные может получить пользователь, измерив с помощью встроенных в программу инструментов. Также он может определить пол и возраст, а также предшествующую физическую активность. Задача состоит в составлении для этого человека такого рациона и графика физической активности, чтобы он привел в норму свою массу тела. Алгоритм решения: определение индекса массы тела по полученным данным (возможно три варианта: поддержание, набор, сброс массы тела);  (1)где m –масса тела, в кг. h – рост, в м. определение нормы потребляемых калорий по любой формуле, с указанием названия формулы и обоснованием ее выбора; расчет сжигаемой энергии организмом на поддержание гомеостаза, в зависимости от структуры тела (эктоморф,мезоморф,эндоморф). подбор количества упражнений для сжигания энергии. подбор рациона. После чего обучающиеся представляют рацион и график физических упражнений для человека. Нужно учитывать, что упражнение тоже должны быть подобраны с учетом индивидуальных характеристик, данных в задаче. Бег лучше назначать молодым, а ходьбу пожилым, и тому подобное. Еще одним способом работы с ЦОС, на наш взгляд является коллекционирование и получение достижений за сбор различных экземпляров. В личном кабинете можно создать раздел с коллекциями, который обучающийся будет пополнять. Это могут быть фотографии с растениями, с минералами, особенностями местности, атмосферными явлениями и так далее. За наполнение коллекций и описание экземпляров, обучающийся будет получать соответствующие достижения. Таким образом, можно использовать развивающиеся информационные технологии в образовательном процессе, и адаптировать материал предметной области “Естественные науки” под вызовы и тенденции нового времени. Мы считаем, что с постепенной геймификацией процесса обучающиеся получит не только ценные навыки работы с информацией, коммуникации друг с другом, командной конкуренции, но и умение применять полученные знания в нетривиальных ситуациях, а также сформируется мотивация и исследовательский интерес к нашей предметной области. Список ресурсов: Никулина Т.В., Стариченко Е.В. Информатизация и цифровизация образования: понятие, технологии, управление. Электронный ресурс: https://cyberleninka.ru/article/n/geymifikatsiya-kak-sposob-organizatsii-obucheniya/viewer (Дата обращения 07.06.2020) Орлова О.В., Титова В.Н. Геймификация, как способ организации обучения. Электронный ресурс: http://elar.uspu.ru/bitstream/uspu/11060/1/povr-2018-08-15.pdf (дата обращения 07.06.2020) |