Образовательная практика «Создания игр в среде Unreal Engine 4» Пронина Кирилла Николаевича вошла в 30 лучших практик России на Всероссийском конкурсе образовательных практик для национальной технологической инициативы (НТИ) 2019 года.

Образовательная практика «Создание игр и VR приложений в среде Unity 5/ Unreal Engine 4» Пронина Кирилла Николаевича вошла в 60 лучших практик России на Всероссийском конкурсе образовательных практик для национальной технологической инициативы (НТИ) 2022 года, в треке Средней лиги (ученики 12-16 лет).

ЗНАКОМСТВО С РОБОТИЗАЦИЕЙ И PIX ROBOTICS

На данном этапе, Россия сталкивается с такими понятиями, как «цифровизация отраслей» и «импортозамещение». Этих слов не нужно боятся, нужно лишь адаптироваться под современные реалии жизни, научить детей и студентов жить “по-новому” и использовать прошлые результаты для достижения лучшего будущего. В данной статье, хочу познакомить Вас с роботизацией и ее применением в педагогике. Уверен, что данный опыт поможет педагогам, учителям в выборе средств для обучения, продвижения и разработки российских программ. Погрузимся в теоретические основы.

Роботизация – это процесс автоматизации бизнес-процессов с помощью роботов (программируемых автоматизированных механизмов), что позволяет улучшить эффективность, точность и скорость выполнения рутинных задач.

PIX Robotics – ведущий российский разработчик программного обеспечения для роботизации бизнес-процессов (рис. 1). Задача компании – сделать программную роботизацию настолько доступной для каждого, что роботы PIX будут устанавливаться на компьютеры вместе с офисными приложениями. В этой компании работает автор статьи.

Рисунок 1. Логотип компании PIX Robotics

PIX Studio – это студия разработки, в которой вы создаете робота. В этом приложении прописывается пошаговый алгоритм бизнес-процесса, который будет исполнять Робот.

Готовые активности PIX Studio позволяют работать с офисными программами, сайтами, бизнес приложениями, мессенджерами. В Студию интегрированы сервисы распознавания (OCR) и чат боты.

Другими словами, можно за резюмировать, в данном приложении существуют все способы управления данными, необходимые для разработчиков. А технология написания робота – идентична с написанием алгоритмов программы в любом визуальном языке программирования. На основе этого, можно сказать – работа в PIX Studio научит программировать и понимать основы разработки программного обеспечения и роботов.

Теперь составим учебный план по основам программирования на базе приложения для роботизации.

УЧЕБНЫЙ ПЛАН ОСНОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ, КАК ИСПОЛЬЗОВАТЬ RPA?

Представим себе учебный план по дисциплине «Информатика» или «Основы программирования» (таблица 1), направленный на первичное знакомство с программированием. Так как PIX Studio позволяет писать код на языке C#, учебную программу адаптируем и обновим.

Таблица 1. Краткий учебный план дисциплины «Основы программирования»

Это приблизительный учебный план, вдаваться в подробности каждой темы мы не будем, но хочу лишь показать, что выбранные темы уже можно давать на платформе студии, а также затронуть основы роботизации.

Если преподаватель изменит и дополнит структуру плана, выделит пару занятий на освоение темы, о роботах, роботизации – дети получат уникальный опыт, который отражается в знакомстве с новым и прогрессивным направлением в науке.

Представьте себя в 7-ом классе, Вы приходите на урок информатики, и вместо хождения по учебникам, заучиванию команд в разных языках программирования, Вам рассказывают о программных роботах, которые уже существуют. Дают Вам инструмент по созданию роботов и на практическом опыте показывают, как программировать. Таким образом, Вы получите не только тот же опыт программирования, но и добавите новейшие методы, научите новое поколение работать на современном отечественном программного обеспечении, откроете для детей новый мир роботизации!

А теперь перейдем к примерам.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

По уже написанному учебному плану (таблица 1), рассмотрим возможности реализации учебного плана на этой программе, а также рассмотрим примеры.

Скачаем ПО, пройдя по ссылке https://pixrpa.ru/download. Программа имеет демоверсию, поэтому скачивание и использование в этом режиме бесплатное.

Робот (скрипт программы) состоит из действий (активностей). В списке активностей можно найти различные действия и их описание. По учебному плану необходимо проверить наличие нужных в педагогике активностей (рис. 2, 3, 4).

Рисунок 2. Перечисление базовых активностей

Рисунок 3. Перечисление активностей для работы с циклами

Рисунок 4. Перечисление активностей для работы со строками

Попробуем решить 2 пробных задачи, которые встречаются в каждом учебном плане по информатике.

Задача 1. Даны три целых числа. Найти количество положительных чисел в исходном наборе.

Решение (рис. 5, 6, 7): Разработаем программного робота, который по введенным 3 цифрам пройдется по каждому значению и подсчитает положительные числа.

Рисунок 5. Код решения первой задачи

При запуске данного алгоритма, мы получим следующий результат. Сначала программа попросит нас ввести входные числа, затем выдаст результат.

Рисунок 6. Вводимые данные пользователем

Рисунок 7. Результат работы программы

Задача 2. Начальный вклад в банке равен 1000 руб. Через каждый месяц размер вклада увеличивается на P процентов от имеющейся суммы (P — вещественное число, 0 < P < 25). По данному P определить, через сколько месяцев размер вклада превысит 1100 руб., и вывести найденное количество месяцев K (целое число) и итоговый размер вклада S (вещественное число).

Решение (рис. 8, 9): Разработаем робота, который получает на вход размер вклада и процентную ставку. Далее вызове цикл и построим алгоритм на расчет ежемесячной прибыли.

Рисунок 8. Код программы для второй задачи

Результатом же работы программы – будет окно вывода информации, мы увидим сколько месяцев потребовалось для превышения необходимой суммы.

Рисунок 9. Результат выполнения программы второй задачи

.Решение таких задач соответствует первому году (уровню) освоения цикла учебной программы «Основ программирования» на любом языке.

По полученным данным, мы можем сказать, что PIX Studio, разработанный компанией PIX Robotics, является инструментом для обучения программированию. Он использует интерактивный интерфейс, чтобы помочь ученикам визуально понять концепции программирования, такие как переменные, условные операторы и циклы. Студия использует графический пользовательский интерфейс, чтобы упростить процесс программирования для начинающих, а также предлагает текстовый редактор для более опытных пользователей. Таким образом, ученики могут прогрессировать в своем обучении и переходить к более сложным концепциям программирования.

Список действий робота пополняется, а возможности применения увеличиваются с каждым днем. В целом, PIX Studio является мощным инструментом для обучения программированию в современной педагогике.

Надеюсь, Вы опробуете эту программу, и примените в своей жизни немного роботизации.

Погрузимся в теорию традиционного подхода к обучению.

В традиционном обучении: учащиеся усваивают знания в готовом виде без раскрытия путем доказательства их истинности.

Достоинства традиционного обучения:

• позволяет в сжатые сроки вооружить учащихся знаниями;
  
• обеспечивает прочность усвоения;
  
• непосредственное управление процессом усвоения;
  
• коллективный характер усвоения позволяет выявить типичные ошибки и ориентирует на их устранение;
  

Недостатки традиционного обучения (из своего педагогического опыта):

• ориентировано больше на память, чем на мышление;
  
• мало способствует развитию творчества, самостоятельности, активности;
  
• в недостаточной степени учитываются индивидуальные особенности восприятия информации;
  
• превалирует субъективно-объективный стиль отношений между преподавателем и учащимися;
  

Теперь поговорим о техническом обучении.

Преподавание технических дисциплин – это сложный конгломерат из тем и практик, которые должен освоить ученик. Если мы будем выдавать эти знания традиционным подходом, учащийся освоит в сжатые сроки материал, но это будет больше похоже на игры с памятью.

Память человека – потрясающая вещь, она может запомнить даже то, что индивиду вообще не нужно, и спустя несколько месяцев, забыть. Но если мы рассматриваем технические курсы, то каждый урок будет для нас взаимосвязан для следующей темы. И важен подход не только из рубрики «Запомни, пройди тест, забудь», лучшее будет «Пойми, осознай, и начни применять у себя».

Нетрадиционные методы обучения в технической сфере, позволяют применять разные практики педагогики. Приведу пример лучшего метода нетрадиционного обучения.

Проектные работы – ученики становятся командой, каждый осознает свою важность, обучающийся – это винтик большой машины, которая направлена на производство, исследование или решение какой-либо проблемы.

В данном случае, проекты позволят найти каждому участнику то, что он любит, развить творческий потенциал, а заодно усвоить тему через призму своего понимания. Это ли не главное в педагогике?

Педагог становится ментором, показывает куда двигаться и как. А команда уже сама выбирает пути развития и делает свои маленькие шаги в освоении науки.

ХРОНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Процесс разработки программного обеспечения включает в себя несколько этапов, каждый из которых имеет свои особенности и требует определенных навыков и знаний. В общем случае можно выделить следующие этапы: планирование, анализ, проектирование, разработка, тестирование и внедрение.

Схема разработки:

Рисунок 1. Схема разработки программного обеспечения (на примере Agile методологии)

На стадии планирования определяются требования к продукту, оценивается его сложность и составляется план проекта. На этом этапе также могут быть определены команды, работающие над проектом, и их роли.

Анализ предполагает более детальное изучение требований и определение технических возможностей для их реализации.

Проектирование включает в себя создание архитектуры продукта, описание его компонентов и реализацию дизайн-макетов.

Разработка — этап, на котором создаются код и отдельные компоненты программного продукта.

Тестирование включает проведение тестов на различных этапах процесса разработки, начиная от модульного тестирования кода и заканчивая функциональным тестированием продукта в целом.

Внедрение — этап, на котором программное обеспечение готово для использования клиентами.

В рамках каждого из этапов процесса разработки могут быть выделены компоненты работ, которые выполняют различные команды или отдельные члены команды.

ПРИМЕНЕНИЕ ПРИНЦИПОВ РАЗРАБОТКИ В ПЕДАГОГИКЕ

Принципы разработки программного обеспечения могут быть применены в педагогике с целью разработки эффективных образовательных программ и технологий обучения. Некоторые из таких принципов, которые могут быть применены в образовательном процессе, могут включать в себя:

1. Анализ требований: это процесс выявления потребностей студентов и разработка целей и задач обучения, которые будут соответствовать этим потребностям.
   
2. Проектирование обучения: при проектировании обучения применяются принципы проектирования программного обеспечения, такие как дизайн визуальных интерфейсов, создание логических моделей и т.д.
   
3. Разработка и тестирование обучения: разработка обучения может проводиться с использованием различных технологий, например, создание интерактивных курсов с использованием LMS или создание онлайн-игр. Тестирование продукта обучения может проводиться с помощью тестов и опросов студентов для проверки эффективности обучения.
   
4. Выпуск продукта и сопровождение: после выпуска продукта обучения его нужно поддерживать и обновлять, чтобы он соответствовал современным требованиям и технологиям.
   

Также принципы Agile-методологий могут быть применены в педагогике, чтобы улучшить качество обучения и улучшить его эффективность.

Методы разделения команды разработки, такие как Scrum, Kanban, Lean, могут быть применены и в обучении проектному методу. Эти методы предлагают современные и эффективные инструменты для достижения результатов в коллективной работе и могут быть применены для улучшения качества обучения и улучшения эффективности работы студентов.

• Метод Scrum (Схватка) может быть применен для работы над групповыми проектами и распределения работ между участниками команды. Каждый участник команды может заниматься своей областью проекта, что обеспечивает максимальную эффективность и оптимальное использование ресурсов.
• Метод Kanban (Сигнальная карточка) также может быть применен в обучении, чтобы оптимизировать рабочий процесс и улучшить качество работы. Он может помочь студентам решать задачи и принимать решения, основываясь на предыдущих результатах решения задач.
• Метод Lean (Опора) может быть применен для улучшения качества работы над проектами и уменьшения потерь в процессе обучения. Он может помочь студентам сосредоточиться на важных задачах и не тратить время на малозначимые действия.
• Pair Programming (Парное программирование) это метод, при котором два участника команды сидят за одним компьютером, один из них является водителем, а другой – наблюдателем. Водитель пишет код, а наблюдатель следит за процессом и замечает возможные ошибки. После определенного времени они меняются ролями. Этот метод помогает студентам работать над задачами в паре, учиться видеть и исправлять ошибки друг друга и обмениваться знаниями.
• Code Reviews (Обзор кода) этот метод предполагает обзор кода друг друга участниками команды. Это позволяет выявлять ошибки и находить лучшие решения, улучшать качество кода и учиться на примере других участников команды.
• Retrospectives (Взгляд в прошлое) это метод, который позволяет участникам команды анализировать свою работу, определять сильные и слабые стороны, принимать решения о том, как улучшить свою работу в будущем. В процессе обучения этот метод может использоваться для анализа работы студентов над проектами и извлечения уроков из ошибок.

Таким образом, применение методов и принципов разработки в проектном методе обучения позволяет студентам работать более системно и эффективно, получать реальный опыт работы в коллективе, а также улучшить их навыки в области управления проектами. Это самая идеальная формула получения софт и хард-скиллов в один момент образовательного процесса. Надеюсь, каждый подчерпнет что-то нужное и применит в своей педагогической практике, как сделал это я.

Важно понимать, что данные методы и принципы употребимы лишь в новых педагогических практиках, поскольку проектное обучение является самой гибкой методологией, то и внедрение лучших инструментариев работы IT-отрасли будет самым эффективным в достижении быстрого, качественного результата образовательной программы. Этот подход, в первую очередь, смогут оценить преподаватели и педагоги технических дисциплин.