XXVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Математический тренажер
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Сейчас в образовании вовсю используют технологии, чтобы детям было интереснее учиться, и чтобы повысить результативность.
Сегодня невозможно вообразить ребёнка, не пользующегося смартфонами, планшетами или другими электронными устройствами. Именно поэтому мне представляется целесообразным перенести часть учебного процесса на мобильные платформы. Математический тренажер – отличный пример. Он помогает ребятам уверенно овладеть азами арифметики. В данной работе я расскажу о тренажере для устного счета в пределах 10, который я сделал в среде программирования Scratch.
Понятно, что до меня тоже делали что-то похожее, тренажёры и игры для ума. Но я хочу показать, что даже обычный школьник может сделать такую программу.
Главное в этой работе – доказать, что даже скучные занятия можно превратить в интересное и захватывающее приключение. И, возможно, это еще и пробудит у школьников интерес к программированию.
Цель: разработать математический тренажер для тренировки устного счёта в пределах 10.
Для достижения поставленной цели мною были определены следующие задачи:
-
Подготовить математические задания
-
Придумать дизайн
-
Разработать систему оценки выполненных заданий
-
Провести тестирование тренажера.
Гипотеза: я предполагаю, что существует возможность сочетать игровой формат и отработку вычислительных навыков, делая обучение одновременно полезным и увлекательным.
Теоретическая часть
Понятие «программирование».
Программирование — это форма взаимодействия человека с компьютером, когда пользователь формулирует запросы на специальном «языке», понятном технике. Язык программирования позволяет задавать компьютеру конкретные инструкции, которые он исполняет при выполнении определённых условий. Благодаря таким средствам создаются решения любой степени сложности — от простых утилит до масштабных проектов. Для реализации программ применяется множество различных языков: Паскаль, Бейсик, Си и другие [2].
Среда программирования Scratch (Скрэтч).
Scratch — это визуальный язык программирования для детей, позволяющий делать анимацию, игровые сценарии и интерактивные повествования с ярким сюжетом. Приложение предлагает готовые графические объекты, которыми можно пользоваться даже без начального опыта[3].
Интерфейс Scratch.
До начала работы необходимо ознакомиться с основными компонентами интерфейса Scratch (Рис. 1):
Р
ис. 1. Интерфейс Scratch
Спрайты — объекты, реагирующие на действия пользователя. По сути, это персонажи, каждый из которых имеет свою последовательность действий, построенную из отдельных блоков.
Сцена — рабочее поле, на котором располагаются спрайты.
Скрипты — совокупности команд, собранные из визуальных блоков.
Основы работы в Scratch
В Scratch не нужно запоминать длинные строки кода или бояться ошибок при их написании. Процесс создания программ похож на сборку из деталей Лего — каждая часть легко соединяется с другой.
Вместо традиционной записи кода пользователь собирает нужные функции из цветных блоков, что упрощает процесс и помогает развивать логическое мышление. Работа происходит через управляемую визуальную систему: графические элементы на экране управляют движением и поведением анимированных фигур.
Н
а рисунке 2 можно увидеть пример как выглядит скрипт и как соединяются блоки между собой. То есть мы выбираем нужный блок и перетаскиваем его мышкой на соседнее поле.
Рис. 2. Пример соединения графических блоков
Р
ис. 3. Категории блоков
Слоган Scratch - «Придумывай, программируй, публикуй!» Он отражает этапы создания проекта: сперва рождается замысел («придумай»), далее он реализуется в среде Scratch («запрограммируй»), наконец, результат становится доступным для всех в сообществе («опубликуй»)[4].
Практическая часть
Сначала я проработал концепцию тренажера. Решил, что хочу сделать не только математические уровни, а еще и игровые, так как моя целевая аудитория — это первоклассники.
Для начала я проработал Спрайт основного персонажа и сделал его похожим на ученика нашей гимназии. Наш персонаж приветствует ребят и узнает, как их зовут и записывает ответ с помощью переменной, в следующийраз, когда он обращается к игроку он называет его по имени (Рис. 4-6).
Далее нам открывается карта, тут я проработал с помощью костюмов спрайта моменты, что каждый раз после пройденного уровня костюм спрайта-уровня меняется с серого на зеленый (Рис. 7-10).
Р
ис. 4-6. Реализация приветствия
Рис. 7-10. Реализация подуровня «Карта»
Первый уровень. Он математический. Игроку предложено за определенное время найти и коснуться только правильных примеров. Здесь при касании правильных примеров они загораются зеленым и звучит радостный звук и прибавляется счет, если все же игрок коснулся неправильного примера, то пример загорается красным, звучит звук ошибки и счет уменьшается на 1. По окончании времени осуществляется переход на карту. Этот уровень был реализован в основном с помощью блоков сенсора, внешнего вида и управления (Рис. 11-13).
Р
ис. 11-13. Реализация первого уровня
Второй уровень легкий, игровой. Тут персонажу надо дойти до «пятерки» и не задеть двигающиеся «двойки» (Рис. 14-15). Если персонаж касается двоек, звучит звук ошибки и персонаж возвращается на начальную точку. Уровень пройден, когда персонаж касается пятерки, ему назначается 1 балл на счет и мы возвращаемся на карту. Этот уровень был реализован, с помощью блоков движения и управления.
Р
ис. 14-15. Реализация второго уровня
Т
ретий уровень снова математический. Здесь уже предлагается ввести правильные вопросы в появившейся строке (Рис. 16-18). Тут происходит проверка. При правильном ответе звучит радостный звук, персонаж говорит «правильно» и прибавляются баллы к счету. При неправильном ответе персонаж говорит «неверно» и озвучивает правильный ответ. И вычитается балл из счета. Таким образом предложены 5 примеров. И снова переход на карту. Этот уровень реализован с помощью операторов и переменных.
Рис. 16-18. Реализация третьегоуровня
Четвертый уровень игровой, лабиринт (Рис. 19-20). Нужно пройти лабиринт не касаясь стенок, движущейся молнии и собрать кристаллы. Если персонаж касается стенок лабиринта или молнии он теряет все кристаллы и возвращается в исходное положение. Этот уровень я реализовал с помощью блоков движения и внешнего вида.
Рис. 19-20. Реализация четвертого уровня
В
конце подсчет результатов и подведение итогов. B зависимости от того сколько ученик набрал баллов персонаж говорит разные фразы, «Молодец!», «Хорошо!» или «Попробуй ещё раз» (Рис. 21-22). Это я реализовал с помощью блоков операторов и переменных.
Рис. 21-22. Подсчет результатов и подведение итогов
Свой проект я опубликовал на сайтеhttps://scratch.mit.eduи попросил своих одноклассников выступить в роли тестировщиков. Получил обратную связь, что игра понятна, логична и нет никаких багов. Но было одно замечание, что цифра семь похожа на цифру один на первом уровне (Рис 23). Я скорректировал шрифт на более понятный. Далее поделился ссылкой с целевой аудиторией – первоклассниками. Поиграв, они дали обратную связь: игра понравилась, самым интересным и одновременно сложным уровнем показался лабиринт. Но были и замечания, писали, что не успевают прочитать текст самостоятельно (Рис. 24). Я не учел, что не все первоклассники читают бегло. Эту проблему можно решить с помощью увеличения времени на прочтение или дополнительных блоков «озвучивание текста».
Рис. 23. Обратная связь от «тестировщиков»
Рис. 24. Обратная связь от «пользователей»
Заключение
В заключение хотелось бы подвести итоги проделанной работы:
-
Придумал как будет выглядеть математический тренажёр.
-
Продумал концепцию, чтобы было интересно играть и одновременно учиться.
-
Подобрал задания подходящего уровня.
-
Запрограммировал и опубликовал свой проект на платформе Scratch, поделился им с одноклассниками и первоклассниками, собрал обратную связь.
Ознакомиться с полным кодом и функционалом программы можно на официальном веб-сайте Scratch по указанной ссылке:https://scratch.mit.edu/projects/1236304157/ .
Таким образом все задачи, которые я ставил в начале работы, выполнены. Также я получил обратную связь, которая подтвердила мою гипотезу: благодаря созданию игрового тренажёра по математике в среде Scratch удалось успешно совместить элементы игр и развитие навыков устного счёта.
Научная ценность исследования состоит в потенциале стимулирования интереса учащихся к основам программирования. Платформа Scratch способствует развитию логического и творческого мышления, побуждает ребят экспериментировать, находить нестандартные решения при работе с уже знакомыми задачами.
Проект обладает высокой практической применимостью — созданная игра может быть использована в учебном процессе для отработки вычислительных навыков. Поскольку работа опубликована в открытом доступе на сайте Scratch, она доступна всем желающим и может применяться в образовательной практике.
Список используемой литературы и источников
1. Борисов А. П. Основы программирования в Scratch 3.0. Пошаговое решение стандартных задач / А. П. Борисов. – [б. м.]: SelfPub, 2021. – 140 с.
2. Информатика. 7–9 класс: учебник / под ред. Н. В. Макаровой. – Санкт-Петербург: Питер, 2007. – 368 с.
3. Что такое язык Scratch: как он устроен и стоит ли его изучать // Skillbox Media: [сайт]. – 2021. – URL: skillbox.ru (дата обращения: 10.11.2025).
4. Scratch - Imagine, Program, Share: [официальный сайт]. – URL: http://scratch.mit.edu (дата обращения: 10.11.2025).