Сюжетные задачи с консольной визуализацией в курсе программирования на языке C# как способ активизации творческой самостоятельной работы обучающихся

Статья посвящена актуальной проблеме активизации самостоятельной познавательной деятельности будущих учителей информатики в рамках их профессиональной подготовки в педагогическом вузе. В качестве инструмента для достижения этой цели авторы предлагают использование специально разработанных сюжетных задач с консольной визуализацией, решение которых осуществляется на языке программирования C#.
Цель исследования – рассмотреть особенности использования языка программирования C# в контексте подготовки будущих учителей информатики, выявить преимущества и недостатки данного выбора, а также предложить подход к повышению эффективности образовательного процесса через внедрение сюжетных практико-ориентированных задач с консольным графическим выводом, связанных с моделированием игровых ситуаций и разработкой архитектуры приложений. Такие задачи предназначены прежде всего для их решения наиболее успевающими студентами, способными к программированию обучающимися. Особое внимание уделено вопросам мотивации студентов и развития их творческих способностей.
Методология исследования включает анализ существующих подходов к обучению программированию и тенденций к выбору языка программирования для обучения в школе и педагогическом вузе; выявление возможностей языка C#, его места в профессиональной подготовке педагога и элементов содержания обучения программированию на этом языке; разработку учебных заданий и проведение педагогического эксперимента. Внедрение сюжетных задач с консольной визуализацией направлено не только на повышение познавательной мотивации, но и на комплексное развитие навыков программирования на современном высокоуровневом языке. Важным аспектом является то, что студенты получают опыт работы как в процедурной, так и в объектно-ориентированной парадигмах, что способствует формированию гибкого и глубокого понимания принципов разработки программного обеспечения. Это, в свою очередь, повышает конкурентоспособность будущих учителей на рынке труда, знакомя их с инструментом, востребованным в реальной IT-индустрии.
Новизна работы состоит, во-первых, в целенаправленном рассмотрении языка C#, который, будучи востребованным в профессиональной среде, остается на периферии методических исследований в области преподавания информатики. Во-вторых, в представленных авторами оригинальных методических разработках – системе сюжетных задач, адаптированных для C# с акцентом на консольную визуализацию. Этот подход позволяет обойти ограничения, связанные с дефицитом аудиторного времени, и сфокусироваться на развитии алгоритмического и системного мышления. Разработанный комплекс задач опирается на фундаментальные педагогические принципы, включая принцип постепенного усложнения (Л.С. Выготский), принцип контекстного обучения (А.А. Вербицкий) и принцип продуктивных ограничений (С. Пейперт), что обеспечивает ее методологическую обоснованность.
Апробация предложенного подхода, проведенная в Новосибирском государственном педагогическом университете, подтвердила его эффективность для организации творческой самостоятельной работы обучающихся. Несмотря на то, что задачи выбирало небольшое количество студентов, именно эта целевая группа продемонстрировала значительный прогресс в профессиональном развитии. Наиболее успешные участники не только решили все предложенные задачи, но и в дальнейшем применяли полученный опыт в рамках педагогической практики и курсового проектирования. Таким образом, разработанный комплекс заданий доказал свою практическую значимость и может быть рекомендован для использования в подготовке будущих учителей информатики, а также для работы с мотивированными обучающимися школ, проявляющими повышенный интерес к программированию.

1. Кольцова К.И. Использование сюжетных задач при обучении программированию на Python // Информатика в школе. 2023. № 2 (180). С. 7–12. DOI: 10.32517/2221-1993-2023-22-1-7-12.

2. Павлов Д.И., Бутарев К.В., Балашова Е.В. О перспективах использования технологий геймификации при раннем обучении объектно-ориентированному программированию // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2018. № 14(4). С. 977–985. DOI: 10.25559/SITITO.14.201804.977-985.

3. Соколова А.Н., Шалагинова Н.В. Сюжетные задачи как средство мотивации школьников при изучении основ программирования // III Международная междисциплинарная конференция «Проблемы теории и практики инновационного развития и интеграции современной науки и образования» (Москва, 16 февраля 2022 г.). М.: Московский государственный областной университет, 2022. С. 178–184.

4. Соколова А.Н., Шалагинова Н.В. Использование практико-ориентированных задач при обучении старшеклассников программированию на Python // IV Международная междисциплинарная конференция «Проблемы теории и практики инновационного развития и интеграции современной науки и образования» (Москва, 15 февраля 2023 г.). М.: Государственный университет просвещения, 2024. С. 276–281.

5. Giannakos M.N., Jaccheri L. From players to makers: An empirical examination of factors that affect creative game development // International Journal of Child-Computer Interaction. 2018. № 18. С. 27–36. DOI: 10.1016/j.ijcci.2018.06.002.

6. Лавина Т.А., Мытникова Е.А., Яруськина Е.Т. Подготовка по программированию бакалавров направления «Программная инженерия» с учетом концепции комплексного подхода к инженерному образованию // Современные наукоемкие технологии. 2023. № 7. C. 160–166. DOI: 10.17513/snt.39712.

7. Завьялова О.А., Маркелов В.К. Возможности онлайн-сред программирования при обучении языку Python в школе // Информатика в школе. 2022. № 3(176). С. 75–82. DOI: 10.32517/2221-1993-2022-21-3-75-82.

8. Козлов О.А., Барышева И.В., Малкина Е.В., Шестакова Н.В. Обучение школьников программированию в рамках предмета «Информатика»: проблемы и возможные решения // Информатика в школе. 2023. № 184(5). С. 67–73. DOI: 10.32517/2221-1993-2023-22-5-67-73.

9. Кривоплясова Е.В., Нефёдова В.Ю., Прилепина А.В. Методика обучения основам программирования на языке Python // Информатика в школе. 2020. № 3(156). С. 24–30. DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-3-24-30.

10. Маркелов В.К., Завьялова О.А. Язык программирования Python как альтернативный инструмент для решения заданий ЕГЭ по информатике // Информатика в школе. 2023. № 2(181). С. 63–72. DOI: 10.32517/2221-1993-2023-22-2-63-72.

11. Панова И.В., Коливнык А.А. Методические аспекты обучения программированию на языке Python в школьном курсе информатики // Информатика в школе. 2020. № 6(159). С. 47–50. DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-6-47-50.

12. Пустыльник Ю.Ю., Чмыхова Е.В., Сальцева А.Д., Додуева С.Ж. Практики изучения языков программирования в школах России: результаты пилотного исследования // Сборник аналитических материалов «Педагогические практики подготовки школьников к олимпиаде по искусственному интеллекту». М.: Институт стратегии развития РАО, 2022. С. 37–52.

13. Сёмин М.С., Федченко Г.М. Обучение программированию на Python в качестве первого языка // Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы обучения математике, информатике, экономике и естественнонаучным дисциплинам в средней и высшей школе» / Под общ. ред. Н.В. Ермак (Благовещенск, 25 марта 2019 г.). Благовещенск: Благовещенский государственный педагогический университет, 2019. C. 225–228.

14. Самылкина Н.Н. Основные подходы к построению структуры и содержания школьного курса информатики углубленного уровня // Наука и школа. 2019. № 6. С. 171–182. DOI: 10.31862/1819-463X-2019-6-171-182.

15. Самылкина Н.Н. Структура и содержание цифровых компетенций, формируемых в предпрофессиональном обучении // Информатика в школе. 2020. № 4(157). С. 11–19. DOI: 10.32517/2221-1993-2020-19-4-11-19.

16. Хейлсберг А., Торгерсен М., Вилтамут С., Голд П. Язык программирования C#. Классика Computers Science. 4-е изд. СПб.: Питер, 2012. 784 с.

17. Нигматулина Э.А., Пак Н.И. Студент-центрированное обучение программированию в педагогическом вузе // Информатика и образование. 2017. № 2 (281). С. 8–14.

18. Мингалеева Л.Б., Киамова Н.И. Разработка консольных приложений на языке C# при изучении дисциплины «Программирование на языках высокого уровня» // Проблемы современного педагогического образования. 2017. № 55–11. С. 90–97.

19. Беляева М.Б., Ильясова Е.А., Калякина Е.А., Савинкова М.М. Методические рекомендации по использованию занимательных задач на уроках информатики // Вестник педагогических наук. 2023. № 7. С. 168–174.

20. Зубрилин А.А., Зубрилина М.С. Использование игровых элементов во внеурочной деятельности по информатике // Информатика в школе. 2022. № 4 (177). C. 28–35. DOI: 10.32517/2221-1993-2022-21-4-28-35.

21. Сейдаметова С., Исмаилова А.Р. Методические рекомендации по использованию занимательных задач в информатике // Информационно-компьютерные технологии в экономике, образовании и социальной сфере. 2018. № 22(4). С. 101–106.

22. Рогожкина И.Б. Развивающий эффект обучения программированию: психолого-педагогические аспекты // Психология. Журнал Высшей школы экономики. 2012. № 9(2). С. 141–148.

23. Ding A. C. E., Yu C. H. Serious game-based learning and learning by making games: Types of game-based pedagogies and student gaming hours impact students’ science learning outcomes // Computers & Education. 2024. Т. 218. DOI: 10.1016/j.compedu.2024.105075.

24. Сидоренко Д.В., Бикмуллина И.И. Игровой метод обучения языку C# // Научно-технический вестник Поволжья. 2023. № 12. С. 107–109.

25. Шкарбан Ф.В. Обучение объектно-ориентированному программированию бакалавров прикладной информатики: реализация модели обучения на основе двух согласованных дисциплин // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2018. № 15(4). С. 388–397. DOI: 10.22363/2312-8631-2018-15-4-388-397.

26. Corral J.M.R, Balcells A.C., Estevez A.M., Moreno G. J., Ramos M. J. F. A game-based approach to the teaching of object-oriented programming languages // Computers & Education. 2014. № 73. С. 83–92. DOI: 10.1016/j.compedu.2013.12.013.

27. Выготский Л.С. Мышление и речь. Москва; Ленинград: Государственное учебно-педагогическое издательство, 1934. 324 с.

28. Вербицкий А.А. Компетентностный подход и теория контекстного обучения: Материалы к четвертому заседанию методологического семинара 16 ноября 2004 г. М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2004. 84 с.

29. Пейперт С. Переворот в сознании: Дети, компьютеры и плодотворные идеи. М.: Педагогика, 1989. 224 с.