Особливості гейміфікації робототехнічної STEAM-освіти

Анотація

У статті обговорюється зростання вимог сучасних виробничих компаній до якості кадрового забезпечення з
урахуванням появи терміна Industry 4.0, що включає компоненти: Cyber-Physical Systems, Internet of Things, Smart Factory,
Internet of Services, Smart Product, Machine-to-Machine, Big Data, Cloud. Відзначається важливість впровадження в такі
освітні напрямки для школярів як STEM (S - Science, T - Technology, E - Engineering і M - Mathematics), STEAM (додавання A -
Arts) і STREAM (додавання R - Reading / Writing) з використанням робототехнічних інструментів , наприклад, на основі
електронної платформи з мікроконтролером Arduino. Але сьогодні вони не враховують засоби мотиваційної діяльністі на
основі комп'ютерних ігор, тому метою статті стало встановлення двосторонніх зв'язків між процесом проектування
комп'ютерної гри, що використовує робототехнічну систему, і датчиками мікроконтролера Arduino для подальшого
вирішення завдання визначення гейміфікаціонних характеристик заданого датчика, а також завдання визначення
робототехнічних характеристик заданого етапу процесу проектування комп'ютерної гри. Для досягнення зазначеної мети
запропонована методика аналізу даних, що включає наступні етапи. Етап аналізу функцій казкових сюжетів по В.Я. Проппу
(надалі, функції метафоризації), який формує таблицю функцій як текстових фраз-шаблонів для створення сценарію
комп'ютерної гри, яка враховує датчики мікроконтролера Arduino. Етап аналізу класів комп'ютерних ігор, який формує
таблицю класів ринку збуту гри і таблицю класів потреб гравців. При цьому передбачається, що ринок збуту продукту тісно
пов'язаний з різними дисциплінами шкільної програми. Етап аналізу компонент Механіка-Динаміка-Естетика MDA-моделі.
Етап аналізу датчиків мікроконтролера Arduino. Запропонована в роботі методика дозволила створити реляційну базу даних,
що включає таблиці: таблицю опису 31 текстових фраз-шаблонів для створення сценарію комп'ютерної гри; таблицю опису
15 класів потреб гравців; таблицю опису 10 класів MDA-моделі; таблицю опису 19 датчиків мікроконтролера Arduino;
таблицю зв'язків між 31 текстовими фразами-шаблонами сценаріїв з морфологічних функцій чарівної казки В. Я. Проппа і
описами 15 класів потреб ігроков¸ а також описами 10 класів MDA-моделі; таблицю зв'язків між описами датчиків
мікроконтролера Arduino і описами класів потреб ігроків¸ а також описами класів MDA-моделі. Апробація запропонованої
методики пройшла під час проведення майстер-класів за участю школярів загальноосвітньої школи № 10 I-III ступенів м
Ізмаїл Одеської області в процесі створення п'яти комп'ютерних ігор з використанням інструментального програмного
середовища Scratch з управління графічними об'єктами на основі сигналів від датчиків мікроконтролера Arduino UNO . В
майбутньому пропонується розглянути інтерактивні моделі проектування робототехнічних комп'ютерних ігор, які можуть
бути використані в запропонованій в даній роботі методики, надаючи графічні засоби відображення компонент структурної
моделі методики. І, як наслідок, це зажадає розробки програмного модуля інтеграції вмісту розробленої реляційної бази даних
і внутрішніх структур програмних інструментів підтримки зазначених інтерактивних моделей проектування.