1.Ведение

Актуальность и востребованность

Почему тема «Кодирование»?

Мы живем в цифровом обществе, где одним из основных ресурсов является информация. Для любой операции над информацией, ее прежде всего надо как-то представить. Кодирование информации – это один из самых важных процессов в современном мире. Оно затрагивает все сферы жизни. Мы движемся к миру цифровой автоматизации, где кодирование – один из основных моментов. Современному выпускнику не только жить, но и творить в этом мире. Для большинства профессий недалекого будущего навык кодирования будет одним из самых важных. Этому нужно учить уже в школе, причем, чем раньше дети приобретают эти навыки, тем качественнее, шире и креативнее будет их применение как в учебной и профессиональной жизни, так и быту.

Почему квест?

Системно-деятельностный подход – требует от учителя постоянного поиска инновационных методов и приёмов, позволяющих заинтересовать ребенка, активизировать его познавательную деятельность, сформировать потребность самостоятельно учиться. Одним из таких приемов является квест-технология. Квест — это игра, в которой задействовано одновременно много факторов, так необходимых современному человеку, для успешной социализации в обществе, в том числе в профессиональном. Это прежде всего личностная активность: требуется проявить интеллект, воображение, креативный подход, всестороннюю оценку проблемы, наблюдательность, навыки исследовательских действий: анализ, синтез, сравнение, обобщение и т.д. С другой стороны, это командная активность. Во время квеста идет формирование навыков взаимодействия: умений оптимально распределить роли, умений аргументировать свои выводы, слушать и принимать выводы других членов команды, производить совместные действия, направленные на достижение результатов.

Данная методическая разработка направлена на формирование интереса подрастающего поколения к профессиям в IT – сфере, рост мотивации к изучению программирования, совершенствование компетенций в одном из важнейших направлением кодирования – криптографии. Параллельно дети знакомятся с интересными историческими фактами в области кодирования информации, приобретают навыки вдумчивого чтения, математического счета, работы в команде. В подборке заданий большое внимание уделено формированию патриотическое отношения к Родине, бережному отношению к дружбе.

Цель: знакомство с методами кодирования, криптографическими системами прошлого, развитие читательской и математической грамотности.

Задачи:

·        познакомить с наиболее известными в истории шифрами;

·        сформировать навыки читательской грамотности;

·        сформировать навыки математической грамотности;

·        развить логическое и алгоритмическое мышление;

·        развить вариативность мышления, креативный подход к задаче;

·        сформировать патриотическое отношение к Родине, бережное отношение к дружбе;

·        сформировать навыки работы в команде;

·        сформировать навыки «чувства времени».

2. Пакет методических материалов по организации и проведению игры-квеста «Кодирование»

Пакет методических материалов по организации и проведению игры-квеста «Кодирование» может быть использован для проведения внеурочных мероприятий по информатике как обобщение по теме «Кодирование», так и для профориентационных целей. Квест рассчитан на 5-8 классы. Длительность квеста минимум 2 часа.

2.1. Описание квеста-игры

За две недели до квеста обучающимся сообщается информация о проведении квеста. Объявление о предстоящей квест-игре вывешивается в кабинете информатики, информационном стенде школы (Приложение 1).

За неделю до квеста команды-участники подаются заявки: название, состав команды (5-6 человек). Количество команд соответствует количеству станций. В данной разработке - максимально 6 команд (для большего количества команд можно дублировать станции).

За 5-7 дней до проведения квеста каждая команда получает «Справочник юного шифровальщика» (Приложение 2), который содержит теоретические сведения о наиболее известных в истории шифрах, а так же практические задания для самостоятельной работы.

На вступительной части мероприятия (см. сценарий Приложение 3) ведущий рассказывает учащимся о науке-криптографии, предлагает пройти увлекательное путешествие по станциям, знакомит учащихся с правилами квеста, дает рекомендации по его прохождению. Длительность вступительной не более 15 минут. В конце вступительной части каждая команда получает маршрутную карту (Приложение 4), где указан порядок посещения станций, их названия, время прибытия и убытия со станции и первое задание-переход. Необходимо задействовать 6 кабинетов по числу станций. Пребывание на станции команды строго регламентировано по времени (не более и не менее). Это позволяет исключить пересечение команд. Например, 10 минут. На передвижение между станциями необходимо выделить не менее 5 минут. На станцию команда должна прибыть в полном составе.

На каждой станции команду ждет набор заданий, соответствующий теме станции, дополнительные задания и задание переход на следующую станцию.

Задание-переход на следующую станцию команда получает сразу по прибытию. На вступительной части мероприятия необходимо дать детям рекомендации выделить отдельного члена команды, для декодирования заданий-переходов. Задания – переходы привязаны к конкретному переходу между станциями (кабинетами) и не являются сложными. Это та часть пакета методической разработки, которую необходимо обязательно адаптировать под номера кабинетов, выбранных для станций. Для подстраховки можно организовать точку с табличкой «Консультант» и посадить организатора, который поможет детям правильно расшифровать номер кабинета следующей станции (только для переходов).

Выполнение основных заданий дает команде 1 балл. Результаты вносятся в промежуточный протокол (Приложение 5). Задания на станциях приведены с избытком, нумерация заданий, указана в возрастании степени сложности. Если же, команда справилась со всеми основными заданиями, то ей выдаются дополнительные задания. Это ребусы (Приложение 6). На всех станциях они одни и те же. Организаторы записывают номера отгаданных ребусов в промежуточный протокол (во избежание дублирования на разных станциях). Верное выполнение дополнительного задания приносит команде еще 0,1 балл.  

У каждой станции своя тема.

Станция Альфа

Отрабатывает навыки шифровки и дешифровки цифровых шифров. Имеет пять основных заданий, распределенных в возрастании степени сложности.

Станция Бета

Отрабатывает навыки шифровки и дешифровки шифром Цезаря и его модификаций (шифр Гронсфельда). Первоначально ребята собирают Диск Альберти (Приложение 7). Организаторам необходимо заранее распечатать и вырезать детали^[1]. С помощью него производят шифровку и дешифровку. 5 заданий расставлены в порядке возрастания уровня сложности. За собранный диск добавляется 1 балл. Станция Бета имеет патриотическую направленность, так как, содержит информацию о героическом прошлом нашей Родины.

Станция Гамма

Станция содержит 4 задания на шифр масонов. Ребятам предлагается адаптировать данный шифр под алфавит русского языка.

Станция Эпсилон

Книжный шифр. С помощью пяти книг зашифрована фраза, состоящая из пяти блоков. Один блок – одна книга. Каждый символ (буква, цифра, пробел, знак пунктуации) кодируется тремя числами, записанными через точку: номер страницы, номер строки, номер буквы в строке. Педагогам необходимо подготовить 5 книг, закодировать текст и внести свои данные в таблицу. Из опыта одно из самых сложных заданий, так как требует внимательности и опыта счета. Можно упростить, указав какая книга для какого блока используется.

Станция Лямбда

Отрабатываются навыки дешифровки шифра Скитала: есть пять цилиндров разного диаметра и пять лент с зашифрованным текстом. Для шифра Скитала заранее необходимо подобрать 5 цилиндров разного диаметра, подготовить ленты: намотать их на цилиндры по спирали и нанести вертикально текст^[2]. Каждая лента подходит только к одному цилиндру. Задача ребят определить какая лента к какому цилиндру относится и дешифровать сообщения. Это достаточно несложное задание если дети читали «Справочник юного шифровальщика». Для 7-8 классов его можно усложнить работу на станции, добавив задания на шифр Тритемиуса.

Станция Омега

Шифры замены. Отрабатывает навыки шифровки и дешифровки шифрами замены: Атбаш, квадрат Полибия, шифр Виженера. Имеет пять основных заданий, распределенных в возрастании степени сложности. Тема шифровок: знаменитые русские полководцы. Задание-переход на эту станцию – шифровка кабинета с помощью азбуки Морзе. Вместе с заданием-переходом дети получают распечатку (Приложение 8). Если же команда путешествует с книгой «Справочник юного шифровальщика», то необходимости в этой распечатке нет. На станции команде необходимо выдать таблицу Виженера для русского алфавита (Приложение 9), так как в справочнике таблица Виженера приведена для латинского алфавита.

Пройдя все станции, команды собираются, в том же месте, с которого начали свой путь, организаторы со станций сдают промежуточные протоколы для подведения итогов. Пока идет подведение итогов (не более 10 минут) ведущий предлагает учащимся разгадать еще одну загадку от Шерлок Холмса (Приложение 10). На итоговый результат эта загадка не влияет.

Данные из промежуточных протоколов переносятся в итоговый протокол (Приложение 11).

Суммарный балл команды складывается из баллов, заработанных на каждой станции. При награждении команд лучше объединить 5 и 6 место, сказав, что две команды набрали одинаковое количество баллов. Обычно, так и выходит в реальности. Объявление мест осуществляется в обратном порядке от шестого к первому. Все команды награждаются Грамотами (Приложение 12) и по возможности призами.

Все станции должны быть подписаны внутри кабинета, например табличка на столе организаторов, чтобы дети точно поняли туда ли они пришли (Приложение 13). Перед глазами организаторов должна быть распечатка времени прибытия и убытия очередной команды (пример: Приложение 14).

2.2. Состав пакета

В состав пакета Методических материалов по организации и проведению игры-квеста «Кодирование» входит: 

Объявление Приложение 1. Файл: Приложение 1. Объявление.docx

Книга «Справочник юного шифровальщика» Приложение 2. Файл: Приложение 2. Справочник юного шифровальщика.docx

Сценарий игры-квеста «Кодирования» Приложение 3. Файл: Приложение 3. Сценарий квеста.docx

Маршрутная карта Приложение 4. Файл: Приложение 4. Карта- маршрут.docx

В центре кругов пишутся греческие буквы, во внешнем круге сверху – произношение греческой буквы – соответствует названию станции, снизу время пребывания на станции.

Промежуточный протокол. Приложение 5. Файл: Приложение 5. Промежуточный протокол.docx

Дополнительные задания. Приложение 6. Файл: Приложение 6. ребусы.docx

Лист распечатывается и разрезается: команде выдается левая часть, содержащая номер ребуса и сам ребус, у организаторов на станции остается правая часть с ответом и номером ребуса.

Распечатка «Диск Альберти» Приложение 7. Файл: Приложение 7. Диск Альберти.docx

Распечатка «Азбука Морзе» Приложение 8. Файл: Приложение 8. Азбука Морзе для русского алфавита.docx

Распечатка «Таблица для шифра Виженера» Приложение 9. Файл: Приложение 9. Таблица для шифра Виженера.docx

Распечатка «Задание на подведение итогов» Приложение 10. Файл: Приложение 10. Проведи свое расследование.docx

Итоговый протокол результатов прохождения квеста Приложение 11. Файл: Приложение 11. Итоговый протокол.xlsx

Грамота Приложение 12. Файл: Приложение 12. Грамота.docx

Распечатка «Станции» Приложение 13. Файл: Приложение 13. Станции.docx

Распечатка «Время» Приложение 14. Файл: Приложение 14. Время.docx

Описание методического пакета Приложение 15. Файл: Приложение 15. Описание методического пакета

 2.3. Станции: переходы, задания, ответы, рекомендации

Задания, предлагаемые на  каждой станции, примеры заданий-переходов, ответы и рекомендации по каждой из станций представлены в полном описании методического пакета Приложение 15.

2.4. Опыт проведения.

Мероприятия по обобщения темы «Кодирование» для 5 классов мы с коллегами проводим регулярно, на протяжении многих лет. Исключение  - года ковидного периода. До прошлого года мы ограничивались шифрами и темами, изучаемыми в рамках УМК «Информатика» Босова Л.Л. 5 класс.

С 2015 года в школе формируется 5 политехнический класс. С 2017 наша школа вступила в региональный проект «Специализированные классы Новосибирской области». С этого года ежегодно в школе проводится отбор в 7-ой  инженерный класс. При этом уже с шестого класса, а для некоторых детей с пятого факультативно вводится предмет «Программирование». С 7 класса в инженерных классах он становится обязательным.

В виду этого, давно стоял вопрос о пересмотре содержательного уровня контента вышеуказанного мероприятия. В 2020-2023 году мною был разработан данный пакет методических материалов. Первоначально он прошел апробацию на 6 классах, затем 21 января 2023 года было проведено открытое мероприятие, на базе 5-ых классов, в рамках обмена опытом, для учителей информатики р.п. Кольцово  с приглашением гостей из Первомайского района.   

17 февраля 2023 года в рамках курса повышения квалификации по теме «Творческая группа  руководителей ММО по информатике «Проектирование современного учебного занятия по информатике для формирования и развития функциональной грамотности обучающихся» на базе МБОУ «Кольцовская школа №5» состоялось  региональное открытое мероприятие, на котором для гостей школы была проведена игра-квест «Кодирование» для учащихся 7-8 инженерных классов.

3. Заключение. Выводы и наблюдения.

Завершив свое путешествие по станциям квеста:

·     Ребята познакомились с наиболее известными в истории шифрами;

·     Во время работы на станциях, учащиеся столкнулись с проблемами поверхностного чтения. Невнимательное прочтение задания приводило к его неправильному пониманию задачи, и как следствие, к ошибке. Организаторы на станциях акцентировали важность вдумчивого чтения. Допустив один раз ошибку из-за поверхностного прочтения, дети стали читать медленно, обсуждая порой каждое слово. Так было, например, с заданием 5 станции Альфа.

·     Если в инженерных и политехнических классах навыки математической грамотности сформированы достаточно хорошо, то обычные 5 классы испытывали затруднения. Проведение таких мероприятий способствует росту мотивации к изучению математики.

·     Любое кодирование происходит по некоторому алгоритму. Решение  заданий, представленных в квесте, формирует навыки, с одной стороны, четкого следования правилам алгоритма, с другой стороны, формированию умений «разложить по полочкам», собственно из чего и складывается логическое и алгоритмическое мышление;

·     Большинство станций содержали подборку заданий, степень сложности которых не просто росла, а  на каком-то этапе, требовала отойти от стандартных решений, рассмотреть несколько возможных вариантов исходного состояния, то есть проявить вариативность мышления, креативный подход к задаче.

·     Что касается формирование патриотического отношение к Родине, стоит отметить интересный факт: имя Евпатия Коловрата мало кому известно. Представители из двух 5 классов  и одного класс из 7 заинтересовавшись необычным именем, собрали информацию об этом человеке и рассказали о нем классу.

·     Следует отметить, что наиболее успешными были команды действовавшие слаженно. Например, в квесте для 5 классов второе и третье место заняли команды обычных классов. У них наблюдалось четкое разграничение обязанностей и позитивное отношение друг к другу.

·     Благодаря четкому заданию временного регламента удалось избежать пересечения команд. Ребята сами, внутри  команды, назначили ответственного за отслеживание остатка времени и четко его соблюдали.

В целом, из опроса обучающихся и наблюдения за работой команд, можно сделать вывод: успешнее действовали команды, изучившие содержание «Справочника юного шифровальщика», умеющие ладить между собой, работать командой.

На обоих мероприятиях была здоровая, благожелательная, рабочая обстановка, обучающимся понравился квест, многие выразили желание, участвовать в подобных играх в дальнейшем.

[1] Для скрепления мы использовали обычный гвоздик.

[2] Мы использовали деревянные цилиндры и ленту из кальки. На всякий случай сделали два комплекта, но хватило и одного на два мероприятия.