Minecraft Education

На первом занятии ученики знакомятся с образовательной версией Minecraft и узнают, как она помогает изучать основы программирования. Преподаватель рассказывает о возможностях Minecraft Education, знакомит учащихся с интерфейсом игры и показывает, как открыть среду визуального программирования MakeCode.

После знакомства вводится одно из важнейших понятий информатики — алгоритм. Ученики узнают, что алгоритм представляет собой последовательность команд, которые исполнитель должен выполнить в определённом порядке для достижения результата.

В качестве исполнителя используется Agent — специальный помощник Minecraft Education. Ученики изучают его возможности и создают свою первую программу, используя готовые блоки MakeCode. Во время практической части учащиеся составляют алгоритмы, которые позволяют Agent перемещаться по миру, поворачивать и выполнять простые действия.

В завершение занятия ученики анализируют результаты работы своих программ, учатся находить ошибки в последовательности команд и понимают, почему даже небольшое изменение алгоритма может привести к совершенно другому результату.

После занятия ученик сможет:

• понимать назначение Minecraft Education;
• ориентироваться в интерфейсе MakeCode;
• понимать, что такое алгоритм;
• создавать простые программы из визуальных блоков;
• управлять Agent с помощью последовательности команд;
• анализировать и исправлять простые ошибки в алгоритмах.

Создать программу, в которой Agent:

• проходит по заданному маршруту;
• выполняет не менее пяти последовательных команд;
• использует повороты и перемещение;
• успешно достигает указанной точки назначения.

На втором занятии ученики продолжают изучать основы программирования и подробнее знакомятся с понятием последовательности команд. Преподаватель объясняет, что компьютер всегда выполняет инструкции строго по порядку, поэтому правильная последовательность действий играет ключевую роль в работе любой программы.

Во время практической части учащиеся создают более сложные алгоритмы для Agent. Они учатся комбинировать команды движения, поворота и взаимодействия с игровым миром, постепенно решая задачи различной сложности.

Особое внимание уделяется анализу алгоритмов. Ученики учатся находить ошибки, определять, на каком этапе программа работает неправильно, и исправлять её без полного переписывания.

В завершение занятия рассматриваются способы сделать алгоритмы более понятными и аккуратными. Ученики знакомятся с принципами последовательного построения программ и подготовки к использованию более сложных конструкций, которые будут изучаться на следующих уроках.

После занятия ученик сможет:

• понимать важность последовательности выполнения команд;
• создавать более сложные алгоритмы;
• анализировать выполнение программы;
• находить и исправлять ошибки;
• составлять программы для решения практических задач;
• применять алгоритмическое мышление при решении новых задач.

Создать программу, которая позволит Agent:

• пройти маршрут с несколькими поворотами;
• установить блоки в заранее определённых местах;
• вернуться в исходную точку после выполнения задания;
• корректно завершить выполнение программы.

На этом занятии ученики знакомятся с понятием цикла и узнают, как с помощью программирования можно автоматически выполнять повторяющиеся действия. Преподаватель объясняет, что вместо многократного написания одинаковых команд можно использовать цикл, который значительно упрощает программу и делает её более понятной.

В начале урока рассматривается принцип работы цикла в MakeCode и его применение для управления Agent. Ученики сравнивают программы, написанные с использованием повторяющихся команд, и аналогичные программы с применением цикла, анализируя различия в объёме и удобстве чтения кода.

Во время практической части учащиеся создают программы, в которых Agent автоматически проходит заданный маршрут, устанавливает несколько блоков, строит прямые линии, стены и другие простые конструкции. Особое внимание уделяется выбору количества повторений и пониманию того, какие действия будут выполняться внутри цикла.

В завершение занятия ученики знакомятся с понятием бесконечного цикла, обсуждают возможные ошибки при работе с повторениями и учатся проверять корректность своих программ.

После занятия ученик сможет:

• понимать назначение циклов;
• использовать цикл для автоматизации повторяющихся действий;
• создавать программы с повторением команд;
• сокращать объём программы за счёт использования циклов;
• анализировать работу циклов и находить ошибки;
• применять циклы при решении практических задач.

Создать программу, которая позволит Agent:

• построить прямую дорожку длиной не менее 10 блоков;
• использовать цикл для повторения действий;
• завершить строительство в указанной точке;
• использовать минимально возможное количество команд.

На этом занятии ученики продолжают изучать циклы и знакомятся с понятием вложенных циклов. Преподаватель объясняет, что один цикл может содержать внутри себя другой, что позволяет создавать более сложные алгоритмы и автоматизировать большие объёмы работы.

Во время занятия рассматриваются примеры использования вложенных циклов для построения двумерных объектов. Ученики анализируют, как с помощью двух циклов можно автоматически строить площадки, стены, заборы и другие повторяющиеся конструкции.

Практическая часть посвящена созданию более сложных программ для Agent. Учащиеся разрабатывают алгоритмы, которые позволяют автоматически строить прямоугольные области, повторяющиеся узоры и другие конструкции, требующие последовательного выполнения нескольких циклов.

Особое внимание уделяется анализу алгоритма перед началом программирования. Ученики учатся разбивать большую задачу на более простые этапы и использовать вложенные циклы для её эффективного решения.

После занятия ученик сможет:

• понимать принцип работы вложенных циклов;
• использовать несколько циклов в одной программе;
• разбивать сложные задачи на последовательность простых действий;
• создавать алгоритмы автоматического строительства;
• анализировать структуру программы;
• применять вложенные циклы для решения практических задач.

Создать программу, которая позволит Agent автоматически построить площадку.

Программа должна:

• использовать вложенные циклы;
• построить квадрат размером не менее 5 × 5 блоков;
• завершить выполнение без ошибок;
• использовать минимальное количество повторяющихся команд.

На этом занятии ученики знакомятся с понятием переменной и узнают, как программы могут хранить и изменять данные во время выполнения.

Преподаватель объясняет, что переменная — это именованная область памяти, в которой можно сохранить значение и использовать его в различных частях программы. Ученики изучают создание переменных в MakeCode, изменение их значений и использование при выполнении алгоритмов.

Во время практической части учащиеся создают программы, в которых Agent выполняет действия заданное количество раз, используя значение переменной. Также рассматриваются примеры изменения значения переменной в процессе работы программы: подсчёт количества выполненных действий, построенных блоков или пройденных клеток.

Особое внимание уделяется тому, как переменные помогают создавать более гибкие программы, которые легко изменять и расширять без переписывания алгоритма.

После занятия ученик сможет:

• понимать назначение переменных;
• создавать и изменять переменные в MakeCode;
• использовать переменные при выполнении программ;
• хранить числовые значения;
• изменять поведение программы с помощью переменных;
• применять переменные для решения практических задач.

Создать программу, которая:

• создаёт переменную, отвечающую за длину дорожки;
• использует значение переменной для управления количеством повторений;
• позволяет легко изменить длину дорожки, изменив только значение переменной;
• корректно завершает выполнение программы.

На этом занятии ученики знакомятся с логическими выражениями и условными операторами. Преподаватель объясняет, что программа может принимать решения в зависимости от различных условий, а не только выполнять заранее определённую последовательность команд.

В начале урока рассматриваются логические значения «истина» и «ложь», а также принцип работы условного оператора если (if). Ученики узнают, как проверять различные условия и выполнять определённые действия только при их выполнении.

Во время практической части учащиеся создают программы, в которых Agent анализирует окружающий мир и принимает решения. Например, если перед ним находится препятствие — он поворачивает, если путь свободен — продолжает движение, а при обнаружении определённого блока выполняет заданное действие.

Также рассматривается использование нескольких условий для создания более сложного поведения Agent и разбираются типичные ошибки при работе с условными операторами.

После занятия ученик сможет:

• понимать принцип работы логических выражений;
• использовать условный оператор if;
• создавать программы с разными вариантами поведения;
• проверять выполнение условий;
• анализировать результаты работы программы;
• использовать условия при решении практических задач.

Создать программу, которая позволит Agent:

• двигаться по заданному маршруту;
• проверять наличие препятствия перед собой;
• изменять направление движения при обнаружении препятствия;
• продолжать выполнение программы до достижения конечной точки маршрута.

На этом занятии ученики знакомятся с понятием функций и узнают, как сделать программы более удобными, понятными и компактными. Преподаватель объясняет, что функция — это отдельный блок команд, который можно вызывать в разных местах программы, не повторяя один и тот же алгоритм несколько раз.

В начале урока учащиеся изучают создание функций в MakeCode, знакомятся с их назначением и принципом работы. Затем рассматриваются примеры, когда повторяющиеся действия удобно вынести в отдельную функцию.

Во время практической части ученики создают собственные функции для управления Agent. Например, отдельные функции для строительства стены, прокладки дорожки, поворота, установки блока или прохождения определённого участка маршрута. После этого они объединяют несколько функций в одной программе, создавая более сложные алгоритмы.

Особое внимание уделяется тому, как правильно разбивать большую задачу на небольшие самостоятельные части. Ученики учатся делать программы более структурированными и удобными для дальнейшего изменения.

После занятия ученик сможет:

• понимать назначение функций;
• создавать собственные функции в MakeCode;
• повторно использовать готовые алгоритмы;
• делать программы более компактными и понятными;
• разбивать сложные задачи на отдельные этапы;
• создавать более сложные программы, используя несколько функций.

Создать программу, содержащую не менее трёх функций.

Например:

• функция строительства дорожки;
• функция поворота Agent;
• функция строительства стены.

Основная программа должна вызывать созданные функции для выполнения общего задания.

На этом занятии ученики знакомятся с событиями — одним из основных принципов создания интерактивных программ. Преподаватель объясняет, что программа может запускаться не только по команде пользователя, но и реагировать на различные события, происходящие в игровом мире.

Во время урока учащиеся изучают основные события, доступные в MakeCode, например запуск программы при начале игры, нажатии кнопки, использовании предмета или выполнении определённого действия игроком.

Практическая часть посвящена созданию интерактивных программ. Ученики реализуют алгоритмы, которые запускаются после наступления определённого события: Agent начинает строительство после нажатия кнопки, выполняет задание при использовании специального предмета или реагирует на действия игрока.

Также рассматривается совместное использование ранее изученных тем: циклов, условий, переменных и функций внутри обработчиков событий. Это помогает ученикам понять, как объединять различные элементы программы для создания более сложных игровых механик.

После занятия ученик сможет:

• понимать принцип событийного программирования;
• использовать различные события в MakeCode;
• запускать выполнение программ по событию;
• объединять события с циклами, условиями и функциями;
• создавать интерактивные программы;
• разрабатывать более сложные алгоритмы взаимодействия с игровым миром.

Создать программу, которая:

• запускается после выбранного события (например, нажатия кнопки);
• использует хотя бы одну ранее созданную функцию;
• содержит цикл или условный оператор;
• выполняет автоматизированное действие с помощью Agent или изменяет игровой мир после запуска события.

На этом занятии ученики учатся применять изученные конструкции программирования для решения комплексных задач. Преподаватель показывает, как анализировать задачу, разбивать её на последовательные этапы и выбирать подходящие инструменты для её решения.

Во время практической части учащиеся создают программы, в которых одновременно используются последовательность команд, циклы, условия, переменные и функции. Agent выполняет различные задания, требующие принятия решений и выполнения нескольких связанных действий.

Особое внимание уделяется анализу алгоритма перед началом программирования. Ученики учатся определять, какие конструкции лучше использовать в каждой ситуации, а также искать и исправлять ошибки в уже готовых программах.

В завершение занятия рассматриваются различные способы решения одной и той же задачи. Ученики сравнивают свои алгоритмы, обсуждают их преимущества и делают выводы о том, как сделать программу более понятной и эффективной.

После занятия ученик сможет:

• анализировать поставленную задачу;
• самостоятельно составлять алгоритм решения;
• применять несколько конструкций программирования в одной программе;
• выбирать наиболее подходящий способ решения;
• находить и исправлять ошибки;
• создавать более сложные программы в MakeCode.

Создать программу, которая:

• использует переменные, условия, циклы и функции;
• решает поставленную задачу с помощью Agent;
• состоит из нескольких логически связанных этапов;
• корректно выполняет все действия без ошибок.

На этом занятии ученики применяют все изученные знания для разработки собственной программы автоматического строительства. Преподаватель объясняет, как правильно планировать работу программы, определять последовательность действий и распределять задачи между различными блоками кода.

Во время практической части учащиеся самостоятельно проектируют алгоритм, который позволяет Agent автоматически строить выбранную конструкцию. Для реализации проекта используются функции, циклы, условия и переменные, что позволяет сделать программу компактной, понятной и легко изменяемой.

Особое внимание уделяется повторному использованию ранее созданных функций и правильной организации программы. Ученики учатся писать код так, чтобы его можно было легко дорабатывать и расширять.

В завершение занятия проводится тестирование созданных алгоритмов. Учащиеся проверяют правильность работы программы, исправляют обнаруженные ошибки и оценивают эффективность своих решений.

После занятия ученик сможет:

• самостоятельно проектировать алгоритмы;
• создавать программы автоматического строительства;
• объединять все изученные конструкции программирования;
• тестировать и отлаживать программы;
• улучшать структуру и читаемость кода;
• решать практические задачи с помощью MakeCode.

Разработать собственую программу автоматического строительства.

Программа должна:

• строить законченную конструкцию (например, дом, башню, мост или другую постройку);
• использовать функции, циклы, условия и переменные;
• быть структурированной и понятной;
• корректно выполнять все этапы строительства без ошибок.

На этом занятии ученики начинают работу над мини-проектом, в котором объединяются все изученные элементы программирования. Преподаватель объясняет принципы проектной работы: постановка задачи, планирование решения, реализация и тестирование.

Ученики самостоятельно выбирают тип автоматизированной системы, которую будут создавать с помощью Agent. Это может быть автоматическое строительство, система прокладки пути, генератор простых структур или логическая цепочка действий в игровом мире.

Во время практической части учащиеся проектируют архитектуру программы: разбивают задачу на функции, определяют необходимые переменные, продумывают использование циклов и условий. Затем начинается реализация проекта в MakeCode.

Особое внимание уделяется структурированию кода и повторному использованию ранее созданных функций. Преподаватель помогает ученикам выстроить логичную архитектуру программы, но не даёт готовых решений, чтобы сохранить самостоятельность работы.

После занятия ученик сможет:

• самостоятельно планировать программный проект;
• применять все изученные конструкции программирования;
• создавать структурированные программы;
• использовать функции, циклы, условия и переменные в одном проекте;
• разрабатывать собственную автоматизированную систему;
• тестировать и улучшать свою программу.

Продолжить работу над мини-проектом:

• добавить новые функции или улучшения;
• оптимизировать структуру программы;
• устранить возможные ошибки;
• подготовить проект к презентации.

Заключительное занятие курса посвящено завершению проекта и его защите. В начале урока ученики проводят финальное тестирование своих программ, проверяют корректность работы всех алгоритмов и устраняют последние ошибки.

После этого учащиеся дорабатывают свои проекты, приводят их в финальный вид и подготавливают демонстрацию. Преподаватель помогает структурировать объяснение работы программы: что делает проект, какие алгоритмы использованы и как они взаимодействуют между собой.

Во второй части занятия проводится презентация проектов. Каждый ученик демонстрирует свою автоматизированную систему, объясняет её работу и показывает, как используются изученные конструкции программирования: последовательности, циклы, условия, переменные и функции.

В завершение курса подводятся итоги обучения, обсуждаются достижения учеников и даются рекомендации по дальнейшему изучению программирования и переходу к языкам Python и другим технологиям.

После занятия ученик сможет:

• завершать программные проекты;
• тестировать и отлаживать программы;
• объяснять работу своего алгоритма;
• демонстрировать использование всех базовых конструкций программирования;
• уверенно презентовать свой проект;
• понимать дальнейшие шаги в изучении программирования.

Курс завершён.

Рекомендуется:

• доработать проект в Minecraft Education;
• попробовать создать новый более сложный алгоритм;
• перейти к изучению Python или других языков программирования;
• расширить навыки через самостоятельные проекты.