IZOBRAŽEVALNE RAČUNALNIŠKE IGRE ZA POUČEVANJE ALGORITMOV

MAJA ZUPANČIČ

IZOBRAŽEVALNE RAČUNALNIŠKE IGRE ZA POUČEVANJE ALGORITMOV

DIPLOMSKO DELO

LJUBLJANA, 2013

DVOPREDMETNI UČITELJ: MATEMATIKA IN RAČUNALNIŠTVO

MAJA ZUPANČIČ

Mentor: izr. prof. dr. JOŽE RUGELJ Somentor: asist. MATEJ ZAPUŠEK

IZOBRAŽEVALNA RAČUNALNIŠKA IGRA ZA POUČEVANJE ALGORITMOV

DIPLOMSKO DELO

Ljubljana, 2013

Zahvala

Zahvalila bi se mentorju dr. Jožetu Ruglju in somentorju asis. Mateju Zapušku za napotke in strokovno pomoč pri pisanju mojega diplomskega dela.

Zahvala gre tudi družini, fantu in prijateljem za spodbudne besede in potrpežljivost v času študija in med pisanjem diplomskega dela.

i najpomembnejši, format izobraževalne igre. Pri preučevanju področja izobraževalnih iger me je zanimalo, katere lastnosti iger so za učenje najbolj pomembne. Ugotovila sem, da so otroci bolj motivirani za učenje, če je učna snov predstavljena v formatu igre, med igranjem pa se v njih lahko vzbudi posebno psihološko stanje »flow«, ki predstavlja optimalno stanje delovanja pri opravilih, daje občutek užitka in nadzora, posameznikove sposobnosti pa se ujemajo z izzivi, s katerimi se sooča. Izzivi izhajajo iz dejavnosti, ki so optimalno zastavljene, imajo jasne cilje in dobre povratne informacije. Vse to daje igralcu občutek nadzora, kar ga pripelje do omenjenega stanja. V nadaljevanju me je zanimalo, kateri elementi vplivajo na ta dva pojava oz. kako načrtovati in izdelati igro, ki bo imela opisane lastnosti. Med preučevanjem različnih modelov za izdelavo iger sem se odločila za Garrisov model igralnega cikla, ki govori o tem, da učenec preko ustrezne povratne informacije doživi bolj individualno izkušnjo, zaradi katere je bolj motiviran in dosega boljši učni rezultat.

Algoritmi so težka in abstrakna vsebina, zato bi radi poiskali inovativne pristope, ki bi olajšali njihovo razumevanje in bi imeli boljši učni učinek od trenutnih metod. Menim, da je zaradi pozitivnih izobraževalnih lastnosti format igre zelo primeren za poučevanje te snovi. Pri poučevanju algoritmov je pomembna vizualizacija algoritmov, saj učencem omogoča predstavo abstraktnih konceptov, zato sem jo podrobno opisala v diplomskem delu.

Poučevanje algoritmov se je izkazalo za izjemno težavno, če učenec nima razvitega algoritmičnega razmišljanja. Zato sem na koncu diplomskega dela predstavila lastno izobraževalno računalniško igro, ki je bila izdelana v okviru predmeta »Z IKT podprta učna gradiva«, v kateri igralec preko aktivnosti razvija algoritmično razmišljanje.

KLJUČNE BESEDE: računalniška izobraževalna igra, motivacija, stanje »flow«, algoritmi, algoritmično razmišljanje

ii most relevant format, educational computer games. While studying the area of educational games I was interested in which game features are the most important for learning. I learned that the kids are more motivated to learn if the teaching subject is presented in the form of a game and that while playing it one can invoke the state of »flow«, which is the optimal state which gives you the feeling of pleasure and control and where one's abilities match with the challenge presented. Challenges originate from activities, which are optimally set, with clear goals and good feedback. All this is giving the player a feeling of control and leads to the desired state.

Furthermore I was interested in which elements influence these two occurances and how to design and create a game to have these features. While studying different models for game design, I decided to use Garris' model of learning cycle, which states that the student enjoys a more personal experiance through the use of suitable feedback, which makes him or her more motivated and attains a better learning result.

Algorithms are difficult to understand and an abstract subject, so the goal was to find innovative approach to make the understanding easier, which results in better learning efficiency compared to the currently used methods. I think that because of the positive educational features it has, the game format is very suitable for teaching this subject. While teaching the algorithms, visualization is very important as it enables the student to grasp the abstract concepts and that is why I presented it in greater detail in the thesis.

Teaching the algorithms turned out to be very difficult if a student does not have an algorithmic way of thinking developed. This is the reason why as a part of this thesis I designed my own educational game, which was created as part of the subject called »Z IKT podprta učna gradiva« and which demonstrates how a student can develop algorithmic thinking through different activities.

Keywords: educational computer games, motivation, state of »flow«, algorithm, algorithmic thinking

iii

2. Igre ... 2

2.1. Računalniške igre ... 2

2.1.1. Izobraževalna računalniška igra ... 4

2.2. Zvrsti iger... 9

2.3. Ključni elementi izobraževalne računalniške igre ... 15

3. Načrtovanje ... 18

4. Algoritmi in algoritmično razmišljanje ... 23

4.1. Poučevanje algoritmičnega razmišljanja ... 23

4.2. Pristopi pri poučevanju algoritmov ... 25

5. Čarobna odrešitev 3 – računalniška izobraževalna igra ... 28

6. Sklep ... 30

7. Viri ... 32

iv

Slika 2: Primer strateške igre ... 10

Slika 3: Primer igre domišljiskih vlog ... 10

Slika 4: Primer športne igre ... 11

Slika 5: Primer simulacije vozil ... 11

Slika 6: Simulacija gradnje managmenta ... 12

Slika 7: Primer pustolovske igre ... 12

Slika 8: Primer igra virtualnega življenja ... 13

Slika 9: Primer spletne igre... 13

Slika 10: Igralni krog vir: (Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003) ... 18

Slika 11: Ekperimentalni igralni model vir: (Zapušek & Rugelj, 2013) ... 20

Slika 12: Vennov diagram aktivnosti učenca pri uporabi vizualizacijskih gradiv vir: (Friškovec, 2011) ... 26

Slika 13: Votlina 1(Ifštajn) - Čarobna odrešitev 3 ... 28

Slika 14: Votlin 2 (Vajlštajn) - Čarobna odrešitev ... 29

Slika 15: Votlina 3(Ripitštajn) - Čarobna odrešitev 3 ... 29

Slika 16: Votlina 4 (Forštajn) - Čarobna odrešitev 3 ... 29

1

1. Uvod

Učitelji pri svojem pedagoškem delu iščejo vedno nove didaktične pripomočke, ki bi učencem olajšali učenje, povečali motivacijo in izboljšali učni učinek. Med študijem sem v okviru predmeta »Z IKT podprta učna gradiva« izdelala računalniško izobraževalno igro in se na ta način spoznala s tem novim, pri nas še premalo poznanim didaktičnim pripomočkom. Ker so bile nekatere igre med učenci bolje sprejete kot druge, me je zanimalo, kje tiči razlog za to. Presenetili so nas rezultati evalvacije učnega učinka, saj so bili bodisi nadpovprečni bodisi podpovprečni. Zanimalo me je, če obstaja teoretična razlaga, ki bi pojasnila takrat še intuitivna opažanja.

Zaradi tega sem se odločila, da v diplomski nalogi skušam ugotoviti, kateri dejavniki so pomembni za izdelavo dobre izobraževalne računalniške igre in na kakšen način uspešno združiti dva na videz tako različna pola, kot sta zabava in učenje.

Ob nadaljnjem razmišljanju sem se začela spraševati, kaj sploh je igra, kako je definirana in kakšna je razlika med igro in računalniško igro. Na koncu pa sem poskušala še ugotoviti, kateri elementi igre najbolj vplivajo na njen izobraževalni potencial.

Če dobro pomislimo, v današnjem času vse več stvari v življenju opravljajo naprave, ki delujejo po vnaprej določenih vzorcih. Za primer vzemimo robotski sesalnik, za katerega bi marsikdo sklepal, da se »nelogično«

sprehaja po sobi. Njegovo sprehajanje le ni tako nelogično, saj temelji na točno določenem algoritmu. Da bi ga razumeli in morebiti kakšnega napisali sami, moramo imeti razvit algoritmičen način razmišljanja. Ta je sicer ključna kompetenca računalniške pismenosti, vendar pa bi si ob pogledu na naš šolski sistem človek lahko mislil, da je stranskega pomena.

Sprašujem se, zakaj je temu tako. Je morda problem v tem, da učitelji nimajo dovolj dobro razvitega algoritmičnega razmišljanja in posledično tega ne morejo posredovati naprej? Je morda poučevanje oziroma razvijanje takšnega razmišljanja tako zahtevno, da se učitelji tega ne poslužujejo? Vsa ta vprašanja so me privedla izziva v svoji diplomski nalogi poskusiti poiskati načine za boljšo predstavitev algoritmov, saj le ob dobri predstavitvi učenec lahko razvije ključno kompetenco računalniške pismenosti – algoritmično razmišljanje.

2

2. Igre

Ob pogledu v zgodovino lahko opazimo, da so se igre pojavile že starem Egiptu; njihove igre so aktualne še danes (npr. vlečenje vrvi).

Pojavljale pa se niso le v starem Egiptu, ampak prav v vseh starih kulturah.

To vemo, ker igro definiramo kot razvedrilno dejavnost, ta pa je bilo seveda potrebna skozi celotno zgodovino. Igre pa se niso izkazale le kot dobra razvedrilna dejavnost, ampak tudi kot dobro socializacijsko in izobraževalno sredstvo (Igra, 2013).

Igre izvirajo iz človeške želje po igranju in naši sposobnosti pretvarjanja. Igra je široka kategorija neesencialnih in ponavadi rekreacijskih človeških aktivnosti, ki so največkrat tudi sociološko pomembne. Pretvarjanje je mentalna sposobnost ustvarjanja realnosti, za katero oseba ve, da je drugačna od tiste v resničnem življenju in jo lahko spreminja po želji. Igranje in pretvarjanje so osnovni elementi igranja iger. Oboje je bilo temeljito raziskano v smislu kulturnega in psihološkega pojava (Adams, 2010).

2.1. Računalniške igre

Primaren cilj razvoja osebnih računalnikov so bile ravno računalniške igre, zato je povsem jasno, da je razvoj računalnikov tesno povezan z razvojem računalniških iger.

Računalniške igre predstavljajo tako imenovani virtualni svet, kjer veljajo druge družbene vrednote in norme. Ravno zaradi tega so tako zelo popularne pri otrocih, saj jim omogočajo identifikacijo z likom, ki pa največkrat ni povezan z realnostjo. Tako kot pri igrah na splošno, velja tudi pri računalniških igrah, da je primaren namen zabava (Ocepek, 2010).

To pa lahko spretno uporabimo v izobraževalne namene, čemur bomo posvetili več pozornosti v nadaljevanju. (Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003)

Prva grafična računalniška igra je bila narejena leta 1952. Nastala je v sklopu doktorske dizertacije na Univerzi v Cambridgeu v Veliki Britaniji, njen avtor pa je bil A. S. Douglas. Igra se je imenovala »Tic-Tac-Toe« in je še danes izjemno popularna; v Sloveniji jo poznamo kot igro »križci in krožci«

(Winter, 2013).

V 70 letih pa so se že začele pojavljati prve komercialne računalniške igre.

Prva tovrstna je bila arkadna igra »Computer Space«. Njena avtorja sta bila

3 Nolan Bushnell in Ted Dabney. Igra na žalost ni bila uspešna, saj je bila prezahtevna za trg. (Laird & Sugih, 2006)

Računalniške igre so se sčasoma pokazale kot najbolj privlačna oblika zabave v zgodovini človeštva. Prensky v svoji knjigi navaja dvanajst elementov igre, ki to potrjujejo:

 Igre so oblika zabave, ki nam nudi užitek in zadovoljstvo.

 Igre so oblika igranja, ki nas intenzivno in strastno vključi.

 Igre imajo pravila, kar nam daje strukturo.

 Igre imajo cilje, kar deluje motivacijsko.

 Igre so interaktivne, kar nas zaposli.

 Igre so prilagodljive, kar nam da »flow«.

 Igre imajo različne izide in povratne informacije, kar omogoča učenje.

 Igre imajo zmagovalna stanja, kar povečuje samozavest.

 Igre predstavljajo konflikt/tekmovalnost/izzive/nasprotnike, kar naredi izkušnjo razburljivo.

 Igre vključujejo reševanje problemov, kar spodbuja kreativnost.

 Igre vključujejo interakcijo, kar oblikuje socialne skupine.

 Igre imajo zgodbo, kar vzbudi čustva.

(Prensky M. , 2001)

Vse te elemente je moč zaslediti tako v knjigah kot tudi v filmih, vendar pa v teh dveh medijih ne moremo zaslediti interaktivnosti. Zavedati se moramo, da vsaka računalniška igra ne vsebuje vseh dvanajstih elementov, a ravno zaradi tega lahko ločimo dobre igre od drugih.

4 Opazimo lahko, da zabava ni edini cilj računalniških iger; z njimi se lahko tudi učimo in se izobražujemo (Prensky M. , 2001).

Izpolnjeni elementi lahko vplivajo tudi na drugi vidik igre, to je na intenziteto vključenosti in sodelovanja med igro.

Ko je posameznik v celoti prevzet z igro oziroma s trenutno dejavnostjo v njej, je to pozitivna izkušnja, definirana kot psihološko stanje “flow”. “Flow”

predstavlja optimalno stanje delovanja pri opravilih, daje občutek užitka in nadzora, kjer se posameznikove sposobnosti ujemajo z izzivi, s katerimi se soočajo. Izzivi izhajajo iz dejavnosti, ki so zastavljene optimalno, z jasnimi cilji in z dobrimi povratnimi informacijami. Vse to daje igralcu občutek nadzora, kar pripelje do omenjenega stanja. Prensky ga definira tako: "V stanju

“flow” se izziv in sposobnost za njegovo reševanje skoraj popolnoma ujemata. Tako pogosto z užitkom opravimo naloge, ki so se nam zdele neizvedljive. Stanje “flow” se lahko pojavi pri delu, športu in celo učenju, ker koncepti postanejo jasni in je rešitev težav očitna. (Prensky M. , 2001)

2.1.1. Izobraževalna računalniška igra

Izobraževalna računalniška igra je računalniška igra, ki je uporabljena v procesu učenja. Izobraževalno računalniško igro bi lahko definirali kot medij z vsemi karakteristikami igralnega okolja in z določenimi učnimi cilji, ki pa so prilagojeni točno določeni skupini učencev. (Prensky M. , 2001)

Resne igre (ang. Serious games) so računalniške igre, ki izobražujejo, usposabljajo, trenirajo ali oglašujejo. Vsaka izobraževalna igra je tudi resna igra, obratno pa ne velja, saj resna igra lahko le oglašuje ali pridobiva informacije o uporabniku igre – na primer testiranje kandidatov za zaposlitve v vojski. (Michael & Chen, 2006)

Primarni cilj izobraževalnih iger je resno usposabljanje ali izobraževanje, zabava pa je stranskega pomena. Ker pa je izobraževalna igra navsezadnje tudi igra, se drži tudi svojega prvotnega namena, ta pa je zabava uporabnika. In ravno to dejstvo se v zadnjem času zelo veliko uporablja. (Ocepek, 2010)

Izobraževalne igre niso namenjene le osnovnošolskim ali srednješolskim učencem, ampak imajo tudi bolj splošen namen, saj se jih lahko uporablja tudi za različna izobraževanja odraslih. (Ocepek, 2010)

5 Žanr izobraževalne računalniške igre ni določen. Zasledimo lahko prav vse žanre (pustolovske, miselne, akcijske ...), največkrat pa so izobraževalne računalniške igre realizirane v obliki simulacije, s pomočjo katere so predstavljeni resnični dogodki oziroma procesi. (Ocepek, 2010)

2.1.1.1. Zakaj računalniške izobraževalne igre/učenje in igra Velikokrat je že bilo omenjeno, da je igra razvedrilna dejavnost, ki ljudi zabava, hkrati pa je lahko služi tudi izobraževalnemu namenu. Ali sploh lahko povežemo pojme, kot so učenje, igra in zabava? Navidezno bi res lahko rekli, da govorimo o dveh diametralnih stvareh, o šolskem učenju na eni strani in o interaktivni zabavi oziroma računalniških igrah na drugi.

Vendar ravno zabava in igra v učnem procesu omogočata, da je učenec sproščen in motiviran, posledično pa ima večjo željo po učenju. Prensky navaja, da je učenje z računalniško igro nov razburljiv medij, ki združuje zabavo, sodelovanje med učenci, druženje in resno učenje (Prensky M. , 2001).

Kaj vse učenec pridobi z igrami na splošno in z računalniškimi igrami:

 Učenca se spodbuja, da združi znanja z večih področij.

 Zna sprejemati odločitve.

 Zna poiskati ustrezne rešitve ob določenem problemu. (Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003)

Učitelji pri svojem pedagoškem delu iščejo nove pripomočke, ki bi učencem olajšali učenje, povečali njihovo motivacijo in izboljšali učni učinek. Največkrat se učitelji sprašujejo prav o razlogih neuspešnosti svojega poučevanja. Toda zakaj se pojavlja takšna neuspešnost pri tradicionalnem poučevanju? Prensky v svoji knjigi navaja raziskavo, ki jo je opravljal dr. Albert Shanker. V njej je ugotovil, da se le 20-25 procentov učencev v šoli učinkovito uči s pomočjo tradicionalnega učenja.

Predlagana rešitev so računalniške izobraževalne igre oziroma učenje z računalniško igro (Prensky M. , 2001).

Pojavljajo se vprašanja, zakaj ravno računalniška in ne tradicionalna izobraževalna igra. Prva prednost računalniških iger pred tradicionalnimi je v tem, da računalnik poskrbi za zakrivanje dolgočasnih pravil in podrobnosti ter tako omogoči igralcu sproščeno uživanje in nabiranje izkušenj v igri.

Druga zelo močna prednost pa je, da računalnik okrepi »izkušnjo igre«

(Prensky M. , 2001).

6 Učenje z računalniško izobraževalno igro se je izkazalo za zelo uspešno obliko poučevanja predvsem v vojski (realni dejavniki, vpleteni v virtualen svet, s pomočjo katerega se igralec nauči pomembnih dejstev, konceptov). Drugo področje, ki se ga prav tako da zelo uspešno poučevati s pomočjo računalniške izobraževalne igre, je področje zdravja in medicine. Nekatere igre s tega področja so namenjene zdravstvenemu osebju, druge bolnikom ali pa ljudem na splošno za bolj zdrav način življenja. Izobraževalni vidik se najbolj kaže pri izobraževanu zdravstvenega osebja, saj se študentje – bodoči zdravniki izobražujejo s pomočjo iger in na tak način diagnosticirajo bolezni; od pogostih preko manj pogostih vse do usposabljanja za zahtevnejše operacije. Zadnje področje, na katerem je izobraževanje z računalniško igro prav tako zelo uspešno, je področje fizikalnih eksperimentov (Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003) (Kotar, 2012).

Z izobraževalnimi igrami želimo doseči, da bi se učenci izobraževali na zabaven način. Razloge, zakaj so izobraževalne računalniške igre dobre, različni avtorji interpretirajo drugače. Če bi poskusili združiti njihova mnenja, bi pri tem lahko izpostavili dva vidika.

Učenci ob preobremenjenosti z informacijami predvsem ob zahtevnejših vsebinah izgubijo pogum/motivacijo za nadaljevanje učenja. Prednost računalniških izobraževalnih iger je, da vsebino razčlenijo na manjše dele in tako učenci cilj dosegajo postopoma, niso preobremenjeni z informacijami in ne izgubijo poguma za nadaljevanje. Celo nasprotno, dobijo občutek napredovanja, kar dodatno omogoča učencem dobro vključevanje v igro in izobraževanje.

Druga prednost računalniških izobraževalnih iger pred tradicionalnim izobraževanjem je zagotavljanje takojšnje povratne informacije. Učitelj pri tradicionalnem izobraževanju težko podaja takojšnjo povratno informacijo vsakemu učencu posebej, vendar pa je prav povratna informacija v učnem procesu zelo pomembna, saj z njeno pomočjo učenci lahko naredijo morebitne popravke ali poskusijo znova in tako dosežejo prav vse učne cilje.

Pri tradicionalnem pouku dobijo učenci informacije iz knjige na pasiven način, igre pa jim omogočajo aktiven proces učenja. Aktiven proces učenja pa je učinkovitejši od pasivnega.

Ker imajo učenci zelo veliko domišljije, je to smiselno izkoristiti v prid kvalitetnejšemu učenju. Med igro je učenec v alternativnem svetu, kar mu daje možnost raziskovanja, možnost izbiranja in okušanja posledic svojih

7 odločitev. V vse te odločitve učenci vključijo svojo fantazijo in si ustvarijo virtualni svet, ki pa jim je bližji od njihovega realnega življenja.

Pri raziskavi o motivaciji učencev v osnovni šoli je bilo ugotovljeno, da pri učencih prevladuje zunanja motivacija, opazno pa je veliko pomakanje notranje motivacije, predvsem pri šibkejših učencih (Juriševič, 2012).

Izobraževalne računalniške igre pa pomagajo učiteljem pri poučevanju ravno na tej najšibkejši točki – notranji motivaciji. Pri igranju iger je zelo močna notranja motivacija, saj se učna dejavnost dogaja v virtualnem svetu, ki je učencem zelo blizu. Poleg tega pa notranjo motivacijo krepi tudi težnja po rešitvi različnih problemov, saj le rešitve omogočajo nadaljevanje igre. Primer dobre notranje motivacije je na primer hiša in odklepanje prostorov; za vsak prostor, ki ga želi učenec odkleniti, mora rešiti nek problem. Ker se učenec ob igranju izobraževalne igre zabava, je notranje motiviran, da reši problem, ker mu rešitev omogoča nadaljnje igranje igre.

Seveda pa je tu prisotna tudi zunanja motivacija, saj učenec ob pravilni rešitvi problema prejme nagrado (Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003).

Poleg ugodnega vpliva na notranjo in zunanjo motivacijo med igranjem igre pa je zelo pomembno, da učence motiviramo tako, da se k igri vračajo z veseljem in na tak način utrjujejo svoje znanje. Igre poleg tega učence spodbujajo k večji vztrajnosti in osredotočenju pri različnih težavah, kar pa poleg pozitivnih lastnostih samih po sebi tudi poveča učni učinek.

Elementi, ki povečujejo motivacijo pri učencih, so naslednji:

 Tekmovanje: Učenci imajo zelo radi igre, kjer lahko tekmujejo s svojimi prijatelji, sošolci ali celo s starši. Želja po izboljšanju samega sebe in posledično po zmagi v igri je zelo močan motivator pri igranju.

Časovne omejitve, tabla z najboljšimi dosežki in seznami najboljših igralcev so odlični načini za vključitev tekmovalnosti v učno izkušnjo med igro. Potrebno pa je omeniti, da nekateri avtorji opozarjajo na različne osebnostne lastnosti učencev, saj na nekatere tekmovalnost v smislu motivacije vpliva negativno.

 Napredovanje: Občutek sposobnosti napredovanja in pridobivanja moči je en izmed najbolj zadovoljivih in motivacijskih aspektov računalniških iger in je analogen načinu, kako se učimo in postajamo pametnejši.

Igre navadno uporabljajo dinamiko napredovanja. Na začetku igre

8 imamo dodeljenih nekaj točk ali pa ima karakter v igri le nekaj sposobnosti. Skozi igro si pridobimo nove točke in izkušnje. Ob zadostnem številu točk lahko napredujemo in dosegamo višje in zahtevnejše ravni. Takšen način motivacije zelo dobro deluje na ljudeh vseh starosti, še posebej dober vpliv pa ima na otroke. S tem dejavnikom dosežemo stanje »flow«, hkrati pa se učenec vseskozi ukvarja z izobraževalno vsebino in na tak način pridobiva znanje.

 Individualizacija: Igra je za učence dober motivator, če se lahko z likom v igri poistovetijo. Če si ga lahko sami prilagodijo ali izberejo, s tem dosežemo še večjo povezanost med učencem in likom in posledično tudi povezanost med učencem in samo igro.

 Nagrade in dodatne vsebine, ki nagrajujejo učence za dobro opravljene naloge, in igralni čas so izjemno učinkovit način za ohranjanje zanimanja učencev za igro. V igrah lahko z doseganjem zastavljenih ciljev ali z dobro opravljeno nalogo ponavadi odklenemo nove karakterje, nivoje, kostume ali celo dodatne pod- igre. Dobre igre igralcu nudijo jasne in dosegljive cilje in mu nato po dosegu učnega cilja priskrbijo nagrado kot pozitivno povratno izkušnjo. Nagrade so močna motivacija, saj je z njimi igra bolj zabavna in lahko celo zasvoji.

(Coccari, 2011)

Prensky v svoji knjigi navaja učne situacije, v katerih je smiselno uporabiti računalniško izobraževalno igro:

 učne vsebine, ki so suhe, tehnične in dolgočasne

 težke vsebine

 ciljne skupine, ki jih je težko doseči

 zapleten proces razumevanja

 razvojna strategija in komunikacija (Prensky M. , 2001)

Med prebiranjem literature sem nekajkrat zasledila dvome v to, da so računalniške izobraževalne igre res tako dobro poučevalno sredstvo.

Največ tovrstnih dvomov se navezuje na izumrtje tradicionalnega učenja oziroma na strah, da učencem z uvedbo poučevanja z računalniškimi izobraževalnimi igrami nikoli ne bo dovolj iger in jih bodo hoteli vedno več, na način tradicionalnega učenja pa se ne bodo več znali učiti. Po mojem

9 mnenju so izobraževalne računalniške igre odlična popestritev pouka, vendar le ena izmed popestritev. Obstajajo še mnogi drugi načini in vse mora učitelj vključevati v pouk. Nikakor nisem zagovornica pouka izključno z igrami, vendar pa so le-te zelo primerne za uvod v nekatere teme ali pa za utrjevanje znanja. Učitelji morajo biti zelo pozorni tudi pri izboru tematik, pri katerih je smiselno uporabiti igre, in pa tudi pri izboru igre same.

Med pisanjem diplomske naloge pa sem dobila tudi nekaj vprašanj, da so nekateri učenci z računalnikom spretnejši kot drugi in bodo igro posledično hitreje »naštudirali«, drugi pa bodo imeli težave zaradi nepoznavanja računalnika. Takšnim omahljivcem sem v odgovor postavila vprašanje: so s stališča tradicionalnega pouka vsi učenci enaki? Vsi enako hitro pišejo, rišejo? Odgovor je seveda negativen in ravno to je tudi razlog, ki nas spodbudi k uporabi različnih didaktičnih pripomočkov. Le na tak način zadovoljimo potrebe vseh učencev. Izobraževalna računalniška igra je le en izmed mnogih didaktičnih pripomočkov, katerega lastnost pa je, da je nov in inovativen. Prav zaradi tega je po eni strani sprejet zelo dobro, a po drugi strani hkrati tudi slabo.

2.2. Zvrsti iger

Računalniške igre se med seboj zelo razlikujejo, zato jih je težko enolično klasificirati. Različni avtorji računalniške igre različno razvrščajo. Nekateri jih združujejo, zaradi česar je v njihovih klasifikacijah zvrsti manj, drugi pa so pri razvrščanju bolj specifični. Herz na primer za razliko od Adamsove klasifikacije, ki je povzeta v nadaljevanju, simulacij ne deli na dve veji, po drugi strani pa posebej klasificira pretepaške igre, ki Adams navaja kot podzvrst akcijskih iger. (Herz, 1997)

AKCIJSKE IGRE

Večina ljudi ob računalniških igrah najprej pomisli na akcijske igre. Razlog za to tiči v zgodovini iger, saj so skoraj vse uspešne zgodnje računalniške igre prav akcijske. Pri akcijskih igrah je večina izzivov predstavljena kot test igralčevih fizičnih in koordinacijskih sposobnosti. Pogosto so prisotne aktivnosti, kot so reševanje ugank, taktični konflikti in raziskovanje. V akcijskih igrah je pomembna dobra koordinacija med očmi in rokami (torej med tem, kar vidimo z očmi in med tem, kar tipkamo na tipkovnici ali klikamo z miško). Navadno je pomemben hiter reakcijski čas in druge sposobnosti, kot so natančno merjenje in sposobnosti izvajanja kombiniranih gibov (zapletenih sekvenc ukazov). Večina arkadnih iger spada med akcijske igre, saj arkadne igre služijo denar s hitrim porazom neizkušenih

10 igralcev. Samo izkušeni igralci jih lahko igrajo dlje časa in pri tem zmagujejo.

Enostavno jedro in igralnost akcijskih iger omogočata, da imajo lahko skromno avdio-vizualno vsebino, zaradi česar so primerne za manj zmogljive naprave, kot so tablice in mobilni telefoni, pa tudi za spletne brskalnike.

Poznamo različne podžanre akcijskih iger, npr. strelske igre 2D ali 3D, platformne igre, borilne igre ter akcijske pustolovščine.

STRATEŠKE IGRE

Strateške igre postavijo igralcu izziv, ki ga mora premagati s planiranjem specifičnih akcij, ki jih usmeri proti enemu ali več nasprotnikom. Ta definicija razlikuje strateške igre od miselnih, ki zahtevajo planiranje, vendar brez interakcije z ostalimi igralci. Strateške igre imajo pogosto kot glavni cilj zmanjšanje števila nasprotnikovih sil,

zato je večina strateških iger vojnih.

Niso pa vse strateške igre osredotočene samo na bojevanje, ampak nekatere zahtevajo na primer prevzem čim večjega ozemlja oziroma postavitev objektov v zahtevano obliko (primer križci in krogci). Poznamo realno časovne strategije in pa potezne strategije.

IGRA DOMIŠLJISKIH VLOG

Te igre omogočajo igralcu precej širšo interakcijo z igralnim svetom, kot jo omogočajo igre ostalih žanrov. Večina teh iger omogoča izkušnje, ki so v resničnem svetu nemogoče, na primer razvoj iz običajne osebe v super heroja z neverjetnimi močmi.

Pri drugih žanrih so te moči po navadi na voljo takoj, pri igrah domišljijskih vlog pa si jih igralec zasluži z uspešnim reševanjem nalog, s čimer nabira kreditne točke, ki jih

Slika 2: Primer strateške igre

Slika 3: Primer igre domišljiskih vlog Slika 1: Primer akcijske igre

11 lahko potem porabi za kultiviranje določenih sposobnosti, ki jih želi razviti. S tem lahko svoj lik prilagodi po svoji meri, kar mu omogoča večje poistovetenje z likom.

ŠPORTNE IGRE

Bistvena razlika športnih od ostalih zvrsti iger je v tem, da igralec pozna pravila določene športne panoge in občutke pri igranju v resničnem življenju. Zaradi tega so pričakovanja igralcev do igre višja in igra, ki ne simulira dobro pravil in mehanike, izkušenim igralcem hitro postane nezanimiva. Nekatere igre poleg športnih elementov vsebujejo tudi upravljanje z moštvom ali simulacijo kariere atleta. V igri lahko igralec upravlja z enim ali več športniki ali s celotnim moštvom. Te igre vsebujejo tudi nekatere elemente, ki so

podobni elementom pri igrah domišljijskih vlog (predvsem v smislu razvijanja sposobnosti atletov skozi kariero). Pri športnih igrah je potrebno biti previden z uporabo resničnih imen igralcev, klubov in logotipov, saj lahko to privede do težav z licencami.

SIMULACIJE VOZIL

Simulacija vozil pokriva različna okolja in vozila. Ta so lahko v zraku, na zemlji, v in pod vodo ali v vesolju. Načini igre so lahko dirkanje proti nasprotnikom, raziskovanje terena ali le enostavna simulacija izkušnje vožnje vozila.

Poznamo arkade in simulacije;

arkade so namenjene zgolj zabavi in adrenalinski izkušnji, medtem ko simulacije poskušajo čimbolj približati in pristno ponazoriti izkušnjo upravljanja resničnega vozila. Pri tej vrsti iger prav tako obstajajo omejitve, kot so uporaba resničnih imen zaradi licenc (enak problem kot pri športnih igrah). Predvsem pri vojaških simulacijah je potrebno stvari poenostaviti oziroma zamolčati zaradi varnosti oziroma prikrivanja resničnih sposobnosti.

Pri arkadah je pomembnejša vizualna podoba v nasprotju s simulacijami (v

Slika 4: Primer športne igre

Slika 5: Primer simulacije vozil

12 mislim imamo predvsem resnejše simulacije), kjer je pomembnejše fizikalno jedro in je vizualna podoba drugotnega pomena.

SIMULACIJE GRADJE IN MANAGMENTA Bistvo pri igrah te zvrsti je v kontroliranju procesov. Bolje kot igralec kontrolira in nadzoruje proces, bolj je uspešen pri svojem igranju. Izzivi so po navadi ekonomske narave; igralec se sooča s težnjo po rasti in razvoju.

Lahko je prisotno tudi razpoznavanje vzorcev in raziskovalni izzivi, medtem ko fizična koordinacija in konflikti niso del tovrstnih iger, razen če so hibrid s katerim drugim žanrom. Običajno se

gradi in upravlja mesta, parke in podobno.

PUSTOLOVSKE IGRE

Pustolovske igre so redko tehnološki izziv, ampak to nadoknadijo s kreativnostjo ustvarjanja karakterjev, krajev, dialogov, nalog ... V središču igre je avatar, ki ima svojo zgodbo, nanj pa je usmerjena vsa pozornost.

Glavna razlika med to vrsto iger in med igranjem domišljijskih vlog je v

manipulaciji oz. optimizaciji ekonomskega sistema. V ospredju pustolovskih iger je namreč zgodba.

Problem nastane pri ponovnem igranju, saj je vsebina igre determinirana vnaprej, tako da uganke z enim pravilnim odgovorom ne predstavljajo izziva. Možna rešitev je v oblikovanju problemov, ki imajo več možnih rešitev, od njihove izbire pa je odvisen potek igre. V nasprotju z bolj akcijsko usmerjenimi igrami je tu bolj pomembno okolje, v katerega je postavljen igralec, saj se v procesu igranja z njim bolj čustveno poistoveti.

Slika 6: Simulacija gradnje managmenta

Slika 7: Primer pustolovske igre

13 MISELNE IGRE IN VIRTUALNO ŽIVLJENJE

V igrah, ki vsebujejo virtualno življenje, lahko nadzorujemo virtualne ljudi ali živali. Nadzor poteka predvsem v smislu izpolnjevanja njihovih želja in potreb. To lahko počnemo tudi iz božje perspektive nad širšo populacijo. V tem žanru se ekonomski sistem spremeni v humani sistem; Najpomembneje ni več, koliko ima karakter denarja, ampak njegovo lastno preživetje.

Pri miselnih igrah je bistveno, da rešujemo uganke, ki so del večje zgodbe ali pa so sredstvo za dosego nekega cilja.

SPLETNE IGRE

Bistvo spletnih iger je v spletni interakciji z več igralci. Sem niso zajete igre, ki se igrajo prek omrežja LAN ali igre, ki jih sami igramo na internetu. Spletne igre nudijo priložnosti za socialno interakcijo v virtualnem svetu, ki ga ustvari ustvarjalec igre, oživijo pa ga igralci. Ustvarjalec v tem svetu postavi pravila in določene izzive, igralcu pa omogoča možnost izbire poklica, videza, možnost izbire s

kom in v kakšnem smislu se bo v tem svetu socializiral. Problemi pri teh igrah so lahko tehnične narave (na primer težava z internetno povezavo) ali pa težave s spoštovanjem pravil in primernim vedenjem do soigralcev, kar pa je na splošno velik problem spleta.

(Adams, 2010)

Spoznali smo klasifikacijo iger po Adamsu. Kako pa lahko te zvrsti uporabimo pri izobraževanju? Pri pregledovanju izobraževalnih računalniških iger, ki nastajajo v času študija, lahko ugotovimo, da se najpogosteje uporabljajo pustolovske igre. V pustolovskih igrah je okolje zelo kompleksno in dodelano, veliko pozornosti je namenjene prav kreativnosti okolja in karakterjev. To omogoča učencu, da razvija svojo domišljijo, hkrati pa mu dodelanost karakterja dopušča, da se vživi v igro.

Pustolovske igre imajo pozitiven vpliv na notranjo motivacijo, saj učenca

Slika 8: Primer igra virtualnega življenja

Slika 9: Primer spletne igre

14 spodbujajo k reševanju, če seveda želi v igri napredovati (učenec je npr.

motiviran za reševanje naloge, ker ga zanima, kaj je za zaklenjenimi vrati).

V sodobnih pustolovskih igrah so problemi po navadi predstavljeni nedeterministično, kar prav tako pozitivno vpliva na učenčevo notranjo motivacijo, saj njegove akcije vplivajo na potek igre, igra pa je zanimiva tudi ob ponovnem igranju.

(Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003)

Kljub vsemu pa poznavanje različnih zvrsti iger ni dovolj, da bi znali pri načrtovanju izobraževalne računalniške igre izbrati pravilno zvrst. V ta namen Prensky predstavlja tabelo, s pomočjo katere učitelji ocenijo ustreznost žanra za določeno tematiko.

VSEBINA PRIMER UČNA AKTIVNOST MOŽEN STIL IGRE

DEJSTVA

zakoni, politika,

specifikacije produkta

vprašanja, pomnjenje, asociacije, vaje

tekmovalne igre, igre tipa

»flashcard«, akcijske igre, športne igre VEŠČINE

intervju,učenje, prodaja,

projektni managment

imitacija,povratna informacija,

nadgrajevanje izzivov, praksa,

igre domišljijskih vlog, pustolovske igre,

detektivske igre

PRESOJANJE

poslovne odločitve, etika,

nadzorovanje s časom

postavljanje smiselnih vprašanj, praksa, povratna informacija

igre domišljijskih vlog, detektivske igre, večigralska interakcija, pustolovske igre, strateške igre

VEDENJE

vadba samokontrole, vadba nadzora

imitacije, povratna informacija

igre domišljijskih vlog

TEORIJE

teorije o učenju, marketing

logika,

eksperimentiranje, spraševanje

simulacije, konstrukcijske igre, igre

testiranja realnosti

OBRAZLOŽITVE

strateško in taktično mišljenje,

kvalitetna analiza

problemi, primeri

miselne igre

PROCES revizija, sistemska analiza in strateške igre,

15 strategija ustvarjanja dekonstrukcija,

praksa

pustolovske igre

PROCEDURE sestavljanje, blagajnik

imitacije, praksa

igre s časom, sproščujoče igre KREATIVNOST iznajdbe,

ustvarjanje produktov

igra miselne igre,

igre o iznajdbah

JEZIK

tuj jezik,

profesionalni žargon

imitacije igre domišljijskih vlog,

sproščujoče igre, igre tipa

»flashcard«

SISTEM

zdravo življenje razumevanje principov, igranje v mikrosvetu

simulacijske igre

OPAZOVANJE

razpoloženja, morala, problemi

povratna informacija, opazovanje

igre za

spodbujanje koncentracije, pustolovske igre

KOMUNIKACIJA

ustrezen jezik imitacija, praksa

igre domišljijskih vlog,

sproščujoče igre (Prensky M. , 2003)

2.3. Ključni elementi izobraževalne računalniške igre

Pri pregledu raziskav s področja računalniških izobraževalnih iger je razvidno, da igre nimajo lastnosti, ki bi bila skupna vsem igram in da spadajo pod isto pomensko kategorijo le zaradi tega, ker so si med seboj

»nekoliko podobne«.

Različni avtorji imajo različna mnenja o tem, kaj vse bi morala vsebovati dobra izobraževalna računalniška igra. Zapušek je v svojem članku povzel najpomembnejše avtorje in njihove poglede na to, kaj mora igra vsebovati, da jo lahko jemljemo kot izobraževalno računalniško igro. Johnston je tako predlagal, da naj bi igra vsebovala dinamične vizualne lastnosti, natančno opredeljene učne cilje, ki se uporabljajo kot pravila, in konstantno interakcijo med tema dvema elementoma. Thorton trdi, da je najpomembnejši vidik interaktivnost. Izziv in tveganje pa sta glavni značilnosti, ki jih je poudaril Baranauskas. Malone navaja štiri elemente, ki jih mora vsebovati vsaka igra; to so fantazija/domišljija, spodbujanje radovednosti, nuditi igralcu izziv in nadzor nad igro. Za Garrisa pa so

16 najpomembnejši elementi konkurenca/tekmovanje, izziv, socialne interakcije, pogovor in fantazija/domišljija.

(Zapušek & Rugelj, 2013)

Pivec v svojem članku navaja štiri ključne elemente igre:

 Fantazija

Igra mora predstavljati vizualni svet, znotraj katerega se odvijajo vse dejavnosti, ki pa nimajo vpliva na realni svet. Fantazija da otrokom občutek, da nič izven igre ni pomembno, to pa privede do večjega zanimanja in posledično do večje učinkovitosti učenja.

 Radovednost

Ker so učenci radovedni, moramo njihovo radovednost smiselno vključiti v igro in na tak način uvajati nove informacije.

 Izziv

Igra mora predstavljati izziv prav na vseh ravneh. Pri izzivih mora biti razvijalec igre pazljiv, saj izzivi ne smejo biti prelahki, a hkrati ne pretežki, saj v obeh primerih učenci izgubijo zanimanje za igro.

 Odločitve/nadzor

Učenec mora imeti skozi igranje igre občutek nadzora. To dosežemo z možnimi odločitvami na vsakem koraku.

Prensky v svoji knjigi navaja šest ključnih elementov, ki so: pravila, cilji in naloge, izid in povratne informacije, izziv – konflikt – tekmovanje, interakcija in zgodba. Ker bom v svoji diplomski nalogi v nadaljevanju sledila elementom igre, ki jih navaja Prensky, bom podrobneje predstavila prav njegove ključne elemente igre.

 Pravila

Pravila v igri predstavljajo ločnico med organizirano igro in spontanimi razvedrilnimi dejavnostmi. Igra predstavlja virtualen, nerealen svet, pravila igre pa so namenjena temu, da igralec/učenec spozna, katere poteze so dovoljene. S tem narekujejo delovanje virtualnega sveta, od posameznika pa se zahteva, da sprejme in upošteva določene norme.

 Cilji in naloge

17 Ta dva elementa dajeta igri smiselno celoto in sta za učenca jedro motivacije. Doseženi cilji in uspešno dokončane naloge delujejo kot merilnik sposobnosti učenca in ga na ta način silita k samoocenjevanju.

 Izid in povratne informacije

Možnih izidov igre je več: zmaga, poraz ali pa uvrstitev na lestvico.

Vse to močno vpliva na igralčeva čustva in na željo po izboljšanju samega sebe. Povratne informacije v obliki reakcije na učenčevo odločitev omogočajo interaktivnost, hkrati pa izražajo kakovost odločitve. Ravno povratne informacije so najpomembnejša možnost za učenje. Vsemu navkljub pa moramo biti v igri pazljivi, da igralca ne zasičimo s povratnimi informacijami, saj lahko v tem primeru delujejo odbijajoče. Glede na izid igre/nalog pa je smiselno, da se prilagaja tudi zahtevnost nadaljnjih nalog oziroma morebitna poprava rešene naloge.

 Izziv – konflikt – tekmovanje

Izziv in tekmovanje igralca pritegnejo, saj si želi biti boljši. Konflikt v tem primeru ni mišljen kot konflikt med igralci, ampak predstavlja ovire, ki stojijo na poti do cilja.

 Interakcija

Pojem interakcija ima dva vidika. Prvi je med igralcem in igro/računalnikom. Ta vidik je pravzaprav povratna informacija, ki jo igralec dobiva med igranjem. Drugi vidik interakcije pa je med samimi igralci. Prav ta da igri socialni vidik, oblikovanje skupin ali celo socialnih mrež.

 Zgodba

Zgodba v igri je lahko zelo abstraktna (igralec mora uporabiti veliko domišljije, da si jo ustvari), ali pa je konkretna in igralec ne potrebuje toliko domišljije. Ne glede na to, ali je zgodba konkretna ali abstraktna, pa mora vedno imeti vsebino, ki je zelo pomembna za doseganje primarnega cilja.

(Prensky M. , 2001)

18

3. Načrtovanje

Če želimo uspešno načrtovati igro, je najbolje slediti preizkušeni teoretični metodi. Predstavila bom Garrisov model igralnega cikla, ki govori, kdaj in kako nastopi učenje med igranjem igre. Glavna značilnost izobraževalne igre so spretno vključene pedagoške vsebine z značilnostmi igre, kar je že bilo opisano v poglavju o ključnih elementih izobraževalne računalniške igre. Igre morajo biti motivacijske, da se učenec vrti v ciklu znotraj igre. Med ponavljanjem se pričakuje, da v učencu izzovemo želeno vedenje, ki temelji na čustveni ali kognitivni reakciji. Glede na svoje vedenje učenec dobi povratno informacijo, ki je oblikovana na podlagi učnih ciljev znotraj igre in je skladna s pravili, ki veljajo v igri. Sledita procesiranje in kritična presoja povratne informacije, ki jo je dobil igralec, na koncu pa še sklep o pridobljenem znanju. Na novo pridobljeno znanje izzove igralčevo novo vedenje, ki je prilagojeno znanju, ki ga je pridobil. Na tem mestu gre igralec v nov krog, kjer bo znova izkazal svoje vedenje, čemur sledi povratna informacija. Temu cikličnemu procesu pravimo igralni krog.

(Pivec M. )

Slika 10: Igralni krog vir: (Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003)

Učenje, med katerim je prisotna zabava, je bolj učinkovito. Dokazano je tudi, da motivirani učenci dosegajo boljše učne rezultate, torej je potrebno zabavo vključiti v učenje. Kot sem že ugotovila v prejšnjem poglavju svoje diplomske naloge, je računalniška izobraževalna igra ravno zaradi tega pri učenju tako pomembna. Vendar pa vsaka izobraževalna računalniška igra ni dobra, zato se moramo pri načrtovanju držati nekaterih pravil oziroma konceptov, saj bomo le tako maksimalno izkoristili prednosti formata igre pred tradicionalnim učenjem.

Maja Pivec v svojem članku opisuje, kaj vse moramo storiti, če želimo ustvariti uspešno računalniško izobraževalno igro:

 ugotoviti, kateri je najboljši pedagoški pristop za temo, ki jo bomo poučevali;

 razmisliti o izboru nalog znotraj igre in jih dobro umestiti v zgodbo;

19

 biti previdni pri izdelavi igre, poudarek je namreč potrebno dati tudi na podrobnosti. V igri mora biti čim manj pomanjkljivosti, saj so učenci na te zelo pozorni in ob morebitnih nepojasnjenih težavah hitro izgubijo motivacijo za nadaljnje igranje;

 pozorni moramo biti ne le na tehnične vidike, ampak tudi na pedagoško podporo, saj je le na tak način izobraževalna računalniška igra res izobraževalna in ne le zabavna;

 pripraviti moramo dovolj različnih učnih dejavnosti, ki jih preslikamo v aktivnosti v igri;

 preslikati moramo koncepte, ki jih poučujemo v objekte v igri.

(Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003)

Med načrtovanjem igre moramo kot izdelovalci vseskozi opravljati refleksijo in se spraševati, kaj želimo preko aktivnosti v igri naučiti učence. Na tak način ohranjamo ritem igre in se ne oddaljujejo od učnih ciljev (Pivec, Dziabenko, & Schinnerl, 2003).

Poleg vidikov igre, ki so predstavljeni v prvem delu, moramo pri načrtovanju igre upoštevati tudi odzive, ki jih učenec doživlja pri igranju iger. Zelo dober odziv na igro je prehod posameznika v stanje »flow«. Pogoje, ki so za to potrebni, je Zapušek v svojem članku povzel po Maloneju. Ta pravi, da mora biti dejavnost sestavljena tako, da lahko učenec zmanjša oziroma poveča stopnjo zahtevnosti in si na tak način prilagodi zahtevnost igre svojim sposobnostim. V prihodnosti bi si želeli, da bi se umetna inteligenca razvijala tudi v smer iger in izobraževanja in bi bila igra sposobna izdelati model učenca in mu na podlagi modela izbirati in prilagajati naloge – tip in zahtevnost nalog. Med igro morajo biti vseskozi jasna merila o uspehu na vsakem koraku, saj učenec na tak način pri vsaki svoji odločitvi dobi takojšnjo povratno informacijo o tem, ali je bila njegova rešitev dobra ali ne. Ker pa vemo, da so si učenci med seboj različni, mora vsaka dejavnost ponujati različno zahtevne izzive, saj na tak način lahko različno zmožni učenci dosežejo stanje »flow« in se izobražujejo na ravni, ki je za njih najbolj primerna (Zapušek & Rugelj, 2013).

Da bi lažje ustvarili igro, v kateri bi učenci prišli do stanja »flow«, Killi predlaga model, ki naj bi mu ob ustvarjanju takšne igre sledili. Glavni namen modela je povezava med igranjem in izkustvenim učenjem, saj je na tak način izkušnje najlažje ponotranjiti. Model opisuje učenje kot ciklični proces od izkušenj v igri do izkušnje v realnem svetu. Dejavnosti v igri niso

20 nujno le kognitivne, temveč so tudi vedenjske. V sklopu izobraževalne računalniške igre so za doživetje tega stanja socialne veščine le stranskega pomena, zato jih model ne predvidi. Killi v tem modelu nalogo socialnih veščin ne pripisuje sami igri, ampak učitelju, ki dejavnost vodi, torej je on zadolžen za vzdušje v skupini in spodbujanje sodelovanja. Jedro modela so izzivi, ki temeljijo na učnih ciljih. Primerno izbrani izzivi pri učencih ohranjajo motivacijo in zavzetost za nadaljevanje igre in za spopadanje z novimi in novimi izzivi.

Slika 11: Ekperimentalni igralni model vir: (Zapušek & Rugelj, 2013)

Ko načrtujemo izobraževalno računalniško igro, moramo združiti igralnost in učni učinek na kar se da visokem nivoju. Previdni moramo biti, da ne zaidemo in da ne naredimo igre, v kateri je sicer visoka stopnja igralnosti, a nizka stopnja učnega učinka. Skozi proces načrtovanja Prensky pravi, da se moramo slediti naslednjih načelom:

 načrtovati moramo igro z visoko mero igralnosti, saj bomo na tak način pridobili ciljno publiko;

 poiskati moramo učne aktivnosti in tehnologijo, s pomočjo katere bomo lahko dosegli želene učne cilje;

 uspešno moramo združevati prvi dve točki.

Pri načrtovanju igre moramo upoštevati razvojne faze:

 Analiza

Pri načrtovanju izobraževalne računalniške igre analiziramo pričakovanja učiteljev, učencev, dosedanje igre in njihov učinek, tematiko izobraževanja in tehnologijo.

Pri učencih moramo biti pozorni na starost, spol, predznanje. Enako velja za analizo učiteljev, upoštevati moramo njihovo starost,

21 predznanje, prilagodljivost in motivacijo za uporabo novih izobraževalnih pripomočkov. Tematika izobraževanja zajema vse od učnega načrta do učne metode in je prilagojena specifikaciji zahtev. Specifikacijo zahtev lahko pripravi naročnik, v primeru ustvarjalčeve iniciative pa si jo mora pripraviti sam. V specifikaciji mora biti zapisana vsebina učnega gradiva, komu je igra namenjena, kateri so učni cilji, kakšne so specifične oblike in metode dela in kakšen bo izgled gradiva.

 Načrtovanje

V fazi načrtovanja moramo slediti specifikaciji, ki smo jo pripravili v analizi. Podrobneje si pripravimo učne cilje in predvidene metode dela. Zapišemo scenarij igre in upoštevamo tehnične zmogljivost okolja, s katerim ga bomo realizirali. Na podlagi okvirnega scenarija in znanih tehničnih zmogljivosti si pripravimo podroben scenarij, kjer so podrobno opisane vse dejavnosti igralca, pogovori, aktivnosti … Bolj kot je scenarij igre natančno izdelan, lažje nam bo pri izvedbi.

Pri načrtovanju pa seveda ne smemo pozabiti tudi na načrtovanje scen, glavnih in stranskih karakterjev, pripomočkov …

 Izvedba

Pri izvedbi je potrebno vsebino iz načrta, ki ga imamo na »papirju«, prenesti v format igre. Paziti moramo, da ne spreminjamo scenarija igre. Če smo naredili podroben načrt na podlagi učnih ciljev, lahko z nepazljivim spreminjanjem scenarija igre zaradi tehničnih ali drugačnih omejitev izgubimo želeni učni učinek. Vedno moramo strmeti k čim manjšemu odstopanju od prvotnega scenarija igre.

 Testiranje in vrednotenje

Ko je izobraževalna računalniška igra narejena, sledi testiranje. Pri testiranju ločimo alfa, beta in gama testiranje. Alfa testiranje se opravlja že med izdelavo igre in ga opravlja razvijalec. Beta testiranje sledi, ko je igra tehnično zaključena. Beta testiranje je torej zunanje testiranje, testirancem pa postavimo tudi nekaj vprašanj, s pomočjo katerih izvedemo vrednotenje igre. V primeru izobraževalne računalniške igre je smiselno beta testiranje izvesti pri učiteljih in na ta način preveriti točnost podatkov v igri in doseganje učnih ciljev. Med izvedbo beta testiranja igra navadno še ni objavljena.

22 Sledi še zadnje, gama testiranje, ki ga opravi ciljno občinstvo. Pri gama testiranju se pred igranjem igre izvede preizkus (pred-test), s katerim preverimo učenčevo predznanje. Po uspešnemu zaključku igre pa izvedemo še po-test. Z analizo pred- in po-testa ugotovimo učne učinke izobraževalne računalniške igre. Gama testirancem je smiselno dati reševati še vprašalnik o občutjih med igranjem igre.

Glede na dobljene rezultate gama testiranja izvedemo vrednotenje.

Ob morebitnem nedoseganju kakšnega cilja poskušamo ugotoviti, kakšen je razlog in poskusimo to napako odpraviti. Po popravkih je smiselno ponovno izvesti gama testiranje, saj le na ta način lahko ugotovimo, ali je bila naša poteza smiselna.

 Vzdrževanje

Sledi še zadnja faza – vzdrževanje. Po uspešno opravljenem enem ali več testiranjih in vrednotenjih lahko igro objavimo. Če želimo ohranjati nivo igre, jo moramo vseskozi vzdrževati in popravljati morebitne manjše napake.

Pri vseh fazah razvoja izobraževalne računalniške igre ne smemo pozabiti na sprotno spraševanje, kaj želimo, da se učenec ob tem nauči. Le na tak način namreč lahko dosežemo želen učni učinek.

(Rugelj, 2013)

23

4. Algoritmi in algoritmično razmišljanje

Pojem algoritem je za računalništvo zelo pomemben. Posplošeno bi lahko rekli, da je računalniška znanost prav študija algoritmov. Kljub temu pa pojem algoritem nima enotne definicije. Kozak v svojem učbeniku o algoritmih in podatkovnih strukturah definicijo zelo posploši: »Algoritem je končno zaporedje ukazov, ki, če jih ubogamo, opravijo neko nalogo, za katero velja, da ima podatke, nam vrne nek rezultat, ki je natančno določen, se ne glede na število vhodnih podatkov vedno konča in ga je vedno moč izvesti tudi brez računalnika.« (Kozak, 1986) Algoritem bi lahko definirali tudi kot metodo reševanja problemov, ki je sestavljena iz točno določenih navodil (Futschek, 2006).

Algoritmično razmišljanje človeku ni prirojeno, ampak je naučeno oziroma pridobljeno. Kljub temu pa je pri računalništvu zelo, saj je algoritmično razmišljanje ena od ključnih kompetenc računalniške pismenosti. Pri reševanju algoritmov, pri katerih potrebujemo to kompetenco, se ne vprašamo, kaj je treba storiti, ampak kako je to potrebno storiti. Pri marsikaterem problemu bi vsak lahko ugotovil, kaj je treba storiti, zaplete pa se pri tem, kako je to potrebno storiti (Kozak, 1986).

Algoritmično razmišljanje bi lahko opredelili kot nabor različnih sposobnosti, ki povezujejo razumevanje problema in konstruiranje algoritmov. Oseba, ki ima dobro razvito algoritmično razmišljanje, je sposobna analizirati zastavljeni problem, ga specificirati, poiskati osnovne akcije za reševanje tega problema, konstruirati nov algoritem s pomočjo nabora osnovnih akcij in na ta način rešiti zapleten problem. Prav tako pa je pomembna sposobnost oceniti učinkovitosti algoritma. Da je oseba zmožna združiti vse te svoje sposobnosti pri enem samem reševanju problema, pa je pomembna tudi velika mera kreativnosti (Futschek, 2006).

4.1. Poučevanje algoritmičnega razmišljanja

Algoritmično razmišljanje je ena izmed ključih kompetenc računalniške pismenosti, a ji učitelji kljub vsemu posvečajo premalo pozornosti in učence brez ustreznega predznanja zasujejo z informacijami o različnih vrstah algoritmov in z osnovami programiranja.

Kako poučevati algoritmično razmišljanje, je podobno težko vprašanje kot na primer vprašanje, kako učence naučiti kreativnosti. Vendar je mogoče.

Morda je le primernejši glagol razvijati in ne naučiti. Pri razvijanju sposobnosti pa mora imeti potrpljenje tako učitelj kot tudi učenec, saj je

24 potrebno rešiti veliko majhnih problemov, si s tem pridobiti znanje, sposobnosti in izkušnje in šele nato nadaljevati z zahtevnejšimi problemi.

Algoritmično razmišljanje je pri programiranju zelo pomembno, problem pa se pojavi, ker mu učitelji na začetku ne posvetijo dovolj časa. Učenci imajo nato težave, saj se ne morejo ukvarjati z dvema kognitivnima konfliktoma naenkrat – z osnovami novega programskega jezika in z reševanjem in konstruiranjem algoritma za njihov problem. Algoritmično razmišljanje bi se moralo razvijati ločeno, predvsem pa pred poučevanjem programskih jezikov (Futschek, 2006).

Splošni principi pri algoritmičnem razmišljanju so sestavljeni iz:

 funkcionalne razčlenitve problema,

 ponavljanja – iteracije in/ali rekurzije in

 temeljne organizacije podatkov in parametrov.

(Cooper, Dann, & Pausch, 2000)

Psiholog Jean Piaget je v svoji teoriji kognitivnega razvoja opredelil štiri stadije razvoja mišljenja:

1. senzomotoričen ali zaznavno-gibalni stadij (od rojstva do 2 let) 2. stadij predoperativnega mišljenja (od 2 do 7 let)

3. stadij konkretnih operacij ( od 7 do 11 let)

4. stadij formalnih operacij (od 12 let do odraslosti)

Leta, kdaj posameznik preide v naslednjo stopnjo, niso strogo začrtana ampak so odvisna od osebe do osebe.

(Batistič Zorec, 2006)

Kot vidimo, Piaget pravi, da mora posameznik najprej priti do zadnje, četrte stopnje (stopnje formalno logičnega mišljenja oziroma stopnje formalnih operacij), saj je šele v tem obdobju sposoben abstraktno razmišljati. Ob zavedanju tega dejstva in brez globljega premisleka želja po čim zgodnejšem razvijanju algoritmičnega mišljenja postane kontradiktorna.

Algoritmično mišljenje je namreč abstraktno razmišljanje, zavedamo pa se, da učenci pred 12 letom tega niso sposobni. Toda posamezniki v zadnjo stopnjo kognitivnega razvoja res pridejo šele po 12 letu starosti, že od približno sedmega leta starosti, ko so v tretji stopnji kognitivnega razvoja, pa so na primer sposobni urejati po velikosti. To pa je dobra predpostavka za razvijanje algoritmičnega razmišljanja, saj so eni izmed najpomembnejših algoritmov prav algoritmi za razvrščanje. Povzeli bi lahko, da moramo učencem izbrati primerno dejavnost glede na njihovo stopnjo razvoja in jih

25 (kljub temu, da pri tej starosti od njih ne pričakujemo obvladovanja algoritmičnega razmišljanja) s preprostimi nalogami navajati na bolj abstraktno razmišljanje.

4.2. Pristopi pri poučevanju algoritmov

K boljšim uvajanjem v svet abstraktnega razmišljanja pa pripomore tudi učenje z računalnikom – tako eUčenje, kot tudi učenje z izobraževalno igro sta pripomogla k razvijanju algoritmičnega razmišljanja preko vizualizacije in animacije algoritmov. Pri animaciji algoritmov si učenci lažje predstavljajo, kaj se dogaja v ozadju, lažje razumejo koncept algoritma in ga posledično lažje ponotranjijo.

Pedagoška vizualizacija se ne nanaša le na področje algoritmov, ampak tudi na področja, kot so tipologija in psihologija. Težko bi rekli, kateri način vizualizacije je najprimernejši, zato je Khuri predstavil nekaj nasvetov, kako ustvariti dobro grafično predstavitev. Le-ta naj bo sestavljena iz različnih elementov zvoka in interaktivnih elementov. Ti elementi pa so:

 poskrbeti za dobro gradivo, ki bo pomagalo učencem razumeti grafični prikaz,

 grafična predstavitev, prilagojena učenčevemu predznanju,

 različni načini predstavitve,

 informacije o zmogljivosti algoritma – primerjava med dvema,

 pregled nad zgodovino izvajanja algoritma,

 fleksibilen nadzor nad izvajanjem algoritma,

 ustvarjanje lastnih vizualizacij,

 lastni vhodni podatki,

 vprašanja in povratna informacija in

 vizualizacija, dopolnjena z ustreznimi opisi.

(Friškovec, 2011)

Res je, da so vizualizacijska gradiva za predstavitev določenih problemov učinkovitejša od tekstovnih gradiv, vendar moramo biti pozorni, da aktivnost učenca pri ukvarjanju z gradivom vsebuje naslednje elemente:

 Opazovanje

Opazovanje je glavna podlaga vseh nadaljnjih elementov. Lahko je pasivno, ali pa učenec pri tem sodeluje in tako opazovanje spremenimo v aktivno obliko. Ravno zaradi tega je pomembno, da je

26 vizualizacijsko gradivo sestavljeno iz več gradnikov, da opazovanje postane aktivno.

 Odzivanje/odgovor

Ta element zajema odgovarjanje na vprašanja, ki se učencu postavljajo med opazovanjem in se navezujejo na trenutni problem.

 Spreminjanje

Tu od učenca zahtevamo, da spremeni obnašanje vizualizacije.

Dovolj je, da učenec spremeni vhodne podatke.

 Konstruiranje

Učenec poskuša sam ustvariti vizualizacijo nekega algoritma. Pri tem lahko uporablja različne programe ali pa svoje ideje upodobi s papirjem, risbo ...

 Predstavitev

Učenec predstavi svojo vizualizacijo, pri tem pa je zelo pomembna povratna informacija učitelja in ostalih učencev.

(Friškovec, 2011)

Odnos vseh teh elementov bi lahko predstavili z Vennovim diagramom.

1 - opazovanje

2 – odzivanje/odgovor 3 - spreminjanje

4 - konstruiranje 5 – predstavitev

Pri ugotavljanju učinkovitosti vizualizacije algoritma pa v literaturi predlagajo Bloomovo taksonomijo znanja. Z njeno pomočjo učitelj ugotovi, kakšen nivo znanja je učeči dosegel in kako prilagoditi nadaljnje poučevanje.

Bloomova taksonomija znanja za analizo doseženega znanja pri vizualizaciji algoritmov:

Slika 12: Vennov diagram aktivnosti učenca pri uporabi vizualizacijskih gradiv vir: (Friškovec, 2011)

27

 poznavanje – priklic razumevanja, kaj se dogaja v ozadju algoritma,

 razumevanje – učenec razume, kaj se dogaja v ozadju,

 uporaba – učenec zna uporabiti naučeno znanje v novi situaciji oziroma pri novem problemu,

 analiza - učenec je sposoben sam razčleniti nov, neznan algoritem,

 sinteza – učenec je sposoben posplošiti znanje in sestaviti nove zaključke,

 vrednotenje/evalvacija – učenec primerja različne ideje in jih vrednoti.

(Kolar, 2012)

Razvita so že mnoga vizualizacijska okolja, vendar pa vsa temeljijo na programiranju oziroma predstavljajo preprost vizualizacijski programski jezik.

Cilj pričujoče diplomske naloge je poiskati izobraževalno računalniško igro, s pomočjo katere bi učenci razvijali svoje algoritmično razmišljanje. V učbeniku »Computer science Unplugged« so predstavljene aktivnosti oziroma igre, s pomočjo katerih se to lahko doseže. Opisani so na primer primeri iger, kjer učenci sami ugotovijo postopke različnih urejanj. Učbenik temelji na učenju računalništva brez računalnika, skozi igro oziroma različne aktivnosti.

Igra je sama po sebi zelo motivacijska, vendar pa se mi poraja vprašanje, zakaj ne bi teh aktivnosti vpletli v računalniško izobraževalno igro in na tak način dosegli še večji učinek.

V učbeniku Računalništvo brez računalnika je predstavljena aktivnost urejanja s pomočjo tehtnice. Učence razdelimo v skupine, vsaka skupina ima eno tehtnico in 7 različno težkih škatlic. Njihova naloga je, da pravilno uredijo škatlice po teži. V skupini pa si morajo zapisovati število tehtanj. Na koncu aktivnosti skupine med seboj primerjajo število tehtanj in skupina z najmanjšim številom razloži svoj princip. Učenci večkrat poskusijo aktivnost od začetka, s ciljem, da bo število tehtanj čim manjše.

Enako aktivnost pa bi lahko uporabili tudi kot dejavnost v izobraževani računalniški igri (Bell T., 2010).

Na tak način bi združili prednosti igre na splošno, vizualizacijo algoritmov in aktivnost učencev med vizualizacijskih postopkom. To je problem, s katerim se želim ukvarjati v nadaljevanju svojega študija oziroma pri pisanju svoje magistrske naloge.

28

5. Čarobna odrešitev 3 – računalniška izobraževalna igra

V okviru predmeta »Z IKT podprta učna gradiva« sem v šolskem letu 2012/2013 v sodelovanju s kolegicama Manco Pogladič in Manco Zaviršek izdelala izobraževalno računalniško igro Čarobna odrešitev 3.

Cilj naše izobraževalne igre je, da učenec s pomočjo čarovnije reši svoje mesto, ki je bilo uničeno v potresu. Odpravi se na pot do štirih čarovnikov, ki ga naučijo vsak svojega krmilnega stavka (if, while, repeat, for). Ob koncu igrice igralec z uporabo znanja, ki ga je pridobil med igranjem, reši svoje mesto. Vsak čarovnik mu ob uspešno opravljeni nalogi podari en čarovniški pripomoček. Če učenec zbere vse pripomočke, lahko reši svojo mesto.

Vendar pa igra ni zasnovana tako, da bi učenec sprva spoznal, kaj se bo naučil in se potem to še dejansko poskusil naučiti. Učenec mora razviti svoje algoritmično razmišljanje in šele ko ga ponotranji, se mu razkrije, kaj je pravzaprav počel, se pravi, da je izvajal neko zanko. Pred vsako votlino ima nalogo, ki določa, na kakšen način se mu bodo odprla vrata. V čarovniški votlini mora pomagati čarovniku in šele nato mu čarovnik razloži delovanje pogojnega stavka oziroma zanke. V vsaki izmed votlin ima deček težko nalogo oziroma bi za uspešno opravljeno nalogo potreboval precej časa, zato ga čarovniki med delom vsakokrat ustavijo in mu predlagajo, naj se nauči čarobne besede, s katerimo se bo naloga bolj učinkovito opravila. Pri nalogah za čarobne besede pa se učenec že neposredno uči osnov programiranja. Ker se algoritmično razmišljanje razvija le v prvem delu naloge v vsaki votlini, jih bom v nadaljevanju predstavila.

Ob spoznavanju pogojnega

(if) stavka stari čarovnik dečku poda navodilo: »Če je drevo zeleno, potrkaj enkrat, sicer trikrat.« Ko učenec pride do drevesa, mora glede na barvo drevesa potrkati na čarovnikova vrata. V čarovniki votlini mu čarovnik Ifštajn da nalogo razvrščanja zelišč in mu ob tem poda navodilo: »Če je zelišče posušeno, ga daj v rjavo posodo, sicer v zeleno«. Učenec opravlja svojo nalogo in razvršča zelišča, hkrati pa uri svoje algoritmično razmišljanje za pogojni stavek »if«.

Slika 13: Votlina 1(Ifštajn) - Čarobna odrešitev 3

29 Na enak način želimo skozi igro naučiti učenca o zankah while, repeat in for. Vrata v Vajlštajnovo votlino se

mu ponovno odprejo po posebnih navodilih, ki jih je dobil od prejšnjega čarovnika. »Dokler so vrata zaprta, se sprehajaj okoli drevesa«. To navodilo je ponovno sestavljeno v smislu while zanke, vendar učenec tega zaenkrat še ne ve, stavek ponotranji in se sprehaja okoli drevesa, dokler se mu vrata ne odprejo. Tudi Vajlštajn ima

zanj nalogo – čarovniku so se pomešali ključi čarobne skrinje, zato dečka prosi, naj preizkuša ključe, dokler se skrinja ne odpre. Po uspešno opravljeni nalogi se deček odpravi do čarovnika Ripitštajna. Navodila za uspešen vstop v njegovo votlino so podana v stavku

»zvončkljaj, dokler se ti vrata ne odprejo«.

Naloga, ki jo mora opraviti za pridobitev novega čarovniškega pripomočka, je kapljanje napoja v kotel. Navodilo pa se glasi: »Dokler rumeni napoj ne postane zelen, kapljaj v kotel modri napoj«.

Za konec učenec spozna še for zanko. Pot do Forštajnove votline v gozdu mu pokaže sova, ki ima tudi ključ od votline. Če želi, da mu sova odklene vrata, ji mora nabrati hrano za večerjo. Sova mu da svoj zaboj, deček pa mora vanjo nabrati žuželke in napolniti predalčke od 1 do 10 z žuželkami, ki jih najde na travi. Sova mu po uspešno opravljeni nalogi odklene vrata v zadnjo čarovniško votlino. Forštajn mora oštevilčiti svojo knjigo, zato za pomoč prosi dečka. Deček mu mora

oštevilčiti strani od 5 do 1865. Med uspešnim opravljanjem dela ga čarovnik prekine in ga nauči uporabljati for zanko.

Slika 16: Votlina 4 (Forštajn) - Čarobna odrešitev 3

Slika 14: Votlin 2 (Vajlštajn) - Čarobna odrešitev

Slika 15: Votlina 3(Ripitštajn) - Čarobna odrešitev 3