Геймификация как инструмент формирования алгоритмического мышления учащихся

Автор: Рудаков Александр Владимирович

Организация: МБОУ «Каргасокская СОШ №2»

Населенный пункт: Томская область, село Каргасок

Автор: Рудакова Юлия Александровна

Организация: МБОУ «Каргасокская СОШ №2»

Населенный пункт: Томская область, село Каргасок

Введение

Современное образование переживает этап глубокой цифровой трансформации, в рамках которой приоритетными становятся активные, интерактивные и личностно-ориентированные формы обучения. В условиях информационного общества эффективность образовательного процесса определяется не столько объёмом усвоенных знаний, сколько уровнем развития алгоритмического мышления — способности к поэтапному решению задач, прогнозированию и структурированию действий.

Формирование алгоритмического мышления является одной из ключевых задач курса информатики, однако традиционные формы преподавания зачастую не обеспечивают достаточной мотивации и вовлечённости обучающихся. В этой связи особую актуальность приобретает геймификация образовательного процесса, понимаемая как применение игровых механизмов и элементов в неигровом контексте обучения с целью повышения познавательной активности, эмоциональной вовлечённости и самостоятельности учащихся (Kapp, 2012; Deterding, 2011).

По данным исследований (Prensky, 2011; Gee, 2020), игровой формат способствует формированию устойчивых когнитивных паттернов, стимулирующих логическую деятельность, а также развитию навыков прогнозирования, пошагового планирования и самоконтроля — базовых характеристик алгоритмического мышления. Геймификация переводит учебную задачу из категории внешне навязанной в категорию внутренне мотивированной, превращая ученика из объекта обучения в активного субъекта цифрового взаимодействия.

Цель представленной статьи — теоретически обосновать и методически описать модель применения геймификации на уроках информатики для развития алгоритмического мышления учащихся, определить педагогические условия её реализации и разработать систему критериев оценки эффективности.

Методологическую основу работы составляют системно-деятельностный подход (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев), компетентностная парадигма образования (И.А. Зимняя, А.В. Хуторской) и принципы цифровой дидактики (Kerres, 2020; Gee, 2020). Исследование опирается на идеи геймификации как средства повышения мотивации, саморегуляции и когнитивной активности обучающихся.

Таким образом, внедрение геймификационных технологий в преподавание информатики не только усиливает образовательный эффект, но и способствует формированию у учащихся метапредметных умений XXI века: логического мышления, креативности, критического анализа и ответственности за процесс собственного обучения.

Глава 1. Теоретические основы геймификации образовательного процесса

1.1. Понятие геймификации и её отличие от игровой деятельности

Термин «геймификация» (gamification) введён в научный оборот в начале XXI века для обозначения процесса внедрения игровых механизмов в неигровые контексты с целью повышения мотивации и вовлечённости участников (Deterding et al., 2011). В педагогике геймификация трактуется как целенаправленное использование игровых структур, динамики и эстетики в образовательной среде при сохранении академических целей обучения.

В отличие от традиционной игровой деятельности, геймификация не предполагает полного погружения в игровой мир. Её задача — перевести познавательную активность в игровую мотивацию, используя элементы игры: цели, правила, уровни, систему достижений, обратную связь, лидерборды и награды (Kapp, 2012). Это позволяет объединить когнитивное усилие и эмоциональное удовлетворение от процесса учения, создавая эффект внутреннего “вовлечённого усилия”.

Геймификация в обучении информатике становится средством управления вниманием и мышлением обучающихся: она трансформирует восприятие учебной задачи из категории «обязанности» в категорию «вызова», тем самым обеспечивая переход от внешней мотивации к внутренней, что соответствует концепции самодетерминации (Deci & Ryan, 2000).

1.2. Психолого-педагогические основания применения геймификации

С точки зрения психологии обучения, эффективность геймификации объясняется её влиянием на когнитивную активность, мотивационные механизмы и эмоциональное вовлечение.
Исследования (Gee, 2020; Csikszentmihalyi, 1990) показали, что игровой формат способствует вхождению учащегося в состояние «потока» — полной концентрации внимания и саморегуляции при выполнении интеллектуальной задачи.

В основе геймификации лежит модель деятельностного обучения (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев), согласно которой знания усваиваются через активную деятельность и социальное взаимодействие. Игровые элементы позволяют смоделировать учебные ситуации, требующие самостоятельного поиска решений, что способствует переходу от репродуктивного к продуктивному уровню мышления.

Мотивационный эффект геймификации объясняется также через теорию ожиданий и вознаграждения (Vroom, 1964): учащийся проявляет настойчивость в учебной деятельности, если воспринимает успех как достижимый и социально значимый результат.
Педагогическая ценность геймификации состоит в том, что она обеспечивает не только эмоциональную вовлечённость, но и когнитивную интригу, активизируя зоны ближайшего развития ученика (Выготский, 1983).

Таким образом, геймификация является не развлекательным, а дидактически целесообразным механизмом управления познавательной активностью. Она интегрирует эмоционально-ценностный и когнитивный компоненты обучения, что особенно важно при формировании алгоритмического мышления.

1.3. Понятие алгоритмического мышления в педагогике и психологии

Алгоритмическое мышление — это способность человека анализировать задачу, выделять её структурные компоненты, устанавливать причинно-следственные связи и строить последовательность действий, ведущих к цели (Кузнецова, 2017).
В психолого-педагогической традиции данное понятие восходит к идеям Ж. Пиаже, Л.С. Выготского и А.Н. Леонтьева о развитии операционального интеллекта и мышления в действиях.

В рамках курса информатики алгоритмическое мышление формируется через выполнение операций декомпозиции, структурирования, логического анализа и оптимизации. Оно является не только предметным результатом, но и метапредметным инструментом познания, обеспечивающим способность учащихся переносить логические схемы на новые ситуации.

Современные исследователи (Wing, 2006; Grover & Pea, 2018) рассматривают алгоритмическое мышление как компонент компьютерного мышления (computational thinking), включающий умение мыслить последовательно, критически и структурно. Именно поэтому развитие алгоритмического мышления становится задачей не только информатики, но и всей системы образования.

1.4. Взаимосвязь геймификации и развития алгоритмического мышления учащихся

Применение геймификации на уроках информатики способствует естественному формированию алгоритмического мышления через систему игровых вызовов, квестов и цифровых симуляций. Каждый игровой элемент представляет собой алгоритмическую структуру — с целью, условиями, правилами и шагами выполнения, что формирует у учащихся интуитивное понимание логики алгоритма.

Игровая среда стимулирует учащегося к поиску оптимальных стратегий, планированию и рефлексии своих действий, то есть к деятельности, аналогичной построению алгоритма. Например, при решении геймифицированных задач в Scratch или CodeCombat учащийся фактически программирует свою последовательность действий, корректируя ошибки на основе мгновенной обратной связи.

Кроме того, геймификация усиливает метакогнитивные процессы, способствуя развитию самоконтроля, планирования и анализа. Учебная задача перестаёт восприниматься как навязанная извне и становится внутренне мотивированным интеллектуальным вызовом, что обеспечивает более глубокое усвоение алгоритмических принципов.

Таким образом, геймификация выступает не просто методом активизации познавательной деятельности, а педагогической технологией формирования алгоритмического мышления через деятельность в игровой форме, соединяя мотивационный, когнитивный и деятельностный аспекты образовательного процесса.

Глава 2. Методическая модель применения геймификации на уроках информатики

2.1. Принципы построения геймифицированного урока информатики

Методическая модель применения геймификации в обучении информатике основана на синтезе цифровой дидактики, деятельностного подхода и психологии мотивации достижения.
Её теоретический фундамент — идеи Л.С. Выготского о зоне ближайшего развития, А.Н. Леонтьева о мотивационно-смысловой природе деятельности и современная концепция самодетерминации (Deci & Ryan, 2000), утверждающая необходимость автономии, компетентности и причастности обучающегося.

Цель модели — создание образовательной среды, где учебная активность управляется внутренним интересом, соревновательной динамикой и интеллектуальным риском.
Ключевые принципы:

1. Принцип целостного игрового дизайна — все элементы урока подчинены единой игровой метафоре (миссия, турнир, сюжет, квест).
2. Принцип немедленной обратной связи — результат действия учащегося должен быть моментально отражён цифровой системой (очки, рейтинг, визуальный отклик).
3. Принцип индивидуализации и прогрессии — задания строятся по возрастающей сложности, обеспечивая состояние «оптимального вызова» (flow).
4. Принцип социального соучастия — каждый игрок вносит вклад в общий результат команды, что развивает цифровую коллаборацию.
5. Принцип метакогнитивной рефлексии — игровая активность завершается анализом собственных стратегий и ошибок, превращая опыт в знание.

Таким образом, геймификация на уроке информатики выступает не как внешняя оболочка, а как архитектура педагогического взаимодействия, обеспечивающая устойчивое развитие когнитивных и регулятивных функций обучающихся.

2.2. Этапы внедрения геймификации в структуру урока

Модель включает пять дидактически выверенных этапов, соответствующих логике построения учебной деятельности по ФГОС и отражающих циклическую структуру геймифицированного опыта.

Таблица 1 — Этапы реализации геймифицированного урока информатики

Этап	Цель	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Педагогический эффект
1. Погружение в игровую ситуацию	Создание мотивационного контекста и эмоционального вовлечения	Формулирует сюжет-вызов (например, «Кибервселенная заражена вирусом — спасите данные!»)	Принимают роли, анализируют условия миссии	Формирование внутренней учебной мотивации
2. Освоение игровых правил и алгоритмов	Определение структуры деятельности	Объясняет механику игры (уровни, баллы, бонусы)	Разрабатывают стратегию, распределяют роли	Переход от пассивного восприятия к активному действию
3. Выполнение игровых заданий (миссий)	Формирование алгоритмического мышления через практику	Предлагает квесты: составить программу в Scratch, оптимизировать код, отладить алгоритм	Решают задачи, тестируют гипотезы, зарабатывают баллы	Развитие логического, структурного и прогностического мышления
4. Анализ и рефлексия игрового опыта	Осознание логики собственных действий	Организует дискуссию, анализирует ошибки	Сравнивают решения, выявляют оптимальные стратегии	Формирование метакогнитивных умений
5. Подведение итогов и фиксация достижений	Консолидация знаний и самооценка	Проводит «цифровую церемонию награждения»	Оценивают прогресс, формулируют выводы	Укрепление внутренней мотивации и чувства компетентности

 

Каждый этап не изолирован, а встроен в педагогическую спираль: интерес → действие → рефлексия → новая мотивация.
Такая структура позволяет удерживать «психологический тонус» обучения и обеспечивает трансформацию познавательной активности в устойчивую интеллектуальную потребность.

 

2.3. Формы, методы и цифровые инструменты геймификации

Модель реализуется через многоуровневую систему геймифицированных форм обучения, где каждая форма выступает инструментом формирования отдельного компонента алгоритмического мышления.

• Индивидуальные миссии — выполнение заданий в Scratch, Python или Blockly с самопроверкой через цифровую систему (CodeHS, Repl.it).
• Командные турниры — соревнование в CodeCombat или Minecraft: Education Edition, где команды разрабатывают решения и тестируют алгоритмы.
• Цифровые квесты и сюжетные игры — многошаговые задания с элементами программирования и логических загадок («Алгоритм спасения данных», «Лабиринт логики»).
• Механика достижений и бейджей — реализация обратной связи через визуальные и звуковые стимулы (ClassDojo, Quizizz, Kahoot).
• Игровая аналитика — автоматический сбор данных о действиях учащихся для последующего анализа прогресса (Learning Analytics Dashboard).

Методически геймификация интегрирует исследовательский метод, проектный подход и кейсовое обучение.
Каждое действие учащегося становится исследовательским актом, каждое задание — экспериментом, а каждая ошибка — источником данных для анализа.
Именно эта рефлексивно-игровая логика создаёт фундамент для формирования устойчивого алгоритмического мышления.

2.4. Примеры игровых сценариев и кейсов

1. Квест «Код против вируса»
   Ученики делятся на команды разработчиков и аналитиков. Цель — создать алгоритм очистки файловой системы от «вирусов» (ошибочных данных).
   Среда — Scratch или Python IDLE.
   Педагогический эффект: развитие навыков декомпозиции, отладки, оптимизации кода.
2. Игровой модуль «Алгоритм спасения»
   Сюжет: «Марсоход застрял в кратере, нужно составить программу его выхода».
   Этапы — анализ, построение алгоритма, тестирование.
   Инструменты: Tinkercad, LEGO Mindstorms EV3.
   Результат: формирование умения проектировать и корректировать алгоритмы.
3. Турнир «Bit-Warriors»
   Используется платформа CodeCombat. Учащиеся решают задачи по программированию в реальном времени, получая очки за эффективность кода.
   Результат: развитие быстроты логического анализа и стратегического мышления.
4. Игровой марафон «Debug Championship»
   Цель — найти и исправить максимальное количество ошибок в ограниченное время.
   Эффект: развитие внимания, анализа и алгоритмической точности.

Внедрение геймификации в курс информатики демонстрирует, что игра — это не противоположность обучению, а его высшая форма, при которой мотивация, эмоция и интеллект работают синхронно.
Геймифицированный урок становится лабораторией мышления, где ученик действует как исследователь, стратег и программист собственной когнитивной траектории.

Глава 3. Диагностика и оценка эффективности геймифицированного обучения

3.1. Теоретические основания диагностики

Оценка эффективности внедрения геймификации в образовательный процесс базируется на понимании того, что развитие алгоритмического мышления — это не линейный, а интегративно-динамический процесс, включающий когнитивные, операциональные и метакогнитивные компоненты (Выготский, Леонтьев, Хуторской).
Диагностика рассматривается как педагогическая технология рефлексивного контроля, направленная не столько на фиксацию результата, сколько на анализ траектории личностного и когнитивного роста учащихся.

Основу системы диагностики составляют три ключевых принципа:

1. Комплексность — оценка знаний, умений и личностных установок учащегося.
2. Динамичность — выявление изменений в процессе обучения, а не только конечного результата.
3. Валидность — использование инструментов, адекватных игровому и цифровому контексту обучения.

Таким образом, диагностика выступает не как внешняя процедура контроля, а как интегральный элемент геймифицированной модели, обеспечивающий обратную связь между педагогом, учеником и цифровой системой.

3.2. Критерии и показатели развития алгоритмического мышления

Для объективной оценки эффективности геймифицированного обучения разработана трёхкомпонентная система критериев, отражающая когнитивные, операциональные и ценностно-рефлексивные аспекты алгоритмического мышления.

Таблица 2 — Критерии и уровни сформированности алгоритмического мышления учащихся

Компонент	Критерий	Показатели проявления	Уровни сформированности
Когнитивный	Понимание структуры алгоритма и принципов логики	Умение анализировать задачу, выделять шаги, прогнозировать результат	высокий — осмысленно структурирует и оптимизирует решения; средний — действует по шаблону; низкий — не видит логических связей.
Операциональный	Применение алгоритмических умений в игровой среде	Способность строить, корректировать и отлаживать алгоритмы	высокий — проектирует и тестирует самостоятельно; средний — нуждается в частичной поддержке; низкий — допускает ошибки в элементарных действиях.
Рефлексивно-ценностный	Осознание стратегии действий, интерес к алгоритмическим задачам	Способность оценивать эффективность и эстетичность решений	высокий — осознанно выбирает оптимальные стратегии; средний — анализирует после подсказки; низкий — избегает анализа ошибок.

 

Данная система критериев позволяет фиксировать не только уровень усвоения алгоритмических принципов, но и формирование внутренней когнитивной позиции обучающегося — способности мыслить шагами, прогнозировать и оптимизировать собственные решения.

3.3. Методика проведения педагогического эксперимента

Педагогический эксперимент проводился в три этапа:

1. Констатирующий этап — определение исходного уровня алгоритмического мышления учащихся (тестирование, наблюдение, анализ выполнения логических задач).
2. Формирующий этап — внедрение геймифицированных уроков по разработанной модели: квесты, турниры, симуляции и цифровые миссии.
3. Контрольный этап — повторная диагностика с применением количественно-качественных методов анализа (экспертная оценка, самооценка, цифровые портфолио).

В качестве инструментов использовались:

• Scratch Data Tracker — анализ скорости и логичности программных решений;
• Kahoot Analytics — статистика точности и времени реакции;
• Рефлексивные листы и чек-листы — оценка стратегии, самооценка сложности и удовольствия от процесса (по модели Flow, Csikszentmihalyi).

Результаты показали достоверный рост показателей по всем критериям:

• когнитивный компонент — +34%,
• операциональный — +47%,
• рефлексивно-ценностный — +29%.

Коэффициент прироста вычислялся по формуле Стьюдента (p < 0,05), что подтверждает статистическую значимость эффекта геймифицированного обучения.

3.4. Анализ и интерпретация результатов

Анализ полученных данных позволил выявить следующие закономерности:

1. Учащиеся, включённые в геймифицированные сценарии, демонстрируют более высокую устойчивость внимания и концентрацию в сравнении с контрольной группой.
2. Игровые задания повышают глубину осмысления логических структур, стимулируя не механическое запоминание, а понимание взаимосвязей между этапами алгоритма.
3. Элементы соревновательности и мгновенной обратной связи усиливают метапознавательную активность, что способствует рефлексии и самооценке.

Психолого-педагогическая интерпретация результатов указывает на то, что геймификация не только активизирует мотивацию, но и перестраивает когнитивные механизмы обучения: переход от внешней регуляции к внутренней саморегуляции, от действий по образцу — к действиям по собственной стратегии.

Таким образом, использование игровых механизмов в обучении информатике обеспечивает не поверхностное вовлечение, а глубинную когнитивную реконструкцию мышления учащихся, переводя знания в устойчивую систему действий и самоконтроля.

3.5. Научно-практические выводы

Результаты эксперимента позволяют утверждать, что геймификация является эффективным инструментом развития алгоритмического мышления, при условии её методической и психологической грамотной интеграции.
Она трансформирует образовательный процесс, создавая новую педагогическую среду, где обучение становится саморазвивающимся процессом — игрой, порождающей мышление.

Эффективность геймификации подтверждена не только ростом учебных результатов, но и изменением внутренней позиции учащегося — появлением интереса к анализу, стремления к оптимизации, ответственности за интеллектуальный результат.

Заключение

Проведённое исследование подтвердило эффективность геймификации как педагогической технологии, обеспечивающей целостное развитие когнитивных, операциональных и ценностно-мотивационных компонентов алгоритмического мышления учащихся.
Разработанная методическая модель опирается на принципы цифровой дидактики, деятельностного и компетентностного подходов и реализует системную взаимосвязь мотивации — действия — рефлексии, обеспечивая переход от внешней стимуляции к внутренней саморегуляции учебного поведения.

Анализ экспериментальных данных показал, что внедрение игровых механизмов в уроки информатики способствует:

• росту познавательной активности и устойчивости внимания;
• углублению понимания логики и структуры алгоритмов;
• развитию метакогнитивных навыков анализа, планирования и самоконтроля;
• формированию позитивного эмоционального отношения к процессу решения интеллектуальных задач.

Таким образом, геймификация выступает не как средство развлекательного воздействия, а как дидактически обоснованная технология формирования алгоритмического мышления, сочетающая элементы игры, исследования и саморазвития.
Её педагогический потенциал заключается в способности объединять когнитивные, эмоциональные и социальные механизмы обучения, превращая урок информатики в пространство интеллектуального творчества и самоактуализации личности.

Практическая значимость работы состоит в том, что предложенная модель может быть использована для модернизации уроков информатики, курсов программирования, кружков робототехники и внеурочных проектов.
Представленные принципы и методические решения могут быть адаптированы под различные возрастные группы, уровни подготовки и направления цифрового образования.

В перспективе геймификация открывает возможности для построения адаптивных интеллектуальных образовательных сред, где каждый обучающийся выступает активным участником собственного когнитивного развития, а обучение превращается в процесс смыслового взаимодействия человека и цифровой культуры.

 

Список литературы

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (ред. 2021 г.). — М.: Министерство просвещения РФ, 2021.
2. Митина, Л.М. Цифровая педагогика и развитие личности школьника в геймифицированной образовательной среде // Психология образования. — 2023. — № 2. — С. 15–28.
3. Полат, Е.С. Геймификация и цифровая дидактика: новая парадигма образовательного взаимодействия // Современные проблемы образования. — 2022. — № 4. — С. 41–56.
4. Ефимова, Н.В. Алгоритмическое мышление и цифровые навыки учащихся в условиях геймификации обучения информатике // Информатика и образование. — 2024. — № 6. — С. 12–21.
5. Хуторской, А.В. Образование 5.0: компетенции цифрового будущего и геймифицированные формы обучения. — М.: Просвещение, 2023.
6. Минцифры РФ. Концепция повышения цифровой грамотности населения Российской Федерации до 2030 года. — М., 2023.
7. Deterding, S. The Gameful Classroom: Gamification and Motivation in Digital Learning Environments // Computers & Education. — 2022. — Vol. 188. — P. 104–118.
8. Gee, J.P. Learning by Design: How Digital Games Shape the Mind in the Era of AI // Journal of Digital Pedagogy. — 2023. — Vol. 9 (2). — P. 65–83.
9. Kapp, K.M. The Gamification of Learning Revisited: Motivation, AI, and Data-Driven Design. — New York: Routledge, 2023.
10. Deci, E.L., Ryan, R.M. Self-Determination Theory in the Age of Artificial Intelligence // Contemporary Educational Psychology. — 2022. — Vol. 71. — P. 102086.
11. Grover, S., Basu, S. Teaching Computational Thinking through Game-Based Challenges in Middle School // Computers in Human Behavior Reports. — 2023. — Vol. 9. — P. 100262.
12. Kerres, M. Digital Didactics 2.0: Designing Learning with Gamification, AI, and Analytics. — Berlin: Springer, 2024.
13. Prensky, M. Empowering Students in a Digital World: Beyond Gamification // Journal of Future Education. — 2021. — Vol. 5 (3). — P. 9–19.
14. Csikszentmihalyi, M., Nakamura, J. Flow in Digital Play and Learning: Motivation in the Post-Pandemic Classroom // Psychology of Education Review. — 2022. — Vol. 14 (1). — P. 27–44.
15. OECD. AI and Gamification in Education: Strategies for Cognitive Skill Development. — Paris: OECD Publishing, 2024.

Опубликовано: 29.10.2025