Возможности движения WorldSkills для формирования нового образовательного стандарта в подготовке студентов ИТ-направлений Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

КОНСУЛЬТАЦИИ СПЕЦИАЛИСТА

DOI 10.7442/2071-9620-2017-9-4-10-26

УДК 378.147 ББК 74.480.26

S.S. Chebotaryov

(Russian-British Institute of Management, Chelyabinsk, Russia)

POSSIBILITIES OF WORLDSKILLS MOVEMENT FOR THE FORMATION OF A NEW EDUCATIONAL STANDARD IN THE TRAINING OF STUDENTS IN INFORMATION TECHNOLOGIES

The article considers the possibilities of modern computer technologies and their impact on the development of the economy. The features of the competitive format of the WorldSkills movement and its opportunities for creating and promoting a new educational standardfor the preparation of students of IT directions are discussed. A feature of the WorldSkills movement is unusually quick and effective development and maintenance of standards for professional competences. It is proved that this effect is due to the specialformat of the competitive process. For the development of it education in Russia, the Union of the «Young professionals of Russia» WorldSkills Russia (WSR) proposed a new competitive competence «the Development of video games and multimedia applications».

Keywords: WorldSkills, training, programming, IT, video games development, virtual reality, C #, Unity.

С.С. Чеботарёв

(Русско-Британский Институт Управления, г. Челябинск, Россия)

ВОЗМОЖНОСТИ ДВИЖЕНИЯ WORLDSKILLS

ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ НОВОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

СТАНДАРТА В ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ ИТ-НАПРАВЛЕНИЙ

В статье рассматриваются перспективы современных компьютерных технологий и их влияние на развитие экономики страны. Представлены особенности соревновательного формата движения WorldSkills и его возможности для создания и продвижения нового образовательного стандарта для подготовки студентов ИТ-направлений. Отмечается, что особенностью движения WorldSkills является необычайно быстрое и эффективное формирование и обновление стандартов по профессиональным компетенциям. Утверждается, что данный эффект обеспечивается за счёт особого формата самого соревновательного процесса. Для развития ИТ-образования в России Союзу «Молодых профессионалов России» WorldSkills Russia (WSR) предложена новая соревновательная компетенция - «Разработка видеоигр и мультимедийных приложений».

Ключевые слова: WorldSkills, обучение, программирование, ИТ, разработка видеоигр, виртуальная реальность, C#, Unity.

In our previous studies [6] we discussed the possibilities of educational approaches focused on the quality improvement of practical training of higher school graduates in information technologies within the new competence oriented educational standards and establishment of digital economy. The contradictions between the labor market expectations, graduate abilities and university and college education technologies as well the contradictions between the first year students' motivation and the complex curriculum of the IT program. A possible solution was proposed via application of project learning and video games development. Advantages and disadvantages of the approaches were discussed and recommendation how to apply the method were given.. issues of choosing the main programming language, development tools and some ways and methods of teaching computer games design were also discussed.

Beside the significant impact on the student training quality teaching video game development is valuable per se as it can facilitate development and increase of the electronic entertainment industry in Russia and multimedia projects with virtual and augmented reality.

This relatively young industry has vast prospects and is poorly represented in Russia. Nevertheless, it could be a powerful driver to develop high tech sector of the national economy.

Virtual reality was first mentioned only thirty years ago and even now the first fruit, obtained via this technology, are available [5]. Numerous implementers are actively producing the devices to transfer from this world to the virtual one.

Already now there are many developed hardware and software packages for virtual training of drivers, pilots and hazardous production workers. Modern technologies provide safe training with minimal resources [2; 3].

Methods of applying virtual and augmented reality to architecture and civil engineering, medicine and operating drones and robots are actively developed today [4]. But the technology is far from the peak which is not even forecast but the scientific community.

We are but on the threshold of the new era in technical progress that will change the world more than mobile communication did in its time.

Therefore, a most important task of education is to train the staff for this industry, who will be able to create and develop their own projects. Yet, there is no the program and even a profile or subject focused on this vector in our country and its higher education.

The situation is to be altered as soon as possible to form the new subjects, training programs and educational standards while at the same time start retaining of teachers and training of students.

The task seems huge ad impossible, but we believe there is a solution.

In 2012 Russia joined the international WorldSkills movement. It is an international non-commercial association aimed at improving the status and standards of professional training and qualifications worldwide, popularization of blue-collar jobs via international competitions. WorldSkills championships are widely promoted and are carried out on a large scale actually as high as sports Olympics.

WorldSkills specifics is fast and effective renovation of professional competences in the standards. This effect is provided through a special format of the competitions.

WorldSkills championship creates a competition task for each competence with optimal reference to a particular job and requiring practical work within several modules. The task is carried out within a strict time limit and is assessed by a qualified team of judges on the basis of a hundred of criteria in the framework of a system providing maximum credibility. Judges are teachers and/or practicing professionals who communicate to form a professional expert community within the country.

After each large-scale event the experts, who judge the participants' works, are to assemble and jointly decide how the selected criteria correspond to the actual possibilities and requirements of the production and business in the given competence.

The expert community does the necessary amendments in the competition task and

<D

О О

О Ф

ГО

Е

£ ф го Е

о о

ф

(л

ф ф

Е £

2 ■ S

Е -

<= го

<л тз

СО <Ъ

ТЗ —

го

§ ^

ч- гс

■S о

<л -а

ф ф

i 5

_q ф

¡л с

¡л го

Р ч-

q- о

>

о ^

го '

о

.q ф

-с

О СЯ

оэ

assessment criteria, and the members of the community disseminate and introduce the jointly developed package of documents in the educational environment. Thus, the most topical professional standard in the competence is formed to be used by the trainers who prepare the contestants for the future championships.

Such model of updating professional standards with minimal bureaucracy can and must be implemented in the professional higher education in this country.

We decided to offer the union of "Young Professionals of Russia" "WorldSkills Russia" (WSR) a new professional competence "Development of video games and multimedia attachments". Proposing this we followed the task listed below:

1) official identification and singling out a particular job "Developer of video games and multimedia attachments";

2) popularization in the society and with the young people information technologies in general and programming in particular;

3) formation of comprehensive professional standard "Developer of video games and multimedia attachments";

4) promotion of this standard in education (creation of special subjects, profiles and new educational programs);

5) development of high tech ITT industry in this country;

6) training of highly qualified staff.

The work on creating and developing this

competence is impeded by the fact that there is no such standard even at the global level in WorldSkills International.

At the moment the competence is at the early stage of development: there is the first version of the competition task, approximate assessment criteria and the expert community is forming. The work resulted in presenting the professional competence "Developer of video games and multimedia attachments" at the finals of the National championship WorldSkills Russia in Krasnodar in May, 2017. There is a long

way to go for the competence to develop in all aspects but the start has been taken.

Unity was chosen as a platform of development, development framework is Microsoft Visual Studio and programming language is Microsoft Visual C#.

The factors that influenced the choice of Unity are:

1. Convenient and simple development framework (IDE) combines script editor, game objects editor, animation editor and much more.

2. Possibilities of 'scripting' unlike Unreal Engine (UDK), where you can only write in the embedded language, in Unity two widely known JavaScript and C# are accessible and the scripts are compiled in the native code.

3. Possibility of using C# in the development is already a major advantage because the language is very powerful, simple and convenient.

4. Cross-platform: table OC Windows, Linux, MacOS; mobile iOS, Android; console Nindendo Switch, PS4 and XBox One, as well as web-plug-in, that makes it possible to start games in the attachment and in browser are supported.

5. Fairly modern graphics: there is complex lighting, embedded shade editor, a set of post-processing effects, SSAO, support of virtual and augmented reality and many more, i.e. there is a complete set of tools for creating high class modern projects.

6. Physics engine - there is everything required.

7. Productivity and scalability is at a very good level.

8. Huge Asset Store includes a wide scope of game resources to create project prototype without an expensive designer.

9. Flexible licensing policy (free version for education purposes).

A topical competition task that reflects the competence as viewed by the expert community includes several sections

executed in succession. Each section was two projects: a multimedia attachment and developed to check different skills in special a computer game. Table 1 shows the main software programming, and it includes doing modules of the competition task.

Table 1. Main modules of the competition task

Day Module Work time Task time

1 Task 1. (7 h.) Development of multimedia attachment Module A: Development of scene, objects and user interface. Module B: Programming the main interaction mechanics and experiment logic. Module C: Forming the whole model of the attachment, providing the achievement of all anticipated intermediate and final results. 09:00-13:00 14:00-17:00 4 hours 3 hours

2 Task 2 (7h.) Development of computer game Module D: Building game scene, creating objects, preparing animations. Module E: Programming the game mechanics (interactions, logic, strategies). Module F: Developing user interface, adjustment, code refactoring, balancing the game process. 09:00-13:00 14:00-17:00 4 hours 3 hours

3 Task 2 (4 h.) Presentation of the project (computer game) Module G: Creating the presentation slides, preparing for the defense procedure. Module H: Presentation and defense of the project. 09:00-12:00 12:00-13:00 3 hours 1 hour

The first section is development of multimedia attachment for educational purposes (interactive virtual experiment) in accordance with the provided technical task. The allocated period is one day (7 hours). The competitors are provided with all necessary graphical, technical description and charts.

The main stages of this work are: 1) developing the scene, interactive and static objects representing the main elements of the task;

2) developing user interface and programming the interactions between the scene objects;

3) programming the mechanics and logic of user behavior during the task implementation stages;

4) forming the whole model of the attachment, providing the achievement of all anticipated intermediate and final results.

Table 2 shows the main assessment criteria of the first day results.

<d

О О

о ф

ГО

Е

Table 2. Assessment scheme 1

£ (в го "С Е

о о

ф

(л

Criterion

Module A

Development of scene, objects and user interface.

ф ф

E £

> ■ E

E -

<= ro

(Л T3

T3 —

-¡= ro § ^

4-

■S о

(Л -a ф ф

.а ф ¡л с ¡л го Р ч-

q- о

_L_Assessment of using Unity tools

The project features laws of Physics

Rigidbody2d is used

Triger2d is used

Collider is used

prefab is used to create game objects

II.

Assessment of game objects

There are points or other ways to calculate gamer progress

There are sounds_

Several animations are used for each game object Interaction of game objects is realized_

III. Assessment of user interface

Menu bar is realized_

Basic interface elements are realized_

Data sheet is realized

Module B

Programming the main interaction mechanics and experiment logic._

I._Code assessment_

1) Readability_

Code is readable and easy to comprehend_

Code is well constructed_

Module architecture_

Well targeted file structure of the project_

2) Documenting_

There are comments_

Comments are understandable_

There are XML comments_

More important and complex methods are documented_

Naming variables and classes is logical and transparent_

3) OOD_

There is a connected system of classes_

OOD succession_

Event driven class architecture approach is used_

There are authentic interfaces in the code_

Interfaces are used to decrease code cohesion_

Effort is made to decrease code cohesion_

4) Other_

Error conditions are processed_

Reaction to user non-standard actions is included_

Employment and storage of intermediate results is included_

Module C

Forming the whole model of the attachment, providing the achievement of all anticipated intermediate and final results_

I._Assessment of the whole attachment model_

All required functions of the technical task are realized_

User can pass all stages and achieve reliable result_

There are no critical bugs impeding the achievement the main attachment purpose_

There not any bugs_

>

о ^

ro о

.q <d -c

О

W W

The criteria are to assess the main aspects of the competence: Unity tool using skills - creating objects, scene building, Physics adjustment and projecting the user interface, programming skills, object focused projecting and code forming as well the quality of technical task implementation.

The second part of the competition is development of video game. The competitors

are presented a game type, technical description (design document) and a set of graphic resources. The task is carried out during the second day (7 hours). The main stages of the work are:

1) game scene building, creating objects;

2) preparing animations;

3) game mechanics programming: interactions between game objects, user interactions with game elements;

4) developing logic and strategy algorithms;

5) developing the user interface to provide the necessary functions for the game to interact with the project;

6) testing and adjustment of the game, code refactoring;

7) balancing the game process.

Game genre, technical description, set of graphical resources and assessment criteria are agreed by the experts and approved by the chief expert one day before the competition. Table 3 shows the main assessment criteria of the second results.

Table 3. Assessment scheme 2

Criterion_

Module D

Building game scene, creating objects, preparing animations

I._Assessment of Unity tools using_

There is realization of Physics laws in the product_

Rigidbody2d is used_

Triger2d is used_

Collider is used_

Collision of bodies is used_

Self-written shader is used_

Graphics is scaled for different screen resolutions_

Data storage as Player.pref is used_

Progress bar is used in long loading_

prefab is used to create game objects_

Timer is used in the gamee_

Timer does not stop when focus is lost_

Material is used_

Animator is used_

Transitions between animations are used_

Smooth animation change_

Layers are used_

Non-used objects are removed from the scene dynamically

FPS does not fall below 30_

Components to work with audio are used_

Particle system is used_

II. Assessment of game objects_

There is point system or other method to calculate gamer progress

Game map is realized (level)_

Map/level editor is realized_

System of levels is realized_

System of transitions between levels/maps is realized_

System of bonuses is realized_

Several animations are used for each game object_

Interaction between game objects is realized_

Module E

Programming the game mechanics (interactions, logic, strategies).

I._Assessment of code_

1) Code readability_

Code is readable and easy to comprehend_

Code is well structured_

Module architecture_

Well targeted file structure of the project_

<D CT

О, О

О <U

ГО

E

£ <u ro E

о о

<u

(л

ст

<u <u

E £

2 ■ s

E -

<= ro

(Л T3

CO <Ъ и — uz ro

5 c § ^

4-

■S о

(Л -a

<u <u

= 5

6 <u и c ¡л ro

P

q- о

2) Data structures and algorithms_

Standard data structures ArrayList, List<T>, Stack<T>, Queue<T> are used_

Advanced data structures LinkedList<T>, Dictionary<T1, T2>, HashSet<T> are used

Developed hierarchical data structures are used (different trees)_

Development of way searching algorithms_

Development of decision making system based on modes_

Game objects controlled by artificial intelligence elements are realized_

3) Code documentation_

There are comments_

Comments are understandable_

There are XML-comments_

More important and complex methods are documented_

Naming the variables and classes is logical and transparent_

4) Using OOD_

There is a connected system of classes_

OOD succession is used_

Event controlled approach is used in class architecture_

There are developed interfaces in the code_

Interfaces to decrease code cohesion are used_

Effort is made to decrease code cohesion_

5) Other_

Error conditions are processed_

Reaction to user non-standard actions is included_

Employment and storage of intermediate results is included_

Module F

Developing user interface, adjustment, code refactoring, balancing the game process

I._Assessment of user interface_

Menu bar is realized_

Attachment settings menu is realized_

Storage and loading of the game process is realized_

In-game interface elements are realized_

Record table is realized_

Points and bonuses are visualized

II. Assessment of final result_

All required functions of the technical description are realized_

Control is fairly convenient_

Level passing seems possible and fairly comfortable_

There is principle possibility to pass all game levels_

There are no critical bugs that make main game purpose unachievable There are not any bugs_

III. Assessment of developer creativity_

Original author's vision of the set task is realized_

Original game mechanics are realized_

Thus, during the first and second day % the competitors are to demonstrate their o professional skills of working with Unity ® platform tools, Microsoft Visual Studio environment, programming skill with co observing the standards and principles of

object focused projecting and programming, knowledge in effective algorithm development, basic game mechanics, user interfaces, game objects and animations development skills, physics adjustment and interactions between the user and game

objects, development of algorithms of The third day is for preparing and

way finding artificial intelligence (AI) presenting the developed game. elements as well as building game levels and Table 4 shows the criteria of assessment

many more. during the third day.

Table 4. Assessment scheme 3

Criterion

I._Assessment of presentation_

General design: text is easily readable, color, background correspond to the text and graphical images_

There are no spelling and punctuation mistakes_

Presentation is structure, presentation logic is clear_

Presentation has slides that clearly explain the work of the complex algorithms and/or data structures used in the project_

Module H

Presentation and defense of the project_

I._Assessment of the report_

Report is logical and clear_

Professional terms are used properly_

Questions of the jury members are answered with confidence and good argumentation In project demonstration focus is made on the most important aspects_

On the third day the competitors de- 2. monstrate the skills of business communication, project presentation, cultured speaking and professional terminology everybody is to have today.

Thanks to participation in WorldSkills 3. championships, expert community development, advertisement and promotion of the competence we believe that the competition task and assessment criteria will change quickly to answer the expectations of the industry. 4.

We hope to see the final result of these processes as the formed comprehensive professional standard "Developer of video games and multimedia attachments", promotion of this standard to the area of education 5. (appearance of special subjects, profiles and new training programs) and development of high tech IT industry in this country. References:

1. Afonina A.R., Sarafanova A.V., Berdno- 6. va E.V. Virtual reality. The inevitable future of virtual reality. Specialists of the new generation: a collection of articles all-Russian scientific-practical conference. - Saratov: «TseSAin», 2016. - P. 14-18. [in Russian]

Gribova VV., Petryaeva M.V., Fedorishchev L.A. Computer simulator training with virtual reality for ophthalmology // Otkrytoie obrazova-nie - 2013. - No.6. P. 45-51. [in Russian] Gribova V.V., Fedorishchev L.A. Online system to create training systems with virtual reality. Distantsionnoie i virtualnoie obuchenie // Russian Academy of Sciences. - 2012. - No.7. P. 4-12. Darintsev O.V. Use of the technologies of augmented and virtual realities in the implementation of control algorithms for a team of robots // Iskusstvenntyi intellekt. - 2013. - №3 (61). P. 479-487. Lensi Ya.Yu. On the way to virtual reality (history of the origin of ideas about virtual reality) // Innovatsionnyie obrazovatelnyie tekhnologii. - 2014. -№1 (37). P. 71-76. [in Russian] Chebotarev S.S. Technology project-based learning and development video game for training of students and other it areas in terms of the origin of the digital economy // Contemporary Higher Education: Innovative Aspects. - 2017. -V. 9. - No.3. P. 47-56. [in Russian]

о о

о ф

го Е

~ ф

го "С

Е

о о

ф

(л

ф ф

Е £

> ■ Е

Е -

<= го

(л тз

СО <Ъ

ТЗ —

-¡= го § ^

ч- ГС

■S о

(л -а ф ф

ь= 5

_q ф

■¡л с ¡л го Р ч-

q- о

ш

:ф

ГО

н о

ю ф

1Г

с;

О

В наших предыдущих исследованиях [6] мы рассматривали возможности образовательных подходов, направленных на улучшение качества практической подготовки выпускников вузов в области информационных технологий в условиях действия новых компетентностно-ориен-тированных образовательных стандартов и становления цифровой экономики. В работе были выявлены противоречия между ожиданиями рынка труда, возможностями выпускников и образовательными технологиями высших и средне-специальных учебных заведений, а также противоречия между уровнем мотивации учащихся младших курсов и сложностью образовательной программы по ИТ-направлениям. Был предложен вариант решения проблемы с применением технологий проектной работы и разработки видеоигр. Представлены достоинства и недостатки подходов, даны рекомендации по внедрению. Также обсуждались вопросы выбора основного языка программирования, инструментов разработки и некоторые приёмы и методы обучения разработке компьютерных игр.

Помимо существенного влияния на качество подготовки студентов, обучение разработке видеоигр имеет и собственную ценность - оно может способствовать развитию и росту в России индустрии создания электронных развлечений и мультимедийных проектов, связанных с виртуальной и дополненной реальностью.

Эта индустрия достаточно молодая, имеющая огромные перспективы роста и очень слабо представленная в РФ. И тем не менее, она могла бы стать одним из мощных драйверов для развития высокотехнологического сектора экономики нашей страны.

Впервые о виртуальной реальности начали говорить всего тридцать лет назад и уже сейчас можно прикоснуться к первым плодам, полученным благодаря этой технологии [5]. Многочисленные разработчики активно взялись за соз-

дание устройств, позволяющих переместиться из этого мира в виртуальный.

Уже сейчас разработано множество программно-аппаратных комплексов, предназначенных для виртуального обучения водителей, пилотов и работников опасных производств - современные технологии уже позволяют готовить людей наиболее безопасным способом, при минимальных затратах ресурсов [2; 3].

Сегодня активно развиваются методы применения виртуальной и дополненной реальности для архитектуры и строительства, медицины и управления беспилотными аппаратами и роботами [4]. Но технология еще далека от пика своего развития, а ее потолок не пытаются предсказать даже самые сведущие представители научной общественности.

Мы находимся только на пороге становления новой эры технического прогресса, который изменит мир даже больше, чем в своё время интернет и мобильная связь.

Таким образом, важнейшей задачей образования становится подготовка кадров для этой индустрии, способных создавать и развивать собственные проекты. Однако в нашей стране в среднем и высшем образовании отсутствует не только направление подготовки, но даже профиль или дисциплина, точно нацеленные на этом вектор.

Необходимо в кратчайшие сроки переломить ситуацию: сформировать новые дисциплины, направления подготовки и образовательные стандарты, при этом параллельно начиная переподготовку преподавателей и подготовку студентов.

Задача кажется огромной и невыполнимой. Но, как нам кажется, решение есть.

В 2012 году Россия вошла в состав международного движения WorldSkills. Это международная некоммерческая ассоциация, целью которой является повышение статуса и стандартов профессиональной подготовки и квалификации по всему миру, популяризация рабочих профессий через проведение между-

народных соревнований. В настоящее время чемпионаты WorldSkills широко разрекламированы в мире и проводятся масштабно - практически на уровне спортивной олимпиады.

Особенностью движения WorldSkills является необычайно быстрое и эффективное формирование и обновление стандартов по профессиональным компетенциям. Обеспечивается этот эффект за счёт особого формата самого соревновательного процесса.

На чемпионате WorldSkills по каждой компетенции существует конкурсное задание, оптимально приближённое к конкретной профессии, требующее практической работы и состоящее из нескольких модулей. Задание выполняется в условиях жёсткого лимита времени и оценивается компетентным жюри на основе сотни критериев с помощью системы, обеспечивающей максимальную объективность. Членами жюри становятся преподаватели и/или практикующие профессионалы, при общении которых в масштабе страны формируется экспертное сообщество.

После каждого крупного чемпионата эксперты, оценивающие конкурсные работы участников, имеют возможность и обязаны собраться и коллективно решить, насколько выбранные критерии соответствуют актуальным возможностям и потребностям производства и бизнеса по данной компетенции.

Экспертное сообщество вносит необходимые изменения в конкурсное задание и критерии оценивания, а затем все члены этого сообщества распространяют и внедряют установленный коллективно пакет документов в образовательной среде. Таким образом, формируется самый актуальный профессиональный стандарт по компетенции, по которому сразу начинают работать тренеры и готовиться к будущим чемпионатам конкурсанты.

Такую модель актуализации профессиональных стандартов - с минимальным уровнем бюрократической волокиты - можно и нужно внедрять в среднее

профессиональное и высшее образование у нас в стране.

Нами было принято решение предложить союзу «Молодых профессионалов России» WorldSkills Russia (WSR) новую профессиональную компетенцию - «Разработка видеоигр и мультимедийных приложений». Предлагая введение новой компетенции, мы преследовали следующие цели:

1) официальное выделение и обособление конкретной профессии «Разработчик видеоигр и мультимедийных приложений»;

2) популяризация в обществе и среди молодёжи информационных технологий в целом и программирования в частности;

3) формирование полноценного профессионального стандарта «Разработчик видеоигр и мультимедийных приложений»;

4) продвижение этого стандарта в сферу образования (появление специальных дисциплин, профилей и новых направлений подготовки);

5) развитие в нашей стране высокотехнологичной ИТ-индустрии;

6) подготовка квалифицированных кадров.

Работа по созданию и развитию этой компетенции значительно усложняется тем фактом, что этого стандарта не существует даже на мировом уровне - в World Skills International.

В настоящее время компетенция находится на ранней стадии развития: появилась первая версия конкурсного задания, разработаны примерные критерии оценивания, формируется экспертное сообщество. В результате этой работы новая профессиональная компетенция «Разработчик видеоигр и мультимедийных приложений» впервые была представлена на Финале национального чемпионата WorldSkills Russia в Краснодаре в мае 2017 года. Ещё предстоит долгий путь развития компетенции - по всем направлениям, но начало уже положено.

<u

ш го

ш

о £ |

1 н

¡8 "

- I I °

CP о ° ^

-& о с ш

го н

ГО

к

с;

о о

m го ет ш zt о

ГО

ю о

о

0

1

*

о s о со m о о

СО I

В качестве платформы для разработки выбрана платформа Unity, среда разработки Microsoft Visual Studio и язык программирования Microsoft Visual C#.

Выбор платформы Unity обусловлен рядом факторов:

1. Удобная и простая среда разработки (IDE) сочетает редактор сцен, редактор игровых объектов, анимаций и многое другое.

2. Возможности для «скриптинга» в отличие от Unreal Engine (UDK), в котором писать можно только на встроенном уникальном языке, в Юнити доступны два широко известных: JavaScript и C#, а скрипты компилируются в нативный код.

3. Возможность использования в разработке C# уже сама по себе является важным достоинством, поскольку язык очень мощный, простой и удобный.

4. Кроссплатформенность: поддерживаются настольные ОС Windows, Linux, MacOS; мобильные iOS, Android; консольные Nin-dendo Switch, PS4 и XBox One, а также веб-плагин, позволяющий запускать игры и приложения в браузере.

5. Вполне современный уровень графики: есть сложное освещение, встроенный редактор шейдеров,

набор постпроцессинговых эффектов, SSAO, поддержка виртуальной и дополненной реальности и многое другое, то есть весь набор инструментов для создания современных проектов высокого класса.

6. Физический движок - есть всё, что нужно.

7. Производительность и масштабируемость на очень достойном уровне.

8. Огромный магазин - Asset Store -содержит широкий выбор игровых ресурсов, позволяющий собирать прототип проекта без привлечения дорогостоящего дизайнера.

9. Гибкая лицензионная политика (бесплатная версия для образовательных целей).

Актуальное конкурсное задание, отражающее видение компетенции экспертным сообществом, состоит из нескольких частей, выполняемых последовательно. Каждое из них было разработано в целях проверки разнообразных навыков в области разработки специального программного обеспечения, и оно включает в себя разработку двух проектов: мультимедийного приложения и компьютерной игры. В табл. 1 представлены основные модули конкурсного задания.

Таблица 1. Основные модули конкурсного задания

m

ü. го

i—

о ю <u IT

b b

День Наименование модуля Рабочее время Время на задание

1 Задание 1. (7 ч.) Разработка мультимедийного приложения Модуль А: Разработка сцены, объектов и пользовательского интерфейса. Модуль В: Программирование основных механик взаимодействия и логики проведения эксперимента. Модуль С: Формирование цельной модели приложения, обеспечивающей достижение всех ожидаемых промежуточных и итоговых результатов. 09:00-13:00 14:00-17:00 4 часа 3 часа

2 Задание 2. (7 ч.) Разработка компьютерной игры Модуль D: Построение игровой сцены, создание объектов, подготовка анимаций. Модуль Е: Программирование игровой механики (взаимо- 09:00-13:00 14:00-17:00 4 часа 3 часа

День Наименование модуля Рабочее время Время на задание

2 действие, логика, стратегии). Модуль Б: Разработка пользовательского интерфейса, отладка, рефакторинг кода, балансировка игрового процесса.

3 Задание 2. (4 ч.) Презентация проекта (компьютерной игры) Модуль G: Разработка слайдов презентации, подготовка к защите. Модуль Н: Представление и защита проекта. 09:00-12:00 12:00-13:00 3 часа 1 час

Первая часть - разработка мультимедийного приложения для образовательных целей (интерактивный виртуальный эксперимент) в соответствии с заданным техническим заданием. На выполнение задания отводится первый день (7 часов). Участникам предоставляются необходимые графические ресурсы, техническое описание и схемы.

В основные этапы этой работы входит: 1) разработка сцены, интерактивных и статических объектов, представляющих основные элементы задачи;

2) разработка пользовательского интерфейса и программирование взаимодействия с объектами сцены;

3) программирование механики и логики проведения пользователя через этапы выполнения задачи;

4) формирование цельной модели приложения, обеспечивающей достижение всех ожидаемых промежуточных и итоговых результатов.

В табл. 2 представлены основные критерии оценивания результатов первого дня.

Таблица 2. Схема оценивания 1

Критерий

Модуль Л

Разработка сцены, объектов и пользовательского интерфейса

<u

ш го

ш

о £ |

1 н

¡8 "

- I I °

CP о

с

ш

го н

ГО

I.

Оценивание использования инструментов Unity

В продукте присутствует реализация законов физики

Используется Rigidbody2d

Используется Triger2d

Используется Collider

Для создания игровых объектов используется prefab

II._Оценивание игровых объектов

Наличие системы очков или иных методов подсчета прогресса игрока

к с;

Присутствуют звуки

Использование нескольких анимаций для каждого игрового объекта

Реализовано взаимодействие игровых объектов

о о

III. Оценивание пользовательского интерфейса

m го ет ш zt о

ГО

ю о

Реализовано главное меню

Реализованы базовые элементы интерфейса

Реализована таблица результатов

о

0

1

*

о

s о со m о о

СО I

Модуль В

Программирование основных механик взаимодействия и логики проведения эксперимента

I._Оценивание кода_

1) Читабельность_

Код читаем и удобен для восприятия_

Код хорошо структурирован_

Модульная архитектура_

Продуманная файловая структура проекта_

2) Документирование_

Наличие комментариев_

Комментарии понятны_

Наличие XML-комментариев_

Документированы наиболее важные и сложные методы

Наличие логики и очевидности именования переменных и классов_

3) ООП_

Наличие связанной системы классов_

Использование наследования в ООП_

Использование событийно-управляемого подхода в архитектуре классов

Наличие собственных интерфейсов в коде_

Использование интерфейсов для понижения связанности кода_

Приложены усилия для понижения связанности кода_

4) Дополнительные_

Реализована обработка исключительных ситуаций

Предусмотрена реакция на нестандартные действия пользователя_

Реализована загрузка и сохранение промежуточных результатов_

Модуль С

Формирование цельной модели приложения, обеспечивающей достижение всех ожидаемых

промежуточных и итоговых результатов_

I._Оценивание цельной модели приложения_

Реализован весь требуемый по ТЗ функционал_

Пользователь может пройти все этапы и получить достоверный результат Отсутствие критичных багов, приводящих к невозможности выполнения главной цели приложения_

Полное отсутствие багов_

ш

ГО

н о

ю ф

IT

о о

Критерии должны оценить основные аспекты компетенции: навыки использования инструментария Unity -создание объектов, построение сцены, настройка физики и проектирование пользовательского интерфейса; навыки программирования, объектно-ориентированного проектирования и оформления кода; качество выполнения технического задания.

Вторая часть соревнования - разработка видеоигры. Участникам предоставляется игровой жанр, техническое описание (дизайн документ) и набор графических ресурсов. На выполнение задания отводится второй день (7 часов). В основные этапы работы входит:

1) построение игровой сцены, создание объектов;

2) подготовка анимаций;

3) программирование игровой механики: взаимодействие игровых объектов между собой, взаимодействие пользователя с игровыми элементами;

4) разработка алгоритмов логики и стратегии;

5) разработка пользовательского интерфейса, обеспечивающего необходимый функционал для общения игрока с проектом;

6) тестирование и отладка игры, ре-факторинг кода;

7) балансировка игрового процесса.

Игровой жанр, техническое описание, набор графических ресурсов и критерии оценивания согласовываются экспертами и утверждаются главным

экспертом за одни сутки до начала соревнований. В табл. 3 представлены основные критерии оценивания результатов второго дня.

Таблица 3. Схема оценивания 2

Критерий Модуль D

Построение игровой сцены, создание объектов, подготовка анимаций I. Оценивание использования инструментов Unity

В продукте присутствует реализация законов физики

Используется Rigidbody2d_

Используется Triger2d Используется Collider Используется столкновение тел Используется самописный шейдер

Графика масштабируется под различные разрешения экрана_

Используется хранение данных в виде Player.pref

При долгой загрузке используется прогресс бар_

Для создания игровых объектов используется prefab Наличие таймера в игре

Таймер не останавливается при потере фокуса_

Использование Material_

Использование Animator_

Используются переходы между анимацией Плавность смены анимации Использование слоев

Удаляются ли неиспользуемые объекты со сцены динамически FPS не падает ниже 30

Использование компонентов для работы с аудио Использование системы частиц

II. Оценивание игровых объектов

Наличие системы очков или иных методов подсчета прогресса игрока

Реализована игровая карта (уровень)_

Реализован редактор карты/уровня_

Реализована система уровней_

Реализована система переходов между уровнями/картами

Реализована система бонусов_

Использование нескольких анимаций для каждого игрового объекта Реализовано взаимодействие игровых объектов

Модуль Е

Программирование игровой механики (взаимодействие, логика, стратегии) I. Оценивание кода

1) Читабельность кода Код читаем и удобен для восприятия

Код хорошо структурирован_

Модульная архитектура_

Продуманная файловая структура проекта_

<u

CG ГО ü.

ш

о

£ I

1 н

¡8 "

- I I °

С о о '

к с;

ч о с ш

го н с го ч

о о

m го ет ш

zt о

го

.

ю о

о

0

1

*

о

S О

со m

о о

СО I

m

а. го н о

ю ф

Iг О

с;

2) Структуры данных и алгоритмы_

Использование стандартных структур данных

ArrayList, List<T>, Stack<T>, Queue<T>_

Использование продвинутых структур данных

LinkedList<T>, Dictionary<T1, T2>, HashSet<T>_

Использование разработанных иерархических структур данных

(различные деревья)_

Разработка алгоритмов поиска пути_

Разработка системы принятия решений на основе состояний_

Реализованы игровые объекты, управляемые элементами искусственного интеллекта_

3) Документирование кода_

Наличие комментариев

Комментарии понятны_

Наличие XML-комментариев_

Документированы наиболее важные и сложные методы_

Наличие логики и очевидности именования переменных и классов_

4) Использование ООП_

Наличие связанной системы классов_

Использование наследования в ООП

Использование событийно-управляемого подхода в архитектуре классов_

Наличие собственных интерфейсов в коде_

Использование интерфейсов для понижения связанности кода

Приложены усилия для понижения связанности кода_

5) Дополнительные

Реализована обработка исключительных ситуаций_

Предусмотрена реакция на нестандартные действия пользователя_

Реализована загрузка и сохранение промежуточных результатов_

Модуль F

Разработка пользовательского интерфейса, отладка, рефакторинг кода, полировка игрового баланса_

I ._Оценивание пользовательского интерфейса_

Реализовано главное меню

Реализовано меню настроек приложения_

Реализовано сохранение и загрузка игрового прогресса_

Реализованы элементы внутриигрового интерфейса_

Реализована таблица рекордов_

Визуализированы игровые очки и бонусы

II. Оценивание конечного результата

Реализован весь требуемый по ТЗ функционал_

Управление достаточно удобно_

Прохождение уровней представляется возможным и достаточно комфортным_

Присутствует принципиальная возможность пройти все этапы игры_

Отсутствие критичных багов, приводящих к невозможности выполнения главной цели игры Полное отсутствие багов_

III. Оценивание креативности разработчика_

Реализована оригинальная авторская трактовка поставленной задачи Реализованы оригинальные игровые механики

Таким образом, в первый и второй день участникам необходимо продемонстрировать свои профессиональные навыки работы с инструментами платформы Unity, среды разработки Microsoft Visual Studio, умение программировать с соблюдением стандартов и принципов объектно-ориентированного проектирования и программирования, знания в области разработки эффективных алгоритмов, базовых игровых механик, пользовательских интерфейсов, навыки раз-

работки игровых объектов и анимаций, настройки физики и методов взаимодействия пользователя с игровыми объектами, разработки алгоритмов поиска пути и элементов искусственного интеллекта (А1), построение игровых уровней и многое другое.

Третий день соревнований отводится на подготовку презентации и представление разработанной игры.

В табл. 4 представлены критерии оценивания результатов третьего дня.

Таблица 4. Схема оценивания 3

Критерий

I.

Оценивание слайдов презентации

Общий дизайн: текст легко читается, цвет, фон соответствует тексту и графическим изображениям

Отсутствие орфографических и пунктуационных ошибок

Презентация структурирована, наблюдаются логика изложения

В презентации присутствуют слайды, доступно поясняющие работу реализованных в проекте сложных алгоритмов и/или структур данных

Модуль H

Представление и защита проекта

I.

Оценивание доклада

Ясность и логичность изложения

Грамотное использование профессиональной терминологии

<u

cg го ср

Уверенные и аргументированные ответы на вопросы членов комиссии

При демонстрации проекта сделан акцент на наиболее значимых аспектах

На третий день участники демонстрируют необходимые современному человеку навыки деловой коммуникации, презентации проекта, владение культурой речи и профессиональной терминологией.

Благодаря участию в чемпионатах WorldSkills, развитию экспертного сообщества, рекламе и продвижению компетенции мы рассчитываем, что конкурсное задание и критерии оценивания будут быстро меняться, приходя в соответствие ожиданиям индустрии.

Конечным результатом этих процессов мы надеемся увидеть формирование полноценного профессионального стандарта «Разработчик видеоигр и мультимедийных приложений», продвижение этого стандарта в сферу образования (по-

явление специальных дисциплин, профилей и новых направлений подготовки) и развитие в нашей стране высокотехнологичной ИТ-индустрии. Библиографический список:

1. Афонина А.Р., Сарафанова А.В., Бер-днова Е.В. Виртуальная реальность. Неизбежное будущее виртуальной реальности // Специалисты АПК нового поколения: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. - Саратов: ООО «Це-САин», 2016. - С. 14-18.

2. Грибова В.В., Петряева М.В., Федори-щев Л.А. Компьютерный обучающий тренажер с виртуальной реальностью для офтальмологии // Открытое Образование. - 2013. - №6. С. 45-51.

m

о

S I

1 н

ig "

- I I °

CP о о '

к с;

ч о с m

го н ср го ч

о о

m го ет ш

zt о

го ср ю о

о о

x

*

о S О со m о о m х

3. Грибова В.В., Федорищев Л.А. Интернет-комплекс для создания обучающих систем с виртуальной реальностью // Дистанционное и виртуальное обучение. Российская академия наук. - 2012. - №7. С. 4-12.

4. Даринцев О.В. Использование технологий расширенной и виртуальной реальностей при реализации алгоритмов управления коллективом роботов // Искусственный интеллект. -2013. - №3 (61). С. 479-487.

5. Ленсу Я.Ю. На пути к виртуальной реальности (из истории зарождения представления о виртуальной реальности) // Инновационные образовательные технологии. - 2014. - №1 (37). С. 71-76.

6. Чеботарёв С.С. Технологии проектного обучения и разработки видеоигр для подготовки студентов ИТ-направлений в условиях зарождения цифровой экономики // Современная высшая школа: инновационный аспект. - 2017. - Т. 9. - №3. С. 47-56.

Поступила 20.11.2017

About the author:

Chebotaryov Sergey Sergeevich, Associate professor, Department of Mathematics and Computer Science, Russian-British Institute of Management (Chelyabinsk, Russia), Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), [email protected]

For citation: Chebotaryov S.S. Possibilities of WorldSkills movement for the formation of a new educational standard in the training of students in information technologies // Contemporary Higher Education: Innovative Aspects. - 2017. - Vol. 9. - No. 4. P. 10-26. DOI: 10.7442/2071-9620-2017-9-4-10-26

Об авторе:

Чеботарёв Сергей Сергеевич, доцент кафедры математики и информатики, Частное образовательное учреждение высшего образования «Русско-Британский Институт Управления» (Россия, г. Челябинск), кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, [email protected]

^ Для цитирования: Чеботарёв С.С. Возможности движения WorldSkills для форми-^ рования нового образовательного стандарта в подготовке студентов ИТ-направлений // Современная высшая школа: инновационный аспект. - 2017. - Т. 9. - № 4. С. 10-26. Ч БО1: 10.7442/2071-9620-2017-9-4-10-26