Цифровая трансформация в образовании диктует цели и задачи ускоренного развития цифровых компетенций, как учителей, так и школьников в новых областях информатики и информационных технологий. В статьях Е.В. Барановой и И.В. Симоновой [1,2] описан подход и классы задач, используемых для развития цифровых компетенций будущих учителей, ориентированных на преподавание основ новых технологий, одной из которых является блокчейн.

Технология блокчейн представляет собой выстроенную по определённым правилам последовательность из цепочки блоков, которая содержит некую информацию и представляет собой связанный список-реестр. Она была разработана для биткоина – «особой формы цифровой валюты». Механизм работы блокчейн основан на децентрализации цепочки равнозначных данных, хранящихся только в цифровом формате, которые невозможно подделать. [3]

За последнее десятилетие технология блокчейн широко распространилась во всём мире. Её успешно применяют в банковской сфере, платежных сервисах, в сфере госуслуг, транспорте и логистике, здравоохранении и образовании.

Несмотря на то, что количество школ и колледжей, предлагающих своим учащимся модули или курсы по технологии блокчейн растет с каждым годом, на сегодняшний день существует недостаточное количество научных публикаций, посвященных изучению данной технологии в образовательной среде. Всё это подтверждает необходимость исследований в этой области с целью разработки цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) для поддержки изучения школьниками технологии блокчейн.

В статье описан разработанный электронный учебный курс (ЭУК) «Введение в технологию блокчейн», реализованный на цифровой образовательной платформе Stepik [4] для учащихся 10 классов, изучающих технологию блокчейн как на уроках информатики, так и в ходе дополнительного обучения. В результате освоения учебного курса обучающиеся должны усвоить концепцию и основные понятия технологии блокчейн, а также научиться применять полученные знания при решении практических задач.

Материал электронного учебного курса структурирован с учётом того, что школьники могут проявлять разный уровень познавательной активности при его изучении. Курс организован в виде модулей, в каждом из которых представлен теоретический материал в форме лекций, презентаций и обучающих видеороликов. Практическая часть включает как интерактивные задания, так и задания по созданию моделей. В конце обучения предусмотрен контрольно-оценочный блок, включающий набор тестовых заданий для итогового контроля знаний по всему курсу.

Кратко охарактеризуем содержание.

•    Модуль I. «Что такое блокчейн и как он работает?»: объяснение основных понятий и принципов технологии блокчейн, сферы её применения, основных преимуществ и недостатков;

•    Модуль II. «История блокчейн»: рассказ об основных этапах разработки и развития технологии в России и за рубежом;

•    Модуль III. «Криптография»: обучение основам криптографии как концепции для безопасности блокчейн-систем, на простых примерах рассматриваются алгоритмы шифрования, цифровой подписи и хэширования, описывается эмулятор блокчейн;

•    Модуль IV. «Распределенные сети»: обучение основам распределенных компьютерных сетей, включая принципы децентрализации, консенсуса и управления сетью. Приводится характеристика некоторых протоколов, таких как Proof of Work, Proof of Stake и других, описывается обозреватель блокчейн;

•    Модуль V. «Смарт-контракты»: обучение созданию и разработке смарт-контрактов на платформе MetaMask, создание модели электронного кошелька;

•    Модуль VI. «Контрольно-оценочный»: итоговое тестирование по всем понятиям курса.

Освоение содержания электронного учебного курса происходит на основе самостоятельной учебной деятельности с использованием различных электронных образовательных ресурсов. Так, для первичного закрепления теоретического материала каждого модуля учащиеся самостоятельно выполняют различные типы практических заданий с помощью таких цифровых инструментов, как Blockchain Demo (эмулятор блокчейн), Blockchain Еxplorer (обозреватель блокчейн), и MetaMask (виртуальный кошелёк). При помощи Blockchain Demo [5] обучаемые моделируют создание хеша и проверяют его правильность. С помощью Blockchain Еxplorer [6] решается задача поиска блоков, содержащих хэш, а также проверяется информация о транзакциях, майнинге и т.д. Используя цифровой инструмент MetaMask, ученики могут создать виртуальный самоуправляемый кошелек, с помощью которого можно отправлять и получать криптовалютные платежи, просматривать баланс и историю транзакций. Контроль знаний осуществляется с помощью тестовых вопросов и интерактивных заданий, реализованных на платформе Stepik.

Для повышения мотивации прохождения курса используется методический приём организации соревновательной деятельности на основе викторин, разработанных в сервисе myQuiz [7,8]. Отметим, что анализ результатов апробации разработанных материалов в школе показал значительное повышение интереса учащихся при выполнении практических заданий, сопровождающихся ответами на вопросы викторины и стремлением получить высший балл в группе.

Основной формой самостоятельной учебной деятельности курса являются интерактивные учебные задания. Мы выделили несколько типов таких интерактивных заданий для использования в ЭУК.

Обучающие задания

С помощью таких заданий учащиеся могут самостоятельно осваивать информацию с автоматическим контролем первичного закрепления знаний. Обучающие задания основаны на фрагментах учебного материала, который необходимо усвоить. Ученику задаются вопросы, выстроенные в последовательности от простого к сложному. Интерактивные задания разного уровня сложности направленны на понимание учеником основной идеи изучаемого материала. Примером обучающего задания на практическое применение полученных знаний является заполнение «ленты времени» по теоретическому материалу второго модуля «История блокчейн». В ходе задания ученики должны будут определить ключевые события и важные этапы развития блокчейн, а также привести примеры конкретных проектов и компаний, которые использовали блокчейн в своей деятельности.

Развивающие задания

Развивающие задания направлены на самостоятельный поиск решения, анализ его правильности и создание новых объектов. Например, ученику предлагается стать участником команды разработчиков, которая создаёт новую систему для хранения и передачи информации с использованием технологии блокчейн. Задачей команды является разработка концепции системы, которая решит проблему конфиденциальности персональных данных. Такое задание используется в модуле «Криптография».

Творческие и исследовательские задания

В творческих заданиях наряду с заданными условиями и неизвестными данными предполагается наличие некоторой проблемы. Такие задания требуют нахождения качественно нового способа решения задачи и применения полученных знаний в новых условиях. В ходе самостоятельной работы на курсе учащимся предлагается разработать и защитить проект использования технологии блокчейн при обучении по теме «Распределенные сети».

Задания игрового типа с элементами исследования

Задания такого типа имеют игровой сюжет, в котором учащимся предстоит решать различные головоломки, задачи и загадки, чтобы пройти определенный сценарий и достичь цели. Например, учащимся предлагается пройти игровой квест. В основе игры сюжет, в котором бортовой компьютер космической станции заражён неизвестным вирусов. Необходимо как можно скорее собрать сведения о том, какой это вирус и уничтожить его. Для этого нужно выполнить викторину из десяти заданий по материалам всего учебного курса. На выполнение викторины отводится определённое время. В случае успешного выполнения задания в заданный срок, участник получает награду, в противном случае станция теряет управление и взрывается.

Одним из значимых этапов исследования стало проведение апробации материалов учебного курса, целью которого было выявление эффективности разработанного цифрового образовательного ресурса. Для участия в апробации были выбраны учащиеся десятого класса ГБОУ Лицея №572 в количестве 9 человек, которые в течении месяца проходили обучение.

Перед началом занятий учащиеся ответили на вопросы анкеты. Результат показал, что они достаточно поверхностно разбираются в принципах работы технологии блокчейн и не владеют понятийным аппаратом. Ученикам предложили самостоятельно выбрать вариант прохождения курса одним из трёх способов:

•    самостоятельное изучение материала в рамках проектной деятельности;

•    комбинированный (учащиеся могут изучать материал самостоятельно или с помощью преподавателя);

•    под контролем учителя.

В результате были сформированы 3 группы (в каждой по три человека)

В таблице представлены результаты, полученные после проведения итогового тестирования со школьниками.

Таблица №1 – Результаты итогового тестирования по трём группам

По результатам итогового тестирования было выявлено, что большинство учащихся усвоили теоретический материал курса и успешно смогли применить полученные знания при решении практических задач. Наблюдения показали, что в процессе самостоятельной работы при выполнении интерактивных заданий, обучаемые приобретают следующие умения и навыки: самостоятельного выбора уровня сложности задания; поиска информации; извлечения знаний из различных информационных источников; самоконтроля полученных знаний и применения их в новой ситуации.

Выводы. Разработанный цифровой образовательный ресурс в поддержку самостоятельной работы школьников при изучении технологии блокчейн может использоваться в школе, например, в рамках элективного курса для учащихся старших классов. Использование такого ресурса будет способствовать расширению знаний учащихся в области современной и востребованной технологии блокчейн, а также развитию навыков самостоятельной работы и цифровой грамотности.

Литература:

1. Баранова Е.В., Симонова И.В. Развитие алгоритмической компетенции студентов при подготовке учителей информатики в условиях цифрового образования / Перспективы науки. 2019. № 8 (119). С. 113-122.

2. Баранова Е. В., Симонова И.В. Развитие цифровых компетенций будущих учителей информатики при обучении алгоритмам машинного обучения и их программной реализации / Перспективы науки. — 2022. — N 5 (152). — С. 127-136.

3. Сингхал Б. Блокчейн. Руководство для начинающих разработчиков: Пер. с англ. / Б. Сингхал, Г. Дамеджа, П. С. Панда. — СПб.: БХВ-Петербург, 2019. — 288 с. URL: https://static-ru.insales.ru/files/1/3196/10374268/original/B-BHV-4052_part.pdf

4. Минин Н.М. ЭУК «Введение в технологию блокчейн» https://stepik.org/course/129495/

5. Blockchain Demo. URL: https://andersbrownworth.com/blockchain/

6. Blockchain Explorer. URL: https://www.blockchain.com/ru/

7. myQuiz/«Хэш и эмулятор блокчейна». URL: https://play.myquiz.ru/i/00536392

8. myQuiz/«Обозреватель блокчейна». URL: https://play.myquiz.ru/i/00536402