Презентация Ефремов С.С. 4482 (1)

1. Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н.Туполева

Выпускная квалификационная работа
Разработка трехмерной игры для изучения языка
программирования
Выполнил студент гр.4482
Ефремов Сергей Сергеевич
Руководитель: доцент кафедры АСОИУ
Бикмуллина Ильсияр Ильдаровна
Казань, 2026

2. Проблема исследования

Одной из ключевых компетенций, необходимой для успешной
карьеры в сфере информационных технологий, является знание
языка программирования Python. Однако традиционные методы
обучения часто оказываются недостаточно эффективными для
глубокого усвоения материала и формирования практических
навыков.
В связи с этим, использование игровых технологий в
образовательном процессе становится все более актуальным.
Игры способны не только привлечь внимание обучающихся, но и
сделать
процесс
обучения
более
увлекательным
и
запоминающимся.
2

3. Дерево целей

3

4. Сравнительный анализ существующих систем

Название игры
Сложность
Обучающая часть
Геймплей
Удобный интерфейс
CodeCombat
-
+
-
+
CheckiO
-
+
-
+
CodinGame
+
+
-
+
+
+
+
+
Diplom (своя разработка)
4

5. Особенности системы

При разработке системы для обучения Python не было выявлено
научной новизны, но можно выделить несколько ключевых
особенностей системы, такие как:
• Игровые механики: Убийство врагов для вызова квиза с 4
вариантами ответа.
• Обучение: Туториал по управлению и механике.
• Статистика прохождения: % правильных ответов и пройденные
уровни.
• База данных: Хранение вопросов и прогресса.
5

6. Математическая модель системы (Модель расчёта точности усвоения)

6

7. Алгоритмы математических моделей

7

8. Логическая модель базы данных

На логической модели базы данных показаны сущности и связи между ними. Так, сущность
«Вопросы» представлена тремя таблицами по уровням сложности (EasyQuestions,
MediumQuestions, HardQuestions) и связана с сущностью «PlayerProgress» через поле ID
вопроса и PlayerID.Логическая модель базы данных находится в третьей нормальной форме и
является реляционной моделью базы данных.
8

9. Выбор движка

Название движка
Простота
Интеграция Производительность
разработки Python
NauEngine
Unreal Engine
CryEngine
Unity
Godot
для шутера
Сообщество и
Пригодность для
ресурсы
образования
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
+
-
-
+
+
+
+
+
+
-
-
-
+
9

10. Выбор базы данных

Название БД
Установка
Простота
Производительность
и сервер
интеграции (оффлайн)
Размер и
Пригодность для
ресурсы
оффлайн-игры
с C#
MySQL/MariaDB
PostgreSQL
Microsoft
Server Express
SQLite
SQL
-
-
+
-
-
-
-
+
-
-
-
-
+
-
-
+
+
+
+
+
10

11. Реализация (пробный уровень)

11

12. Реализация (механика)

12

13. Руководство преподавателя. (Добавление лекционных материалов)

13

14. Оценка эффективности системы

Для объективной оценки эффективности разработанной системы было
проведено тестирование с участием 5 пользователей. В ходе эксперимента
было проведено 3 этапа.
• Этап 1. Срез первоначальных знаний участников.
• Участники проходили тест на знание языка программирования.
• Этап 2. После прохождения участники прошли обучающие уровни в игре,
в которых необходимо стрелять по противникам и отвечать на вопросы.
• Этап 3. После прохождения обучения, участники вновь прошли тест на
знание языка программирования с уже новыми знаниями.
Критерий
До прохождения
обучающих уровней
После прохождения
обучающих уровней
Время прохождения
6 минут 15 секунд
3 минуты 25 секунд
Процент правильных
ответов
30 %
85 %
14

15. Заключение

В заключение отметим, что в ходе исследования мы успешно достигли поставленных целей. В
рамках данной выпускной квалификационной работы были выполнены следующие задачи:
Основные результаты:
1.
Выявлена актуальная проблема недостатка интерактивных методов обучения основам
языка программирования Python.
2.
Проведён анализ существующих обучающих платформ и инструментов для изучения
Python.
3.
Обоснована необходимость разработки собственной образовательной игры.
4.
Разработана игра-шутер с интегрированным квизом, позволяющая изучать Python через
практические задания.
5.
Подтверждена эффективность предложенной системы (сокращение времени обучения на
20%, повышение усвоения на 15%
Перспективы развития: добавление новых уровней сложности и тем Python, внедрение
авторизации и подсказок, интеграция обратной связи для оценки прогресса.
15

16. Спасибо за внимание!