Апр. 06

Code Marathon, или Как заинтересовать школьников программированием

Шел 22-й год моей жизни или же 2016, если считать по общепринятым меркам. Я уже больше 2-х лет занимался разработкой под Android, и это неплохо у меня получалось. Работал в компании Eastern Peak Software, только получил диплом бакалавра ХНЭУ по специальности, близкой к Computer Science, и готовился к поступлению на магистерскую программу двойного диплома.

Однажды летом мне передали, что учительница информатики Яна Валентиновна Ефимова (дальше просто ЯВ) просит провести несколько уроков информатики в моей родной школе — ОСШИ II-III ступеней «Одаренность» в Харькове. Целью занятий была подготовка школьников к олимпиадам по программированию (это когда нужно решать простые задачи на алгоритмы за определенное время). Предлагали вести 2 занятия в неделю на протяжении 2 семестров. Учительница обратилась ко мне, потому что у меня уже был опыт в этом деле: 2 года участия в школьных олимпиадах и 5 лет участия в университетских олимпиадах по спортивному программированию.

Честно говоря, раньше я бы отказался без раздумий, потому что времени у меня на такую активность просто не было. Но в тот момент, решил подумать и оценить свои возможности. Оказалось, что я все-таки могу выделить время на 2 урока в неделю и еще успевать на работу вовремя. Сама идея попробовать свои силы в преподавании меня увлекла, и я остался в школе почти на полтора года...

2016 учебный год

Первый год я занимался только с половиной 10-В класса, где ЯВ была классным руководителем. Что касается официального оформления в школе, то его, по сути, не было — я выступал в качестве тренера и мой труд оплачивался соответственно (у школы есть бюджет на этот случай).

Занятия проходили как обычные уроки (первые 2 урока по четвергам), но оценки я не выставлял и присутствующих не отмечал — это было мое пожелание, которому администрация школы не стала препятствовать. Как организовывать занятия и какие темы рассматривать, определял я сам — в основном это было именно олимпиадное программирование с использованием C++. Посещение было свободным, поэтому приходили только те, кому было интересно — большая часть класса и еще несколько учеников из других классов.

Некоторые дети уже имели опыт в программировании, как в обычном, так и олимпиадном. На первом занятии мы провели соревнование, чтобы оценить, кто что знает и умеет. В качестве площадки я выбрал ACMP. Суть соревнования была в решении 6 олимпиадных задач по сложности от совсем простых до более или менее сложных. Вот ссылки на них, чтобы вы могли оценить уровень задач:

Перед занятием за вечер я написал небольшое консольное приложение, которое стягивало страницы определенных пользователей и строило табличку по результатам решения задач.

Результатами соревнования я остался доволен: все решили хотя бы по одной задаче — базовые навыки работы с компьютером у школьников уже были. И только один человек решил все задачи — это значило, что мне есть, что рассказать ученикам.

По сути, это как раз и была первая версия Code Marathon, которую я позже немного доработал, чтобы можно было учитывать прогресс решения задач в определенный промежуток времени.

Code Marathon 1.0

Посоветовавшись с ЯВ, я решил провести соревнование длительностью 3 месяца среди учеников. Для участия нужно было завести аккаунт на ACMP. Всех детей, у которых я вел занятия, я добавил автоматически — это около 15 участников. Позже присоединились еще люди из других классов. В итоге набралось 28 участников.

Суть соревнования была в том, чтобы заинтересовать детей олимпиадным программированием и удержать этот интерес длительное время. За 3 месяца можно было стартовать с нуля и, понемногу разбираясь в теме, нарешать нормальное количество задач и претендовать на призовое место. Итоговый рейтинг считался как разница рейтинга на ACMP на конец соревнования минус стартовый рейтинг. Все задачи были доступны сразу же, и их можно было решать в любом темпе.

Призовых мест было 6: 1 первое, 2 вторых, 3 третьих. Призы — фитнес-браслеты Xiaomi и флешки. Спонсорами стали я и ЯВ, призовой фонд — около $100.

CodeMarathon 1.0 начался 20 октября 2016 года и закончился 20 января 2017. На протяжении всего этого времени мы раз в неделю вывешивали листик A4 в кабинете информатики с первыми 6 участниками на текущий момент. Конкуренция была, но не сильная. Решили довольно много задач (в среднем по 25 на одного участника).

Уже после первого марафона я увидел большой потенциал в такого рода соревнованиях — они не просто давали мотивацию и подогревали интерес к предмету, они позволяли этому интересу пустить корни и получить реальные знания в процессе участия.

В этом же году один из школьников (Коваленко Юра) занял 3-е место на Всеукраинской олимпиаде по информатике в г. Ровно.

2017 учебный год

В 2017 году, договорившись на работе об одном дополнительном выходном каждую неделю (за свой счет), я смог посвятить весь этот день преподаванию в школе. Таким образом, у меня было 6 уроков по четвергам, а также я еще иногда оставался после уроков, чтобы просто пообщаться с учениками.

Ученики были с разной подготовкой. С одной половиной 11-В я уже занимался в прошлом году (это были в основном олимпиадники), поэтому с ними мы разбирали довольно сложные алгоритмы и структуры данных. Со второй группой 11-В (которые были вроде как не очень расположены к программированию, именно так изначально поделились группы) мы довольно быстро прошли весь базовый синтаксис C++ и тоже под конец перешли к олимпиадным задачам. С 9-А у нас было в 2 раза меньше времени, поэтому с ними мы успели пройти только синтаксис С++. Но и там были отдельные люди, которые быстро перешли на онлайн-курсы и сами смогли освоить Python (необходим для длинной арифметики) и STL в С++ (нужен за счет всех плюшек vector, set, map, sort).

На уроках мы в основном решали контесты, созданные на базе тестирующей системы DOTS, разработанной и поддерживаемой Арзубовым Николаем Алексеевичем. Это тренер по олимпиадному программированию для школьников в Харькове, учитель информатики в гимназии № 45, руководитель МНО «Q-BIT». Система действительно очень удобная, на ней же проходят областные олимпиады в Харьковской области.

Code Marathon 2.0

Вторая версия Code Marathon должна была учитывать интересы сразу как и продвинутых олимпиадников, так и совсем начинающих. При этом нужно сохранить конкурентный и образовательный моменты. Хотелось сделать что-то действительно классное, что понравилось бы школьникам.

Первые шаги

Результаты на листе А4 раз в неделю? Конечно, нет. Нам определенно нужен был сайт с обновлением результатов онлайн. Поскольку я мобильный разработчик, то создание сайта вызывало у меня много вопросов. А время поджимало, поэтому я решил, что пора начинать регистрацию на соревнование, а уже потом по ходу делать сайт. Форму для регистрации я сделал на Google Forms с сохранением этого всего добра в Google Sheets. Для того, чтобы иметь доступ к этим данным с любого устройства, я решил использовать БД на Firebase. Для синхронизации я использовал сервис Zapier, который дергает Cloud Function из того же Firebase. В итоге все данные после регистрации оказываются на Firebase в удобной для работы форме.

Для решения проблемы с разрывом в уровне подготовки было решено разбить участников на 2 дивизиона. Div1 — для опытных олимпиадников, Div2 — для остальных. Но 9 классу было морально тяжело соревноваться с 10 и 11, поэтому для них был добавлен еще Div3. При этом, если было желание, они могли регистрироваться и в Div2, и в Div1.

Для подсчета текущего рейтинга было необходимо для каждого участника стягивать его страничку ACMP, доставать из нее данные и отправлять их на Firebase. Для этой цели я написал небольшое консольное приложение на Kotlin, которое каждые 10 минут выполняло описанную выше процедуру. Поначалу все это работало у меня на ноуте, поэтому работало не постоянно. Это было явной проблемой, поэтому я искал варианты, где бы это запустить. Бесплатные сервера типа Amazon EC2, Google Cloud Engine у меня по какой-то причине поднять не получилось (возможно, из-за отсутствия опыта). В итоге в голову мне пришла идея запустить мой скрипт на Raspberry PI — оставалось только ее раздобыть...

Поскольку в соревновании теперь было целых 3 дивизиона, то и призовых мест соответственно должно было быть больше в 3 раза. Я решил поискать дополнительных спонсоров среди своих друзей. К нам присоединились моя девушка Алла Дубовская и сокомандники по спортивному программированию Дмитрий Смерчинский и Виталий Обидейко. Благодаря им призовой фонд вырос до 6000 грн, и мы смогли позволить себе приобрести Raspberry PI Model 3B в качестве приза за первое место в Div1. Полный список призов можно посмотреть здесь.

Полный призовой фонд

Соревнование стартовало 2 ноября 2017 года. Пора было приниматься за сайт. Немного погуглив, я наткнулся на очень простое решение — сделать сайт на основе примера на Node.js от Heroku. Табличка с результатами была готова в течение 3 часов и залита на тот же Heroku.

Для того, чтобы усилить конкуренцию и поощрить общение между участниками, я создал чаты в Telegram, по одному на каждый дивизион. Кроме этого я сделал простенького Telegram-бота, который каждые 10 минут писал о том, кто и какие задачи решил и сколько рейтинга набрал. Если посмотреть на графики набранного рейтинга по дням (c 10 по 20), то 2 эти действия определенно сильно повлияли на активность участников чемпионата.

Суммарный набранный рейтинг по дням (X — день соревнования, Y — рейтинг)

Разработка

В какой-то момент накопилось довольно много пожеланий по улучшению существующего функционала и добавлению нового от самих участников марафона — отображать больше информации в таблице, добавить профили участников, исправить существующие баги, научить бота чему-то полезному и другое. Настолько много, что было очевидно, что я сам все сделать не успею. Поэтому подумал, почему бы не попробовать привлечь к разработке платформы школьников, желающих попробовать себя в командной работе.

Я разослал приглашение по чатам и стал ждать — откликнулось 8 человек. Думаю, что желающих было больше, просто побоялись, что не справятся :) Контингент был абсолютно разный — кто-то умел только немного С++, кто-то умел Git и JS.

То есть, по сути, это была команда, в которой один опытный разработчик (это я о себе так скромно говорю) и 8 стажеров. Процесс работы мы организовали в стандартном виде — таски на GitHub, митинги раз в неделю, общение в чате Telegram и в живую, Git, Git flow и остальные серьезные штуки.

Часть задач выполненных во время марафона

Под конец марафона все школьники освоили базовые команды консольного Git, умели запускать сайт на Node.js локально, верстали на HTML/CSS, немного писали на JS и Kotlin. Полный список разработчиков можно посмотреть здесь.

Итоги

Второй чемпионат проходил на протяжении 81 дня. За это время зарегистрировалось 56 участников — 54 из них решили хотя бы одну задачу. В сумме школьники решили более 4000 задач, набрав при этом более 85 000 рейтинга. Максимальный набранный рейтинг — 8259, для сравнения мой текущий рейтинг на ACMP — 12836, а всего можно набрать — 28753.

По завершении Code Marathon 2.0 был проведен опрос, в котором приняло участие 26 респондентов. Вот несколько интересных графиков:

И напоследок несколько ответов на вопрос «Что вам больше всего понравилось в Code Marathon 2.0?»:

Сама задумка марафона как такового, стимул в виде призов, много участников — много тех, кто интересуется программированием.
Ваще норм тема.
Вывод твоих личных результатов в сравнении с другими участниками марафона. То есть прослеживается твоё развитие в программировании в соотношении с остальными.
Наличие официального сайта, а также лекции на полезные темы по решению задач.
Появляется стимул больше программировать и изучать новые алгоритмы.
Крутой сайт, телеграмная беседа и боты хорошие, много участников и дополнительные баллы.
Возможность участвовать в разработке системы, которой сам пользуешься.

Были, конечно, и негативные моменты, такие как читерство, нездоровая конкуренция. Но эти проблемы тоже были решены. Например, вопрос с читерингом решался короткой личной беседы с просьбой объяснить 3 задачи на мой выбор из решенных участником. К сожалению, не все прошли этот этап. Но надеюсь, что в итоге все остались довольны.

Выводы

Я проработал в школе 3 семестра. Работал бы и дальше, но пришлось уезжать во Францию, чтобы закончить обучение в университете. За это время я получил очень много нового опыта, который сложно передать словами, но я попробую:

Очень умные, талантливые и перспективные ученики, которым можно указать путь развития, помочь определится с будущей профессией. У меня было несколько учеников, которые считали себя неспособными к программированию, а в итоге поднялись на уровень с лучшими программистами класса. В этот момент чувствуешь, что поменял чью-то жизнь к лучшему и от тебя есть хоть какая-то польза.
Опыт организации занятий для большого количества участников (15-20) так, чтобы всем было интересно и полезно.
Пространство для творчества и применения своих навыков программирования в реальной предметной области.
Ревью кода — это на постоянной основе. Смотришь на код ученика и думаешь, как такое можно было написать :) А нужно разобраться и помочь сдать задачу — ты же учитель. А потом проходит несколько месяцев, и этот человек пишет уже хороший, понятный и даже красивый код. И ты понимаешь, что в этом есть и твоя заслуга.
И, конечно, когда готовишь и проводишь уроки, сам лучше разбираешься в предмете.

Ссылки

Мои контакты: LinkedIn, GitHub, Instagram.