Введение 3
1 Обзор предметной области 6
1.1 Обзор литературы 6
1.2 Обзор существующих решений 11
2 Концептуальное описание платформы 15
3 Программная реализация 18
3.1 Обзор технологий и инструментов 19
3.2 Серверная часть 21
3.3 Веб-приложение для учащихся 24
3.3.1 Архитектура приложения 24
3.3.2 Функциональные возможности 27
3.4 Веб-приложение для преподавателей 34
3.4.1 Архитектура приложения 34
3.4.2 Функциональные возможности 36
4 Эксперимент 39
Заключение 48
Список источников 50
Приложение А. Основные модули серверной части 54
Приложение Б. Основные модули приложения для учащихся 68
Приложение В. Основных модули приложения для преподавателей
В настоящий момент проблема в сфере образования, связанная с подготовкой к государственному экзамену в рамках общей образовательной школы, заключается в том, что единый государственный экзамен (далее - ЕГЭ) и общий государственный экзамен (далее - ОГЭ) имеют специфический формат. Учебники, отвечающие школьной программе, не адаптированы под формат экзамена, в них описывается теория и даются задания на закрепление материала. Для того, чтобы быть способным решать задания именно экзаменационного формата, нужна дополнительная подготовка, которая влечет за собой либо рост нагрузки на школьных преподавателей, либо, если школьных часов недостаточно - подготовка к экзамену выносится за школьные стены.
Однако, полностью исключать учителя от процесса подготовки к экзамену нельзя, поскольку обратная связь имеет решающее значение для приобретения знаний [1], а взаимодействие между преподавателем и учеником создают правильную почву для саморегулируемой среды обучения. Такая модель является примером подхода смешанного обучения [2]. Учитель не может быть исключен из системы. Основная цель - позволить учителю выполнять те задачи, в которых особенно важна его экспертность и которые нельзя автоматизировать, а рутинные задачи подготовки к ЕГЭ и ОГЭ доверить программе.
Из факта того, что подготовка к экзамену выносится за школьные стены в связи с тем, что школьная программа не предусматривает достаточного количества часов для тренировки под формат экзамена, следует, что появляется новая проблема - саморегуляция и вовлеченность учеников в самостоятельную подготовку.
Решить данные проблемы возможно с помощью применения технологических решений по подготовке к экзамену. А именно - спроектировать и реализовать такой продукт, который позволит учащимся заниматься подготовкой к экзаменам во внешкольное время в игровой форме, при этом учитель также будет являться частью платформы. Такой подход применения игровых элементов в неигровых условиях называется геймификацией.
Данное явление изучается отечественными и зарубежными исследователями уже около 10 лет, а также активно используется в таких сферах жизни, как бизнес, маркетинг, здравоохранение, социальные проекты и образование. Геймификация в образовании - явление, которое весьма успешно используется в коммерческих проектах. Однако некоторые рядовые задачи, с которыми приходится сталкиваться каждому старшекласснику - такие как подготовка к единому экзамену в школе - все еще не нашли качественной, захватывающей реализации с участием преподавателя и полным вовлечением учеников в самостоятельный процесс подготовки к экзамену. Одна из целей геймификации в образовании - формирование у учащихся системы самоподготовки, необходимой для эффективного выполнения ими учебной (или иной другой) деятельности.
Целью данной дипломной работы является разработка программной платформы геймификации для подготовки учащихся общеобразовательных организаций к ЕГЭ и ОГЭ.
Задачи, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели:
1. Изучить существующие решения и сформулировать список функциональных возможностей, которые необходимы для успешно работающей геймификационной платформы.
2. Спроектировать и разработать платформу для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ на примере предмета информатики.
3. Провести эксперимент и протестировать эффективность платформы на учащихся общеобразовательных учреждений.
4. По итогам практического эксперимента доработать и улучшить платформу.
5. Сделать выводы об эффективности работы платформы
В результате выполнения данной дипломной работы была разработана платформа с элементами геймификации, состоящая из серверной части и двух веб-приложений - для учеников и учителей.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:
• изучены существующие решения и сформулирован список функциональных возможностей, которые необходимы для успешно работающей геймификационной платформы;
• спроектирована и разработана платформа для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ на примере предмета информатики;
• был проведен эксперимент и протестирована эффективность платформы на учащихся;
• по итогам практического эксперимента платформа была доработана и улучшена;
• сделаны выводы об эффективности работы платформы.
Все данные программные элементы организуют в совокупности геймифицированную платформу, цель которой - решить проблему низкого уровня самостоятельной подготовки учащихся средних общеобразовательных школ к экзаменам ЕГЭ и ОГЭ.
Были сформулированы три гипотезы:
Н1 - учащиеся, участвующие в тестировании платформы для подготовки к ЕГЭ и ОГЭ с элементами геймификации, получат более высокую внутреннюю мотивацию, самоэффективность и вовлеченность по сравнению с показателями до начала эксперимента;
Н2 - глубокое погружение в игру прямо пропорционально повышению прогресса подготовки учащихся и росту их саморегуляции;
НЗ - по истечению периода тестирования, группа-1 покажет более высокий уровень вовлеченности, нежели группа-2, несмотря на то, что у группы-2 больше источников мотивации (включая внешнюю).
Гипотезы Н1 и НЗ в ходе исследования, были подтверждены, а гипотеза Н2 была опровергнута.
Для более эффективной деятельности в будущем следует увеличить время тестирования платформы, а также использовать метрики, которые позволят сделать более точные выводы об эффективности платформы.
Результаты выполнения данной выпускной квалификационной работы опубликованы в открытом доступе в репозитории GitLab и доступны по ссылке: http://gititis.kpfu.ru/ReDJusupova/gamification_platform_for_exams.git.
