Введение 7
1. Обзорно-аналитическая часть 10
1.1 Принципы и методы игровых подходов к обучению 10
1.2 Анализ существующих решений 15
1.3 Описание системы 18
1.3.1 Общая информация о системе 18
1.3.2 Функциональные требования 18
1.3.3 Технологические требования 20
2. Технологическая часть 22
2.1 Платформа разработки 22
2.2 Выбор инструментов разработки 22
2.2.1 Язык программирования 22
2.2.2 Среда разработки 22
2.2.3 Система сборки проекта 22
2.2.4 Система управления базой данных 23
2.2.5 Веб-клиент 23
2.2.6 Представление API 23
3. Разработка системы 25
3.1 Архитектура приложения 25
3.2 Проектирование базы данных приложения 27
3.2.1 Описание предметной области 28
3.2.2 Инфологическое проектирование 30
3.2.3 Даталогическое проектирование 30
3.2.4 Физическое проектирование 31
3.3 Разработка серверной части приложения 33
3.4 Миграции баз данных 34
3.5 Тестирование приложения 36
4. Реализация библиотеки для работы с базой данных 37
4.1 Создание библиотеки по упрощению Criteria-based запросов 37
5. Реализация веб-клиента приложения 41
Заключение 43
Дальнейшее развитие проекта 43
Список использованной литературы 44
Приложение
Игрофикация неигровых процессов на данный момент вызывает большой интерес во всем мире , поскольку представляет собой сильный инструмент для мотивации людей на различные действия. Широко распространено использование игровых методов для повышения производительности сотрудников предприятий, для привлечения и удержания клиентов компаний-производителей товаров и услуг. Однако использование игровых подходов в образовании на сегодняшний день не распространено и нуждается в проведении исследований.
Вовлеченность учащихся в образовательный процесс является одним из основных компонентов обучения, поскольку прямо пропорционально влияет на усвоение знаний. Очевидно, что учащийся, мотивированный на активное участие в образовательном процессе, обладает более высокими знаниями по сравнению с человеком, у которого такая мотивация отсутствует. Это подтверждается и статьей профессора Viau, R . Исследования, по результатам которых была написана эта статья показали, что при разработке учебной программы необходимо учитывать потребности человека в автономии (самостоятельном принятии решений), компетенции (преодолении испытаний) и социализации. Игры, в которые школьники играют с большим интересом, в отличии от работы над, к примеру, домашними заданиями, удовлетворяют этим потребностям и тем самым формируют для учащихся более приятную среду в сравнении со школьной.
Кроме того, ключевым этапом социализации учащегося является командная работа, которой, на данный момент, в образовательных учреждениях не уделяется достаточного внимания.
Таким образом, применение игровых подходов к обучению может увеличить вовлеченность учащихся в образовательный процесс, повысив общую успеваемость, а использование инструментов для поощрения командной работы - развить их коммуникативные навыки и поспособствовать построению комфортной среды для детей с ограниченными возможностями.
Имеющиеся на данный момент решения ориентированы на зарубежных потребителей и не пригодны для использования отечественными образовательными учреждениями с текущей системой массового образования. Если говорить об участниках рынка, то стоит отметить, что производители, которые разрабатывают решения в области игрофикации для бизнеса не являются прямыми конкурентами, поскольку продукты, которые они производят направлены на другую целевую аудиторию. Отечественные разработки, такие как Lingualeo , направлены на конкретный предмет, решений для образовательных учреждений нет.
Решения, предлагаемые в проекте, представляют собой новые методологии для применения игровых подходов к обучению. Постоянный контроль знаний каждого учащегося, инструменты для осуществления которого будут реализованы в программной платформе, является первым шагом к переходу от массового образования к индивидуальным траекториям.
Результат выполнения дипломной работы - программный кроссплатформенный комплекс (программная платформа) игрофикации образовательного процесса - направлен на решение вышеперечисленных проблем:
1. Повышение вовлеченности учащихся в образовательный процесс путем внедрения игровых подходов;
2. Развитие навыков командной работы;
3. Визуализация успеваемости учащихся
Третья цель достигается сразу после запуска платформы.
По опыту внедрения похожих практик в зарубежных странах можно сказать, что 1 и 2 ключевые цели достигаются в течение трех месяцев с момента запуска системы.
В результате выполнения дипломной работы была спроектирована и разработана архитектура, схемы баз данных, серверная и веб-часть игрофикационой платформы, позволяющая преподавателям создавать задачи и задания, отслеживать успеваемость, учащиеся же в свою очередь могут выполнять эти задания и получать вознаграждение в виде разного рода бейджей.
В процессе выполнения дипломной работы были решены следующие задачи:
Собрана и проанализирована информация о подходах к применению методов игрофикации в образование, а также уже существующих игрофикационных платформах
Спроектирована и реализована гибкая архитектура приложения игрофикации
Выработаны подходы для максимального увеличения скорости
разработки и быстродействия самого приложения
Запрограммированы унифицированные методы взаимодействия с базами данных, создана и развернута собственная библиотека для работы с Java
Дальнейшее развитие проекта
После внедрения данного решения в образовательный процесс Высшей Школы ИТИС КФУ и первой апробации у пользователей появились дополнительные пожелания по развитию и добавлению в систему нового функционала, добавляется новый функционал. Гибкая структура архитектуры приложения позволяет добавлять новые учебные заведения, что и планируется сделать в будущем.
1. Статья о 25 лучших решений игрофикации [Электронный ресурс] -
Режим доступа: blogs.clicksoftware.com/index/top-25-best-examples-of-
gamification - Заглавие с экрана - Дата обращения (14.05.2016)
2. Р.Виау, La motivation : condition au plaisir diapprendre et dienseigner en contexte scolaire [Текст] //2004 год
3. Онлайн-сервис для изучения и практики английского языка [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://lingualeo.com/ru - Заглавие с экрана - Дата обращения (20.05.2016)
4. Электронный обучающий курс по игрофикации [Электронный ресурс]
- Режим доступа: https://www.coursera.org/course/gamification - Дата обращения (24.02.2016)
5. Ганиев B.A, Преимущества использования игровых механик в образовательном процессе [Текст]
6. Михай Чиксентмихайи / Поток. Психология оптимального
переживания [Текст]
7. Описание системы Foldit - https://ru.wikipedia.org/wiki/Foldit //Википедия - свободная энциклопедия [Электронный ресурс]. -
http://wikipedia.org . - (дата обращения: 14.05.2016).
8. Карпова Т. Базы данных (модели, разработка реализация) / СПб.: Питер, 2005. —304 с.; ил.
9. Бауэр Э. Hibernate in Action / Издательство Manning, 2013. - 743с;
10. Использование liquibase плагина для Maven //Habrahabr -
[Электронный ресурс] - http: //habrahabr.ru/post/233973/ - (дата
обращения: 15.05.2016).
11. Шилдт Г. Java 8 Полное руководство 2015г. / Издательство Вильямс, 2015 - 1376 с;