Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ВУЗОВСКОГО ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Штырова И.А. 1 Виштак Н.М. 1 Ремаренко С.А. 2
1 Балаковский инженерно-технологический институт – филиал ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
2 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
В современных условиях актуальным вопросом является развитие дополнительного образования. В связи с этим в вузах создаются центры дополнительного образования, в которых проводится обучение по дополнительным образовательным программам преподавателей, студентов, специалистов предприятий и организаций, а также школьников. Постоянно увеличивающийся объём данных, связанных с работой вузовских центров дополнительного образования, внедрение в образовательный процесс современных электронных образовательных ресурсов требует широкого использования в их работе современных компьютерных технологий. Учитывая всестороннее распространение мобильных устройств, необходимость оперативного доступа к информации, одной из первостепенных задач в данном направлении является разработка и применение мобильных приложений в организации образовательного процесса в вузовских центрах дополнительного образования, включая их использование в качестве образовательных инструментов. Аспекты разработки мобильных средств обучения включают анализ текущей информационной системы вузовского центра дополнительного образования, особенностей мобильного обучения, определение направления развития мобильного приложения. Процесс разработки мобильного приложения предусматривает формирование системы требований к мобильному приложению, определение функционала создаваемого средства, построение архитектурного решения с учетом принципов эффективности, гибкости, расширяемости.
мобильное приложение
дистанционное образование
вузовский центр дополнительного образования
1. Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 29.12.2012 № 273-ФЗ [Электронный ресурс]. URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140174/ (дата обращения: 21.11.2018).
2. Андреев В.И. Современное образование как открытая система: коллективная монография. М.: Институт научной и педагогической информации РАО, ЮНИТИ-ДАНА, ЮРКОМПАНИ, 2012. 576 с.
3. Виштак Н.М., Штырова И.А., Грицюк С.Н. Методы и формы дистанционного обучения в дополнительном профессиональном образовании // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 6–1. С. 107–110.
4. Штырова И.А., Виштак О.В. Критерии оценки деятельности вузовского центра дополнительного образования // Фундаментальные исследования. 2013. № 4–3. С. 555–559.
5. Vishtak O.V., Mikheyev I.V., Shtyrova I.A. The use of the computer training system as the factor of effective formation of information competence of future IT-specialists. AIP Conference Proceedings 1797, 020018 (2017). DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4972438.
6. Vishtak N.M., Frolov D.A. Methodical and technological aspects of creation computer learning system. AIP Conference Proceedings 1797, 020018 (2017). DOI: http://dx.doi.org/10.1063/1.4972463.
7. Виштак Н.М. Применение мультимедийных средств обучения в вузовской практике реализации программ дополнительного образования // Научно-электронный журнал Концепт. 2014. Т. 20. С. 4826–4830.
8. Бауэр Е.К. Мобильные приложения в современном образовании [Электронный ресурс]. URL: http://www.it-pedagog.ru/prilozheniya-v-sovremennom-obrazova (дата обращения: 26.11.2018).
9. Виштак О.В. Дидактические основы построения информационных комплексов для самостоятельной учебной деятельности студентов, изучающих информатику. М.: Московский государственный открытый университет им. М.А. Шолохова, 2005. 355 c.
10. Самарина А.Е. Мобильные приложения дополненной реальности и возможности их использования в образовательном процессе // Современная педагогика. 2016. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://pedagogika.snauka.ru/2016/01/5303 (дата обращения: 20.11.2018).
11. Цой О.В. Мобильные технологии в образовании // О некоторых вопросах и проблемах психологии и педагогики / Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Красноярск, 2014 [Электронный ресурс]. URL: http://izron.ru/articles/o-nekotorykh-voprosakh-i-problemakh-psikhologii-i-pedagogiki-sbornik-nauchnykh-trudov-po-itogam-mezh (дата обращения: 26.11.2018).
12. Иванченко Д.А., Попов С.О., Хмельков И.А. Мобильные устройства и сервисы в высшем образовании: основные барьеры и направления развития // Дистанционное и виртуальное обучение. 2013. № 12 (78). С. 38–48.
13. Атисков А.Ю., Давидович И.И. Тестирование эргономики пользовательского интерфейса мобильных приложений // Научный вестник НГТУ. 2014. № 4 (57). С. 119–130. DOI: 10.17212/1814-1196-2014-4-119-130.
14. Валиева Л.Р., Фандрова Л.П. Мобильные устройства в образовательном процессе // Молодежный научный форум: Гуманитарные науки: электр. сб. ст. по мат. XXX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1 (29) [Электронный ресурс]. URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_humanities/ (дата обращения: 30.11.2018).
15. Идеальная архитектура [Электронный ресурс]. URL: http://sergeyteplyakov. blogspot.ru/2011/11/blog-post_23.html / (дата обращения: 05.12.2018).

На современном этапе становление саморазвивающейся и самоопределяющейся личности, способной к открытому, творческому взаимодействию с обществом, окружающей природой на основе общепринятых гуманистических ценностей определено государством как основная цель развития системы образования [1].

В решении этой наиважнейшей задачи особая роль отводится вузовским центрам дополнительного образования, где обучающийся сам определяет образовательную программу, уровень сложности, темп освоения дополнительной образовательной программы, организуется творческое сотрудничество школьников, обучающихся в этих центрах, и вузовских преподавателей [2–4].

Одним из базовых факторов успешности в профессиональной деятельности является уровень информационной культуры, поэтому новые информационные и образовательные технологии получают все большее развитие в организации дополнительного образования. Электронные образовательные ресурсы являются одной из самых ценных составляющих информационной среды дополнительного образования, поэтому в настоящее время разрабатывается и внедряется в образовательный процесс большое многообразие программно-педагогических средств [5–7].

Внедрение современных информационных технологий с использованием мобильных устройств в образовательном процессе существенно меняет структуру и среду обучения центров дополнительного образования. Сегодняшние обучающиеся используют свои смартфоны для набора текста, просмотра электронной почты или звонков в течение всего дня. Соответственно, коммуникационные стратегии образовательных учреждений становятся направленными на интеграцию мобильных приложений и традиционных образовательных технологий в образовательном процессе [8].

Целью мобильных образовательных технологий применительно к дополнительному образованию является решение комплексной информатизации образовательной деятельности центров дополнительного образования, включая вузовские центры дополнительного образования, на основе которых реализуется интеграция учебной, организационной, методической и управленческой деятельности центров, что способствует повышению качества образовательных услуг по дополнительным образовательным программам и росту привлекательности, востребованности дополнительного образования.

Целью и задачами данного исследования является выявление именно тех преимуществ, которые будут использованы в учебном процессе при применении мобильных технологий, разработка поэтапного подхода их внедрения. Соответственно для получения максимального эффекта от мобильных инноваций, необходимо запланировать внедрение критически важных мобильных приложений, которые будут использоваться повсеместно, а сотрудники будут применять мобильные устройства на условиях, которые определены организацией.

При определении требований к мобильному приложению, используемому в учебном процессе, проведен анализ текущей информационной системы вузовского центра дополнительного образования; анализ особенностей мобильного обучения; определение направления развития мобильного приложения. Каждое подразделение дополнительного образования имеет уникальный набор дополнительных образовательных программ и имеет свои особенности организации образовательного процесса.

Таким образом, обучающиеся нуждаются в приложениях, которые наилучшим образом соответствуют потребностям организации образовательного процесса и учитывают специфику изучаемой предметной области. Приложения должны быть фирменными и содержать функции, которые облегчают навигацию внутри информационной среды центра дополнительного образования и обеспечивают информационную поддержку процесса обучения.

При разработке мобильного образовательного приложения необходимо учитывать систему требований, в соответствии с которой приложение будет удовлетворять дидактико-технологическим требованиям, предъявляемым к программно-педагогическим средствам [9, 10]:

– создание максимально благоприятных условий для получения обучающимися знаний, соответствующих избранной профессии, для развития интеллектуального, творческого потенциала, аналитического мышления и проявления самостоятельности;

– индивидуальный график обучения, что обеспечивается наличием мобильного устройства у обучающегося в любое время и в любом месте. Соответственно, он имеет возможность в удобное для себя время получить информацию, выполнить задание, отправить результаты и т.д.;

– требование безопасности, касающейся защиты персональных данных, распространения ложной информации, исключения недобросовестности и фальсификации обучения;

– компактность, так как компоненты мобильного обучения находятся в среде, в которой вероятны перерывы в связи, поэтому они должны быть короткими по продолжительности;

– высокое качество изображения/звука при малом размере экрана;

– доступность, так как мобильный учебный контент должен быть предоставлен в любом месте, независимо от местонахождения и в любое время.

Кроме этого определены функциональные возможности мобильного приложения, используемого для вузовского центра дополнительного образования:

– оперативный обмен информацией между преподавателями, слушателями, родителями обучающихся в вузовском центре дополнительного образования;

– возможность отправить выполненное задание;

– уведомление об отсутствии слушателя;

– возможность создания календаря расписания;

– обмен изображениями и видео;

– просмотр трехмерных объектов, анимационных приложений, интерактивных схем;

– возможность работы с интерактивными моделями;

– выполнение оплаты образовательных услуг.

Существуют готовые мобильные приложения от различных компаний для решения определённых задач организации, такие как:

– Oracle Mobile Security Suite автономная среда, которая предоставляет сотрудникам предприятия безопасный доступ к ресурсам интрасети;

– Cisco AnyConnect Secure Mobility Client обеспечивает мобильных сотрудников защищенным сетевым соединением и их безопасности.

– IBM Lotus Notes Traveler приложение для беспроводной синхронизации сообщений корпоративной электронной почты, контактов и данных календаря между серверами Lotus

– IBM Endpoint Manager for Mobile Devices позволяет управлять конечными устройствами, объединяя их управление с управлением защиты в единое решение.

– Afaria корпоративное решение для управления мобильными устройствами и их защитой.

– Evernote приложение для ведения заметок и архивирования документов.

Учитывая особенности функционирования центра дополнительного образования и необходимость постоянного обновленя функциональных возможностей мобильного приложения, было принято решение для создания макета в стиле Material design добавить дополнительные компоненты в проект: implementation ‘com.android.support:design:26.1.0’, что позволит создавать компоненты в стиле Material design.

Приложение Android состоит не только из кода, но и ресурсов, которые отделены от исходного кода, таких как изображения, аудиофайлы и все, что связано с визуальным представлением приложения. Например, необходимо определять анимацию, меню, стили, цвета и макет пользовательских интерфейсов операций в файлах XML.

Используя ресурсы приложения, можно без труда изменять его различные характеристики, не меняя код, а, кроме того, путем предоставления наборов альтернативных ресурсов можно оптимизировать свое приложение для работы с различными конфигурациями устройств (например, для различных языков или размеров экрана).

Для каждого ресурса, включаемого в проект Android, инструменты SDK задают уникальный целочисленный идентификатор, который может использоваться, чтобы сослаться на ресурс из кода приложения или из других ресурсов, определенных в XML. Например, если в приложении имеется файл изображения с именем logo.png (сохраненный в папке res/drawable/), инструменты SDK сформируют идентификатор ресурса под именем R.drawable.logo, с помощью которого на изображение можно будет ссылаться и вставлять его в пользовательский интерфейс.

Мобильное приложение, как и любую современную информационную систему, со временем необходимо поддерживать, модернизировать и развивать [11–14]. В связи с этим необходимо построение архитектуры приложения, которая представляет собой совокупность решений организации программного обеспечения. Архитектура программного обеспечения разрабатывается в соответствии с основными принципами: эффективность, гибкость и расширяемость.

В первую очередь приложение должно решать поставленные задачи, причем в различных условиях, и обладать следующими свойствами: надежность, безопасность, производительность, способность справляться с увеличением нагрузки (масштабируемость), что и характеризует эффективность приложения.

Любое приложение приходится менять со временем изменяются требования, добавляются новые. Чем быстрее и удобнее можно внести изменения в существующий функционал, чем меньше проблем и ошибок это вызывает, соответственно тем гибче и конкурентоспособнее разрабатываемое приложение. По возможности, архитектурные решения не должны «вырубаться в камне» и последствия архитектурных ошибок должны быть в разумной степени ограничены. «Хорошая архитектура позволяет откладывать принятие ключевых решений» (Боб Мартин) и минимизирует «цену» ошибок [15].

За последние несколько лет определены базовые положения относительно архитектуры информационных систем, повышающие эффективность разработки приложений:

– полная независимость от фреймворков: фреймворк должен использоваться только в качестве инструмента;

– изменение пользовательского интерфейса не должно влиять на изменение остальной системы;

– относительная простота тестирования: бизнес-правила, пользовательский интерфейс, база данных, или любой другой внешний компонент тестируются отдельно и независимо друг от друга;

– бизнес-правила должны быть отделены от базы данных;

– UseCase’ы и бизнес-правила ничего не знают о внешнем мире.

Для реализации подобной архитектуры используется Dagger 2, представляющий собой фреймворк, который реализует паттерн «Внедрение зависимости» (Dependency Injection), который в свою очередь является специфичной формой инверсии управления (Inversion of control). Верхнеуровневые модели разрабатываются независимо от нижнеуровневых модулей. Модули зависят только от абстракций. Сами абстракции не зависят от деталей.

При применении инверсии управления устраняются такие недостатки, как жесткость, неподвижность и хрупкость, соответственно, изменение одного модуля не приводит к изменению другого, изменения не приводят к ошибкам в различных частях приложения, модуль легко отделяется от всей части приложения и возможно его повторное использование.

Процесс предоставления внешней зависимости программному компоненту является специфичной формой «инверсии управления» (Inversion of control), применяемой к управлению зависимостями. В полном соответствии с принципом единой обязанности объект отдаёт заботу о построении требуемых ему зависимостей внешнему, специально предназначенному для этого общему механизму.

Основные преимущества библиотеки: доступ только к доступным реализациям; возможность настроить сложные зависимости, так как чем больше приложение, тем больше становится зависимостей; упрощение процесса тестирования; «локальные» синглтоны; кодогенерация; отсуствие проблем при обфускации; малые размеры библиотеки.

Аннотация @Inject запрашивает зависимость, @Module классы, предоставляющие зависимости, @Provide используются внутри модуля для конструирования зависимостей, @Component используется между запросом и модулем, @Scope создает локальные или глобальные синглтоны.

В каждом приложении имеются синглтоны. В Android без них невозможно, учитывая жизненные циклы activity и fragment. При этом имеющиеся синглтоны можно разделить на две категории:

1) «глобальные» синглтоны, которые могут понадобиться в любой части приложения. К ним относятся Context, утилитные классы и прочие классы, влияющие на работу всего приложения;

2) «локальные» синглтоны, которые нужны только в определенном одном или нескольких модулях. Но из-за возможных переориентаций экрана часто возникает необходимость выноса части логики и данных в независимое от жизненного цикла место.

Глобальные синглтоны в большинстве случаев имеют следующий вид: MySingleton.getInstance().someMethod();. Это обычная практика, но если применять паттерн внедрения зависимостей, то данный код будет неудовлетворителен по нескольким причинам:

– в классе, где используется подобный вызов, внезапно возникает зависимость от класса SomeSingleton. Это неявная зависимость нигде четко не обозначена (ни в конструкторе, ни в полях, ни в методах), поэтому увидеть такую зависимость можно, только просматривая код конкретного метода, но по интерфейсу класса нельзя определить, что в нем применяется данный SomeSingleton;

– процессом инициализации занимается сам SomeSingleton. Если используется ленивая инициализация, то стартует процесс инициализации какого-либо класса, применяющего SomeSingleton. Таким образом, классы, помимо своей работы, отвечают еще и за старт инициализации синглтона;

– с увеличением количества таких синглтонов система покрывается сетью неявных зависимостей. Также синглтоны могут зависеть от других, что не упрощает дальнейшее их сопровождение. Кроме этого, синглтоны разбросаны по системе, соответственно могут находиться в разных пакетах, что приводит к некоторым неудобствам.

Для создания REST клиента в операционной системе Android существует библиотека Retrofit, проверенная временем и являющаяся негласным промышленным стандартом. Трудно представить существующие проекты на рынке без этого инструмента. Он может относительно легко получать и разбирать JSON (или другие структурированные данные) через веб-сервисы, использующие REST. В Retrofit для (де)сериализации данных используются конверторы, которые необходимо указывать вручную.

Типичным конвертором для JSON формата является библиотека GSon, но при этом можно воспользоваться кастомным конвертером для обработки XML или прочих протоколов. Для HTTP-запросов Retrofit использует OkHttp библиотеку. Для работы с Retrofit необходимо выполнить три этапа:

1) создать класс модели, который будет перегоняться в JSON;

2) создать интерфейс, определяющий возможные HTTP-операции;

3) настроить Retrofit с помощью Retrofit.Builder класса.

Каждый метод из интерфейса, созданного на этапе 2, представляет одну реализацию вызова API веб-сервиса. Метод должен иметь HTTP-аннотацию (GET, POST, и т.д.) для указания типа запроса и URL адрес. Возвращаемое значение оборачивается в ответе в Call-объект, параметризованный типом ожидаемого результата.

Таким образом, архитектура разрабатываемого мобильного приложения с учетом принципов эффективности, гибкости и расширяемости позволяет своевременно модернизировать существующий функционал, что соответственно делает разрабатываемое приложение более гибким и конкурентоспособным при дальнейшем использовании в вузовском образовательном процессе.

Заключение

Очевидно, что использование мобильных приложений стало частью образовательного процесса. Происходит расширение возможностей и обеспечение равного доступа к образованию, так как стоимость мобильных устройств постоянно снижается, соответственно, все большее количество людей имеет возможность приобрести их, знают, как ими пользоваться, а, следовательно, обучение по дополнительным образовательным программам становится доступнее.

Так как мобильные устройства, как правило, являются собственностью своих владельцев, находятся в их распоряжении в течение всего дня, поэтому оперативность и доступность к учебной, методической, организационной и управленческой информации очень высоки. С помощью приложения можно оставаться в курсе событий образовательного учреждения, оперативно получать актуальную информацию.

Обучающиеся центров дополнительного образования смогут общаться со своими одногрупниками через дискуссионный форум. У преподавателей имеется возможность оперативно отвечать на вопросы обучающихся. Родители смогут присоединиться к обсуждению с другими родителями обучающихся и быть в курсе событий последних новостей центра.

Таким образом, мобильные технологии ускоряют процесс оценки результатов обучения, предоставляют возможность преподавателям, обучающимся, родителям обучающихся оперативно отслеживать достигнутые успехи, обеспечивая обратную связь в процессе обучения, способствуют повышению информационной культуры обучающихся, развитию их мышления, развитию навыков самоуправления своей деятельностью. Соответственно, актуальность использования мобильных приложений в образовательном пространстве, где растет зависимость от средств связи и от оперативного доступа к информации, требуется разработка мобильных приложений для всестороннего использования в качестве образовательных инструментов, в том числе и для организации дополнительного образования.


Библиографическая ссылка

Штырова И.А., Виштак Н.М., Ремаренко С.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНОГО ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ВУЗОВСКОГО ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ // Современные наукоемкие технологии. – 2019. – № 2. – С. 153-157;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=37426 (дата обращения: 30.11.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074