Динамичное использование современных информационно-коммуникационных технологий обусловливает возрастающую потребность формирования цифровой образовательной среды, в которой все субъекты образовательного процесса взаимодействуют, используя цифровые образовательные ресурсы (ЦОР), обучающие программы, онлайн-курсы и различные онлайн-сервисы, в том числе и информационно-образовательную среду. Цифровизация образования, в том числе дополнительного образования взрослых и детей, требует качественно иного подхода к его содержанию и организации образовательного процесса, нацеленного на повышение мотивации обучающихся на личностное развитие и самоопределение, на развитие способностей к творческим нестандартным решениям, а также развитие коммуникативных навыков. В образовательной среде с использованием ЦОР и программно-педагогических средств, по мнению авторов, оптимальными являются смешанное обучение и самообучение, которые обеспечивают реализацию процессов проектирования, формирования и освоения индивидуальных образовательных маршрутов. При таком подходе вполне очевидно, что вопросы по разработке и использованию в учебном процессе цифровых образовательных ресурсов и программно-педагогических средств по-прежнему остаются актуальными и предопределяют необходимость создания инструментов для их разработки.
В условиях дополнительного образования, когда обучающийся сам выбирает образовательную программу в соответствии со своими личными интересами, процесс его вовлечения и мотивации в учебный процесс для педагога становится первоочередным. Поэтому в дополнительном образовании игровые технологии получили широкое распространение и, как показывает педагогическая практика, позволяют значительно повышать эффективность учебного процесса [1–3]. Игровые педагогические технологии включают в себя методы и приемы организации учебного процесса в форме педагогической игры. В условиях цифровизации образовательного процесса наиболее востребованной оказалась такая игровая технология, как веб-квест [4, 5]. Веб-квесты позиционируются как эффективное средство активного вовлечения обучающихся в творческий процесс исследования, активного «добывания» информации, которое помогает ориентироваться в поиске необходимой информации в Интернете, а не блуждать от сайта к сайту в надежде найти нужную информацию [6].
Веб-квест как педагогическая игра имеет существенные признаки: цель обучения и соответствующий ей результат учебно-познавательной и развивающей направленности. В настоящее время существуют различные типологии веб-квестов [5, 7]. Но как основные структурные элементы веб-квеста, как правило, выделяют следующие: предметную область, цель квеста, субъектов (организатора и участников игры), сценарий квеста, механизм игры, включая представление полученных результатов [8–11]. Разработка всех структурных компонентов квеста является очень трудозатратным процессом, требующим творческого подхода как в педагогическом аспекте, так и в технологическом. Оперативное изменение тематики квеста, содержательной части является достаточно сложной проблемой для педагога, не связанного со сферой программирования. Потому использование конструкторов веб-квестов служит решением, которое позволяет применять эту технологию и активно внедрять в учебный процесс.
Целями данного исследования являются анализ этапов создания образовательных веб-квестов и определение функциональных требований к программному модулю – конструктору, позволяющему автоматизировать процесс создания веб-квестов и построение на их основе функциональной модели разрабатываемого программного модуля.
Анализ этапов создания программного модуля – конструктора веб-квестов
Разработка веб-квеста проводится в несколько этапов, следование которым позволяет педагогу оптимизировать весь процесс его создания [8, 11, 12]. На первом этапе осуществляется проектирование образовательного контента квеста. Производится выбор темы и формулируется цель его включения в учебный процесс: объяснение нового материала, закрепление, повторение учебного материала, контроль полученных знаний. Далее следует этап сюжетного проектирования, при выполнении которого разрабатывается сценарий, который далее будет реализовываться в квесте. В сценарии должны быть прописаны сюжетные линии и роли, а также задания в контексте сюжетной линии. Следующий этап – технологический, на котором осуществляется выбор инструментальных средств создания веб-квеста, производятся разработка квеста и его наполнение содержательным контентом.
На методическом этапе создания веб-квестов разрабатываются методические рекомендации по работе с квестом как для преподавателей, которые будут использовать его в учебном процессе, так и для обучающихся, с предоставлением им всей необходимой информации с пошаговым выполнением задания. Следующий этап – это процесс апробации разработанного веб-квеста и его использования в учебном процессе, включая последующий этап анализа результатов учебной деятельности при использовании квеста.
Остановимся на этапе технологического проектирования. Здесь проводится выбор конструктора сайтов, который удовлетворяет цели и реализации образовательной и сюжетной задач. В настоящее время имеются готовые конструкторы квестов, например конструктор «Learning Apps» [13]. Ресурс создан для поддержки обучения и преподавания с помощью небольших общедоступных интерактивных модулей – упражнений, которые создаются онлайн и могут быть использованы в учебном процессе. Для разработки таких упражнений на сайте предлагается несколько шаблонов (упражнения на классификацию, тесты с множественным выбором и т.д.). Данные упражнения не являются законченными учебными единицами и должны быть интегрированы в сценарий обучения. Недостатком ресурса является то, что веб-квест создается только с одним заданием, без возможности комбинирования нескольких.
Следующий ресурс, позволяющий создать свой веб-квест, – это Glogster Edu [14]. Данный сервис является инструментом, которым педагоги могут пользоваться для создания или демонстрации интерактивных плакатов, интерактивных биографий, лент времени, демонстрации математических и физических формул, результатов экспериментов. Особенно хорошо подойдет данный сервис, если в классе установлено интерактивное оборудование (доска). Недостатком является то, что при использовании сервиса Glogster у многих педагогов могут возникнуть проблемы с созданием своего квеста из-за достаточно непростого интерфейса, а также ограниченных возможностей самого конструктора. Ресурс «Zunal» является бесплатным сервисом, осуществляющим поддержку всех этапов создания веб-квеста [15]. На каждом этапе предлагаются пошаговые инструкции. Сервис позволяет просмотреть, как другие преподаватели использовали данный ресурс, также имеется возможность интеграции учебных заданий, тестов и других заданий, выполненных в других сервисах, представляющих HTML-код для вставки, что существенно помогает разнообразить учебные задания. Недостатком ресурса является ограниченный функционал при создании web-квеста, а также у пользователей с низкими навыками в области информационных технологий могут возникнуть проблемы при использовании сервиса.
Даже краткий обзор ресурсов показывает, что проектирование и разработка программного модуля – конструктора веб-квестов являются актуальной задачей, решение которой позволит преподавателям максимально быстро и эффективно создавать квесты по различным темам изучаемого учебного материала и для объяснения нового материала, повторения и закрепления учебного материала, контроля полученных знаний по соответствующим темам. Предваряя проектирование программного модуля и его практическую реализацию, следует выделить следующие технологии для реализации подобных веб-ресурсов: разработка клиентской части веб-приложения – JQuery и JavaScript; разработка серверной часть веб-ресурса – PHP; система управления базами данных – MySQL.
Проектирование программного модуля – конструктора веб-квестов
На основе полученных данных первых двух этапов создания веб-квеста выделяются действующие лица и варианты действий, составляется диаграмма вариантов использования. Часто в системе определяются несколько групп пользователей, таких как: администратор; пользователь с делегированием определенных функций (как правило, преподаватель); простой пользователь системы (как правило, обучаемые). В случае разрабатываемого программного модуля диаграмма вариантов использования необходима для одной группы пользователей – преподаватель. Диаграмма вариантов использования для преподавателя представлена на рисунке 1.
На диаграмме выделены пользователь, модель шаблона, шаблон, аутентификация, модель задания, задание, квест.
Рис. 1. Диаграмма вариантов использования для преподавателя
Рис. 2. Диаграмма состояний
Конечный класс «квест» является объединяющим элементом, который содержит в себе все классы программного продукта и их параметры, такие как: модель шаблона; наполнение квеста; модель задания; наполнение задания; проверка аутентификации. После проведения анализа классов выполнено построение диаграммы классов, основанной на паттерне проектирования MVC.
Процесс создания квеста начинается с загрузки главной формы. Следующее состояние – это загрузка формы создания квеста, в которой выводится список шаблонов. Далее пользователь переходит к настройке и выбору шаблона, затем происходит переход в форму задания, на которой выведен список шаблонов заданий, пользователь настраивает и выбирает задания. После выбора он сохраняет все данные в базу данных. Затем происходит переход на главную форму с выбранным шаблоном и заданиями, соответственно, появляется возможность добавить другие задания. Если пользователь завершает процесс создания квеста, то выполняется запрос к базе данных с последующим выводом страницы квеста.
Рис. 3. Диаграмма компонентов
В результате выявлены состояния, в которых может оказаться система в процессе создания образовательного квеста. На основе полученных данных была разработана диаграмма состояний, которая представлена на рисунке 2. Для разбиения программного модуля на структурные компоненты и связи между компонентами, визуализации общей структуры исходного кода программного модуля, разработки спецификации исполняемого варианта программного модуля, обеспечения многократного использования отдельных фрагментов программного кода, представления концептуальной и физической схем баз данных разработана диаграмма компонентов модуля для создания веб-квестов, представленная на рисунке 3. Диаграмма составляет общую архитектуру всего модуля и отображает общие зависимости между компонентами модуля.
Для визуализации элементов и компонентов программы разрабатывается диаграмма развертывания, содержащая графические изображения процессоров, устройств, процессов и связей между ними с отражением особенностей ее реализации. Разработанная диаграмма состоит из сервера базы данных; сервера приложения; рабочей станции 1; рабочей станции 2.
Проведенный ранее анализ предметной области показывает необходимость разработки и внедрения веб-квестов, которые являются, в свою очередь, очень мощным педагогическим инструментом в процессе индивидуального обучения. Выполненное проектирование предлагаемого к разработке веб-квеста позволило определить внутренние свойства будущей системы и детализацию ее внешних свойств с учетом особенностей сферы образования и реализации веб-квестов. Разработанные диаграммы позволят не только определить внутренние связи, но и провести более глубокий анализ.
Заключение
Безусловно, основными преимуществами внедрения веб-квестов в учебный процесс являются мотивирование обучающихся к самостоятельной познавательной деятельности и творческому мышлению, вовлечение их в цифровую образовательную среду. Соответственно, использование программного модуля – конструктора квестов позволит преподавателям создавать квесты с экономией времени и организовывать процесс обучения творчески и увлекательно.