Проєкт інформаційної системи для вивчення правил дорожнього руху з використанням ігрових мотиваційних механік
Автор: Скоропад Михайло Юрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Управління ІТ проектами
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Робота присвячена створенню проєкту інформаційної системи для вивчення правил дорожнього руху (ПДР) з використанням ігрових мотиваційних механік, яка поєднує структуровані тести, прозорий облік прогресу й інтервальні повторення. Концепція інтерфейсу та механік орієнтована на помірну, змістовну гейміфікацію: використано бали, досягнення та рекомендації до повторення як дидактичні засоби, а не самоціль ігровізації. Підхід узгоджено з принципами навчального дизайну гейміфікації [1] та моделлю змістовної гейміфікації (meaningful gamification) [2], що фокусується на внутрішній мотивації й змістовності взаємодій. Компонент повторюваного практикування спирається на існуючі стратегії ефективного навчання (тестування як практика, перемежоване (interleaving) й розподілене (spaced repetition; spacing effect) повторення) [3], [4]. Мета — сформувати цілісну проєктну основу тренажера: від аналізу предметної області та узгодження вимог до архітектурних рішень, моделей даних і критеріїв якості. Для обґрунтування архітектурних альтернатив і пріоритизації вимог застосовано багатокритеріальну оцінку, зокрема AHP (Analytic Hierarchy Process) у складі MCDA (Multi Criteria Decision Analysis), з фіксацією вагових коефіцієнтів і перевіркою узгодженості суджень [5]. Об’єктом дослідження є процес самостійної підготовки до іспиту з ПДР; предметом — моделі, методи та засоби побудови веб орієнтованої системи адаптивних тренувань і симуляції екзаменаційних умов. Архітектура прийнята за підходом Model–View–Controller (MVC). Серверна частина реалізується на NestJS/TypeScript із PostgreSQL та TypeORM; автентифікація — за допомогою JSON Web Token (JWT); авторизація — ролями (користувача, редактора та адміністратора). У веб інтерфейсі використано легкі HTML/CSS компоненти для основних сценаріїв: авторизація, каталог тем і тестів, проходження питання, підсумок сесії з рекомендаціями. REST API забезпечує створення навчальної сесії, отримання питань, надсилання відповідей і формування плану повторень. У вимогах визначено перевірні показники для продуктивності, доступності, безпеки та зручності, а також правила трасованості «вимога > модель > критерій». Доступність, безпека та приватність: Дизайн інтерфейсу орієнтовано на принципи доступності (напр., WCAG 2.2 AA: контраст, фокус, клавіатурна навігація, альтернативні описи). Безпека охоплює ролі, контроль сесій і токенів, аудит ключових дій, обмеження частоти запитів і захист від типових вразливостей. Політика приватності базується на мінімізації даних і знеособленні аналітики; для навчальних груп передбачено агреговані звіти без розкриття персональних показників. Результати охоплюють: специфікацію функціональних і нефункціональних вимог; логічну, інформаційну та компонентну архітектури системи; ключові UML діаграми; описи REST API; макети користувацьких екранів і сценарії приймання. Запропоновано маршрут поетапного розгортання (від MVP) і подальшого масштабування. Очікуваний ефект — підвищення стійкості засвоєння за рахунок поєднання практики тестування та розподілених повторень, а також зменшення когнітивного навантаження завдяки стриманій, змістовній гейміфікації. Було розроблено підхід до валідації та впровадження. Якість забезпечується багаторівневим тестуванням (модульні й контрактні тести API, юзабіліті оцінювання прототипів, перевірка сценаріїв приймання) і моніторингом навчальних метрик: стабільності результатів, часу відповіді, коефіцієнта повторних помилок. Передбачено вимоги до продуктивності та масштабованості (контроль латентності запитів, горизонтальне масштабування, кешування довідкових даних), до безпеки (автентифікація JWT, керування ролями, базові правила конфіденційності) і до доступності. Наукова новизна полягає у поєднанні адаптивного добору завдань із гейміфікаційними механізмами, що не є самоціллю, а слугують підтримці внутрішньої мотивації та довготривалого запам’ятовування; практична цінність — у персоналізації траєкторій і можливості агрегованої звітності для викладачів. Додатково забезпечено повну трасованість між вимогами, моделями та критеріями приймання, а також запроваджено внутрішнє рецензування змін. Впровадження ймовірно сприятиме скороченню часу підготовки здобувачів і зростанню частки успішних проходжень пробного іспиту за рахунок адаптивного плану повторень. Запропонована методика є переносною та може бути застосована до суміжних курсів з підготовки водіїв (домедична допомога, основи безпеки дорожнього руху, правові аспекти). Подальший розвиток передбачає адаптацію інтервалів повторень під індивідуальні профілі помилок, розширення аналітики (кластеризація типових хибних уявлень), мобільний клієнт із офлайн-режимом, інтеграцію з навчальними кабінетами автошкіл і контрольні A/B-експерименти впливу окремих механік гейміфікації на довгострокове утримання знань. Ключові слова: ПДР; адаптивне навчання; гейміфікація; інтервальні/розподілені повторення; тестування знань; UML; REST API; MVC; JWT; MCDA/AHP; NestJS; PostgreSQL; веб застосунок. Перелік використаних літературних джерел. 1. Kapp, K. M. (2012). The Gamification of Learning and Instruction. San Francisco: Pfeiffer. Доступно: https://www.wiley.com/en-us/The+Gamification+of+Learning+and+Instruction-p-9781118096345 2. Nicholson, S. (2015). A RECIPE for Meaningful Gamification. In: Gamification in Education and Business. Cham: Springer. Доступно: https://scottnicholson.com/pubs/recipepreprint.pdf 3. Dunlosky, J., Rawson, K. A., Marsh, E. J., Nathan, M. J., Willingham, D. T. (2013). Improving Students’ Learning with Effective Learning Techniques. Psychological Science in the Public Interest, 14(1), 4–58. DOI: 10.1177/1529100612453266. Доступно: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1529100612453266