Інформаційна платформа вивчення шкільних предметів з елементами гейміфікації
Автор: Маковський Андрій Андрійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні системи та технології
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Швидка еволюція освітніх технологій вимагає інноваційних підходів для протидії поширеній проблемі низької залученості студентів та пасивного навчання у традиційних освітніх моделях. Основна проблема полягає у перетворенні повторюваних і часто монотонних процесів, таких як тестування знань та самооцінка, на мотивуючі та інтерактивні досвіди. Метою даної кваліфікаційної роботи магістра є вирішення цієї сучасної освітньої проблеми шляхом проєктування, обґрунтування та впровадження високопродуктивної десктопної інформаційної платформи, спеціально розробленої для безшовної інтеграції елементів гейміфікації у процес вивчення шкільних предметів. Ця система ефективно перетворює рутинні навчальні завдання на винагороджувальний та змагальний інтерактивний досвід [1], значно підвищуючи мотивацію студентів до самостійного навчання та постійного закріплення знань. Методологія дослідження та архітектурне обґрунтування. Методологія дослідження ґрунтувалася на ретельному системному аналізі наявних рішень для електронного навчання та порівняльному вивченні різних архітектурних стилів, придатних для високопродуктивних десктопних застосунків. Важливою частиною роботи було архітектурне обґрунтування із застосуванням Аналітичного ієрархічного процесу (АІП). Цей надійний інструмент прийняття рішень використовувався для систематичної оцінки таких критеріїв, як продуктивність, ремонтопридатність, масштабованість та складність розробки, для кількох архітектур-кандидатів (наприклад, Мікросервіси, Багаторівнева, Монолітна). Аналіз АІП остаточно встановив Монолітну WPF архітектуру як оптимальний вибір, що забезпечує високу швидкість реакції, жорсткий контроль над користувацьким інтерфейсом та ефективну розробку з використанням сучасної екосистеми .NET. Таким чином, фінальна система характеризується високо оптимізованим, клієнтським підходом, що забезпечує плавний і чуйний користувацький досвід навіть при інтенсивному використанні. Реалізація та технологічне рішення. Основний використаний технологічний стек включає принципи Об’єктно-орієнтованого програмування (ООП) для забезпечення модульності та розширюваності коду, шаблон Model-View-ViewModel (MVVM) для чистого розділення відповідальностей у шарі користувацького інтерфейсу, а також сучасні .NET/WPF технології для побудови надійного та багатофункціонального десктопного клієнта [2]. Реалізація була сильно сфокусована на детальному проєктуванні та розгортанні ключових механік гейміфікації, розроблених для створення швидших циклів зворотного зв’язку та стимулювання дій користувача. Ключові особливості та нові аспекти реалізації включають: ? Динамічна візуалізація інтерфейсу: Впровадження інтерфейсу IValueConverter як інтелектуального компонента. Цей компонент динамічно трансформує внутрішній стан застосунку (наприклад, числові показники прогресу, витрачений час) у видимі, привабливі елементи інтерфейсу (наприклад, перетворення відсотка прогресу у візуально інтуїтивний колірний градієнт або динамічну зміну стану іконок). Це забезпечує негайний та зрозумілий зворотний зв’язок для користувача. ? Система локальної економіки: Вирішальний гейміфікаційний рівень, що містить механіки "Монети" та "Життя" [3]. Система "Життя" вводить стратегічний фактор ризику у процес тестування, заохочуючи сфокусовану увагу та запобігаючи випадковому вгадуванню. Система "Монет" виступає основним механізмом винагороди, заробленим за успішне проходження тестів, і використовується для розблокування нових предметів, рівнів складності або віртуальних досягнень, безпосередньо пов’язуючи навчальні успіхи з відчутними цифровими винагородами. Об’єкт дослідження. Об’єктом дослідження є інформаційна платформа для вивчення шкільних предметів з елементами гейміфікації. Предмет дослідження. Предметом дослідження є методи та засоби, необхідні для комплексного системного аналізу, архітектурного обґрунтування (з використанням АІП) та надійної технічної реалізації інтерактивних механік гейміфікації у середовищі високопродуктивного десктопного застосунку (WPF/MVVM). Наукова новизна та практичне значення. Наукова новизна полягає у синергетичному застосуванні методу АІП для вибору архітектури у сфері освітнього програмного забезпечення та продуманій інтеграції IValueConverter для динамічного, педагогічного зворотного зв’язку користувацького інтерфейсу в клієнт-серверній парадигмі, орієнтованій виключно на десктопну продуктивність. Результатом є вузькоспеціалізоване, оптимізоване за продуктивністю рішення, адаптоване для локалізованого, інтенсивного навчання. Практичне значення отриманих результатів є суттєвим: 1. Надійна продуктивність: Створення та впровадження надійного десктопного застосунку WPF, що пропонує користувачам високопродуктивний інструмент з низькою затримкою для самооцінки та закріплення знань. 2. Покращена утримуваність та самодисципліна: Інтегровані гейміфіковані цикли винагороди (Монети та Життя) безпосередньо сприяють підвищенню утримуваності користувачів та формують покращену самодисципліну, роблячи навчальні успіхи негайно перекладними у видимі, мотивуючі та інтерактивні винагороди у персоналізованому навчальному середовищі. 3. Можливість перенесення: Встановлені архітектурні шаблони та спеціалізовані MVVM/WPF компоненти для гейміфікації можуть слугувати перевіреною основою для подальшої розробки спеціалізованого освітнього чи корпоративного навчального програмного забезпечення, що вимагає високої десктопної продуктивності та складних стратегій залучення. Ключові слова: Гейміфікація, WPF, .NET, MVVM, Десктопний застосунок, АІП (Аналітичний ієрархічний процес), Зв’язування даних, Зручність використання. Список використаних джерел: 1. Deterding, S., Dixon, D., Khaled, R., & Nacke, L. (2011). From game design elements to gamefulness: Defining gamification. Proceedings of the 15th International Academic MindTrek Conference, pp. 9–15. (References gamification) 2. Bock, M. (2022). MVVM explained: Implementing Model-View-ViewModel in WPF. C# Developer Journal, 47(1), 55-68. (References WPF/MVVM) 3. Saaty, T. L. (2008). Decision making with the analytic hierarchy process. International Journal of Services Sciences, 1(1), 83-98. (References AHP/MAI)