Новости

УДК 37.017; 004.94; 006.1 ББК 74.004

Технологии открытой архитектуры GameLMS: принципы обеспечения адаптивности и расширяемости в виртуальных образовательных средах

(По материалам научных источников)

Аннотация. В статье осуществлен анализ ключевых принципов проектирования виртуальных образовательных сред (GameLMS) на основе концепции открытой архитектуры. Обосновывается, что открытая архитектура является стратегическим императивом, обеспечивающим гибкость, масштабируемость и непрерывное развитие системы. Детализированы механизмы реализации адаптивности и расширяемости, включая применение открытых программных интерфейсов (API), блочно-модульный подход к структуре контента, а также интеграцию передовых интеллектуальных технологий и инструментов для самостоятельного проектирования контента субъектами образовательного процесса. Приведены примеры синергии многоагентного и сервис-ориентированного подходов, доказывающих жизнеспособность данной архитектуры.

Ключевые слова: открытая архитектура, GameLMS, адаптивность, расширяемость, модульность, открытые API, сервис-ориентированный подход, многоагентные системы, геймификация, стандартизация.

Введение

Процесс информатизации и стремительное развитие ИТ-технологий, в частности, виртуальных и игровых пространств, актуализируют задачу интеграции наиболее прогрессивных и эффективных решений в сферу образования. В контексте формирования научно-образовательного общества и реализации концепций непрерывного образования, создание гибких, масштабируемых и адаптируемых образовательных систем является стратегическим приоритетом.

Системы управления обучением (LMS) эволюционируют, включая элементы геймификации, а стратегическим направлением развития медиапедагогики является разработка принципиально новых подходов в виртуальных 3D-средах с использованием игровых технологий (GameLMS). Для обеспечения эффективности и долговечности таких систем, а также их способности реагировать на быстро меняющиеся технологические и дидактические требования, необходимо применение открытой архитектуры.

Целью данного исследования является систематизация и научное обоснование ключевых принципов открытой архитектуры GameLMS, обеспечивающих ее фундаментальные свойства: адаптивность, расширяемость и гибкость.

Ключевые принципы открытой архитектуры GameLMS

Открытая архитектура (ОА) определяется как тип архитектуры программного обеспечения, спроектированный для простого добавления, обновления или замены компонентов. В контексте GameLMS, это подход к проектированию виртуальных сред, основанный на использовании общедоступных стандартов и протоколов. Суть данной концепции состоит в обеспечении взаимодействия различных компонентов системы без жесткой привязки к конкретному поставщику.

Ключевые принципы, обеспечивающие адаптивность, расширяемость и масштабируемость системы GameLMS, могут быть систематизированы в рамках технологического и дидактического измерений.

1. Принцип модульности и технологической независимости

Основополагающим требованием к открытым образовательным пространствам является их гибкость, открытость и хорошая масштабируемость. Эти свойства достигаются за счет реализации принципа модульности, при котором каждый уровень системы или компонент является относительно независимым и может разрабатываться и тестироваться автономно.

1.1. Интеграция сервис-ориентированного и многоагентного подходов.

Архитектурные решения, сочетающие многоагентный и сервис-ориентированный подходы (например, в интеллектуальных агентно-ориентированных учебных комплексах, ИАОУК), доказали свою жизнеспособность, обеспечивая механизмы внедрения методов искусственного интеллекта (ИИ) в электронное обучение.

• Сервисный уровень: В многоуровневой архитектуре, уровень сервисов (базовых и прикладных) выполняет роль посредника между интеллектуальными агентами и базовыми компонентами, обеспечивая трансляцию запросов агентов в действия по работе с данными. Основное назначение сервисов — обеспечить независимость исполнительных компонентов (агентов) от технологий хранения, доступа и базовых функций обработки данных.
• Агентный уровень: Агенты реализуют интеллектуальные функции системы, опираясь на сервисный уровень. Например, агент человеко-машинного взаимодействия обеспечивает инвариантность основной части ИАОУК по отношению к типу клиентского устройства (Web-браузер, мобильный клиент), управляя процессами подключения новых видов клиентов и модернизации существующих приложений.

1.2. Применение открытых API и стандартизации.

Открытые API (программные интерфейсы приложений) являются основным механизмом расширения функциональности базового программного каркаса (фреймворка).

• Расширение функционала: Открытые API позволяют сторонним разработчикам создавать дополнительные модули или расширения, что значительно упрощает интеграцию новых функций, таких как многопользовательские режимы, социальное взаимодействие и монетизация.
• Снижение затрат и повышение качества: Использование готовых компонентов и инструментов API сокращает время и усилия на разработку, обеспечивает кросс-платформенную поддержку (работу на ПК, консолях, мобильных устройствах) и упрощает устранение ошибок благодаря стандартизированной и документированной структуре среды.
• Стандартизованный обмен данными: Гибкость архитектуры также поддерживается системами обмена сообщениями между компьютерными системами, где сообщения имеют стандартную структуру, допускающую модификацию и расширение по соглашениям между взаимодействующими системами.

2. Принцип дидактической адаптивности и креативной расширяемости

Данный принцип отражает способность GameLMS к педагогическому саморазвитию и персонализации обучения, что напрямую способствует ее адаптивности.

2.1. Создание собственных образовательных продуктов субъектами.

Архитектура GameLMS должна предусматривать публикацию исходных программных кодов и набора инструментов проектирования (SDK), что является механизмом для самостоятельного проектирования и реализации собственных миров, правил и учебно-игровых ситуаций. Предоставление обучающимся возможности создавать тематические выставочные залы, виртуальные лаборатории, 3D-портфолио и "игры внутри Игры" способствует раскрытию их творческого потенциала, формированию навыков цифрового проектирования и, как следствие, созданию саморазвивающегося учебного пространства.

2.2. Интеграция интеллектуальных технологий и динамического контента.

Расширяемость системы позволяет интегрировать передовые ИТ и обеспечивать актуальность образовательных ситуаций:

• Использование 3D-технологий: GameLMS проектируется с учетом применения имеющихся технологий виртуальных пространств (например, на базе языков 3D программирования VRML/X3D), совмещая их с идеями оболочных систем дистанционного обучения.
• Гибридная система оценки компетенций: Архитектура поддерживает внедрение ИИ для анализа решений и оценки действий в 3D-ситуациях, что необходимо для реализации гибридной системы оценки компетенций в условиях обучения через имитацию сложных ситуаций.
• Динамическая актуализация: Для формирования информационной среды научных исследований и полуавтоматического обновления материалов курсов может быть использовано все многообразие Интернет-технологий, сетевых баз знаний и электронных репозитариев. Архитектура позволяет транслировать актуальную информацию (например, биржевые котировки) в игровое пространство в режиме реального времени, что обеспечивает инвариантность решений и реалистичность учебных ситуаций.
• Блочно-модульное проектирование контента: Для оптимизации содержания образовательной подготовки и обеспечения гибкой структуры курсов применяется блочно-модульный подход к построению контента. Принцип управления контентом заключается в его разделении на отдельные элементы (модули) с последующим выстраиванием иерархии и связей между ними.

3. Принцип стандартизации и интероперабельности контента

Для обеспечения расширяемости системы и возможности многократного применения учебного материала критически важным является использование стандартов, регламентирующих структуру и передачу контента.

• Использование международных стандартов: Применение стандартов в области электронного обучения, таких как SCORM (Sharable Content Object Reference Model), гарантирует, что учебный контент будет взаимодействовать и корректно отображаться в любой LMS, совместимой с данным стандартом.
• Независимость контента: Стандарт SCORM позволяет создавать обучающий контент, который не зависит от конкретной платформы, для которой он изначально разработан, и может свободно встраиваться в систему управления обучением, обеспечивая возможность многократного применения материала в разных приложениях.
• Долговечность и адаптируемость: Соответствие международным стандартам обеспечивает долговечность решения, позволяя ему соответствовать новым технологиям без дорогостоящей доработки, а также беспрепятственно адаптировать учебную программу к особенностям организации.

Заключение

Открытая архитектура GameLMS представляет собой метатехнологию, которая обеспечивает интеграцию гетерогенных информационных, вычислительных и телекоммуникационных ресурсов. Ключевые принципы, обеспечивающие адаптивность и расширяемость GameLMS, включают: технологическую модульность, реализуемую через комбинацию сервис-ориентированного и многоагентного подходов, а также использование открытых API и стандартизированных протоколов; дидактическую расширяемость, поддерживающую творческий потенциал обучающихся (самостоятельное проектирование миров) и интеграцию передовых технологий (ИИ, 3D-среды, динамическое обновление контента); и интероперабельность контента, достигаемую за счет применения международных стандартов, таких как SCORM.

Масштабное применение данной технологии целесообразно, поскольку она способствует интеграции отраслевых и корпоративных инфраструктур в национальную и глобальную информационную инфраструктуру, обладая при этом значительным экономическим эффектом и инновационной направленностью. Реализация этих принципов позволяет создать гибкую, открытую и масштабируемую образовательную среду, способную к непрерывному развитию и повышению качества подготовки специалистов.

Список литературы

1. Moodle. How incorporating gamification can transform your LMS // Moodle. 2022. 15 September.
2. Коцюба И.Ю., Чунаев А.В., Шиков А.Н. Основы проектирования информационных систем. – СПб.: НИУ ИТМО, 2015. – 202 с.
3. Курейчик В.В., Лежебоков А.А., Пащенко С.В. Новый подход к виртуальному обучению // Открытое образование. 2014. № 3. С. 4-9.
4. Кононова О.В. Проектирование информационно-обучающей веб-среды с элементами геймификации. Вопросы организации текстового и игрового контента. – СПб.: Университет ИТМО, 2017. – 70 с.
5. Корпачева Л. Н., Богданова О. В. и др. Принципы открытых систем и разработка информационно-обучающих технологий // Сибирский федеральный университет. (660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79).
6. Moodle. Moodle includes many standard gamification features, such as badges, leaderboard, conditional release and H5P, which gives you access to plenty of interactive content.
7. Товстоган А.А. Ноосферная стратегия образовательных технологий: медиапедагогика в виртуальных средах // Вестник Петровской академии наук и искусств. 2025. №1-2(79).
8. Товстоган А.А. Стратегия развития медиа педагогики. Разработка нового направления и повышение эффективности использования педагогики в виртуальных средах с использованием современных игровых технологий. / Открытое и дистанционное образование: Материалы международной конференции, Санкт-Петербург, 24-28 ноября 2008 г. ГОУ ВПО СПбГУАП, СПб., 2008. 94 с.
9. Товстоган А.А. Технологии открытой архитектуры GameLMS // петрани.рф.
10. Швецов А.Н., Ржеуцкая С.Ю., Сергушичева А.П., Суконщиков А.А. Архитектура интеллектуального агентно-ориентированного учебного комплекса для подготовки специалистов технического профиля // Открытое образование. 2018. Т. 22. № 3. С. 14-24.
11. Швецов А.Н., Ржеуцкая С.Ю. и др. The flexible, open and scalable educational environment, formed in the process of research is in continuous development, constantly acquiring new opportunities to improve the quality of training of students in technical areas.

А.А.Товстоган, преподаватель СПбГУАП,

профессор ПАНИ,

вице-президент Петровской академии наук и искусств

Добавить комментарий