Введение
Глава 1. Состояние проблемы и состояние изученности 17
1.1 Система подготовки специалистов как социально-экономическая система 17
1.2 Контур управления процессом обучения в системе подготовки специалистов 19
1.3 Модели компонентов контура управления процессом обучения 22
1.3.1 Модели процесса обучения 22
1.3.1.1 Аспекты моделирования процесса обучения 22
1.3.1.2 Модели предметной области 23
1.3.1.3 Дискретные модели процесса обучения 23
1.3.3.1 Континуальные модели процесса обучения 27
1.4 Модели организации обучения разработчиков ПО 29
1.4.1 Классификация моделей организации обучения 29
1.4.2 Модели электронного обучения 31
1.4.3 Практико-ориентированные модели обучения 32
1.4.4 Модели организации обучения с применением компьютерных игр 35
1.4.4.1 Компьютерные игры как средства электронного обучения 35
1.4.4.2 Классификация компьютерных обучающих игр 36
1.4.4.3 Игры для программистов 40
1.4.4.4 Модели электронного обучения с использованием компьютерных игр 44
1.4.4.5 Модели проектного обучения с использованием компьютерных игр 44
1.5 Методы управления процессом обучения 46
Результаты и выводы к Главе 1 48
Глава 2. Разработка компетентностно-ориентированной модели процесса обучения 50
2.1 Требования к модели 50
2.2 Концептуальная модель процесса обучения 52
2.3 Математическая модель процесса обучения 55
2.3.1 Модель обучающего курса 55
2.3.1.1 Расширяемость модели обучающего курса 64
2.3.1.2 Фрагментируемость модели обучающего курса 66
2.3.2 Модель обучаемого 67
2.3.3 Модель процесса взаимодействия обучаемого с обучающим курсом 68
2.4 Управление процессом обучения 68
2.4.1 Процесс обучения как процесс овладения пространством знаний 68 2.4.2 Функция управления процессом обучения 71
2.4.3 Управляемые параметры модели процесса обучения 72
2.5 Интерпретация процесса обучения как управляемого волнового процесса 74
2.6 Построение пространства знаний обучающего курса 75
2.6.1 Определение пространства знаний, порождаемого обучающим курсом 75
2.6.2 Алгоритм построения пространства знаний 76
2.6.3 Алгоритм расширения пространства знаний 78
2.6.4 Алгоритм фрагментирования пространства знаний 81
2.7 Алгоритмы управления процессом обучения 83
2.7.1 Определение уровня освоенности пространства знаний 83
2.7.2 Задание порогового значения освоенности 86
2.7.3 Алгоритм генерации управляющих воздействий 87
2.8 Алгоритмы оценки результатов обучения 88
2.8.1 Мера освоенности пространства знаний 88
2.8.2 Алгоритм оценки освоенности пространства знаний 92
2.8.3 Выделение контрольных срезов пространства знаний 93
2.8.4 Алгоритм генерации контрольных срезов 95
Выводы к Главе 2 96
Глава 3 Методология управления системой подготовки разработчиков ПО 98
3.1 Требования к системе подготовки специалистов 98
3.2 Анализ содержания предметной области «Разработка ПО» 101
3.3 Структура предметной области «Разработка ПО» 106
3.4 Модель пространства знаний «Разработка ПО» 110
3.5 Модель организации обучения разработчиков ПО 111
3.5.1 Требования к модели организации 111
3.5.2 Модель организации обучения на базовом уровне 111
3.5.3 Модель организации обучения на профессиональном уровне 112
3.6 Метод управления процессом обучения 120
3.7 Принципы управления 122
3.8 Механизмы управления процессом обучения 124
3.8.1 Виды управления процессом обучения 124
3.8.2 Механизм управления на профессиональном уровне обучения 124
3.8.3 Механизм управления на базовом уровне обучения 128
3.9 Компоненты методологии управления обучением 130
Выводы к Главе 3 132
Глава 4 Методы интеграции модели процесса обучения в обучающие игры134
4.1 Способы интеграции процесса обучения в игровой процесс 134
4.2 Интеграция процесса обучения в игру для освоения знаний. 3i подход 136
4.3 Интерпретация компонентов модели процесса обучения в игре для освоения знаний
141
4.3.1 Обучающий курс как Виртуальный Мир 141
4.3.2 Обучаемый как Аватар 143
4.3.3 Процесс обучения как Жизнь Аватара в Виртуальном Мире 144
4.3.4 Разработка обучающего контента игр для освоения знаний 145
4.3.5 Методика описания контента 148
4.3.6 Реализация 3i подхода в игре для освоения знаний 149
4.3.7 Стадии разработки ролевой обучающей игры 153
4.3.8 Метод проектирования игр для освоения знаний 154
4.4 Интеграция процесса обучения в игру для тренировки навыков. Концепция игровых тренажеров 154
4.5 Интерпретация компонентов модели процесса обучения в игровом тренажере 156
4.5.1 Обучающий курс как Мир Квестов 156
4.5.2 Обучаемый как Игрок 157
4.5.3 Процесс обучения как Аркада 157
4.5.4 Разработка обучающего контента для игровых тренажеров 158
4.5.5 Методика описания контента 159
4.5.6 Метод проектирования игровых тренажеров 160
4.5.7 Режим тестирования в игровых тренажерах 160
4.6Способы проверки решений заданий 163
4.6.1 Классификация способов проверки решений 163
4.6.2 Проверка текста решения 163
4.6.3 Проверка результата работы решения 164
4.6.4 Проверка частичного решения 165
4.6.5 Проверка решений заданий на составление программного кода 166
Выводы к Главе 4 169
Глава 5 Программно-методический комплекс поддержки управления системой подготовки разработчиков ПО 171
5.1 Требования к структуре комплекса 171
5.2 Система управления процессом обучения 172 5.3 Инструментальные средства разработки обучающих компьютерных игр 173
5.3.1 Специфика разработки обучающих компьютерных игр 173
5.3.2 Среда разработки ролевых 3D обучающих игр 175
5.3.3 Среда разработки 2D игровых тренажеров 178
5.4 Программно-методический комплекс средств обучения разработчиков ПО 180
5.4.1 Игры для освоения знаний 180
5.4.1.1 Игра для обучения объектно-ориентированной технологии программирования 180
5.4.1.2 Игра для развития навыков применения системного подхода 193
5.4.2 Игры для тренировки навыков 194
5.4.2.1 Игра для тренировки навыков алгоритмизации 194
5.4.2.2 Комплекс игровых тренажеровдля тренировки навыков программирования198
5.5 Оценка качества разработанных обучающих игр 208
Выводы к главе 5 209
Глава 6 Апробация и анализ эффективности методологии управления подготовкой разработчиков ПО 211
6.1 Пример применения методологии управления подготовкой разработчиков ПО 211
6.2 Организация управления на профессиональном уровне обучения. Проектное обучение с обучающими играми как объектами разработки ПО 215
6.2.1 Построение пространства знаний предметной области «Разработка компьютерных игр» 215
6.2.2 Проект 1. Разработка обучающей 3D игры 222
6.2.2.1 Построение пространства знаний, требуемых для разработки игры 223
6.2.2.2 Организация управления проектом 224
6.2.2.3 Знания и навыки, приобретенные в результате разработки игры 227
6.2.2.4 Освоенные компетенции 230
6.2.3 Проект 2. Разработка среды создания игровых тренажеров 230
6.2.3.1 Построение пространства знаний, требуемых для разработки среды 230
6.2.3.2 Организация управления проектом 232
6.2.3.3 Тестирование среды разработки 233
6.2.3.4 Знания и навыки, приобретенные в результате разработки среды 234
6. 2.4 Проект 3. Разработка игры для обучения алгоритмизации 237
6.2.4.1 Построение пространства знаний 237
6.2.4.2 Организация управления проектом 237
6.2.5 Проект 4. Разработка комплекса игровых тренажеров 238 6.3 Организация управления на базовом уровне обучения. Применение обучающих игр как средств обучения 239
6.3.1 Применение обучающих игр для изучения дисциплины «Языки программирования высокого уровня 239
6.3.2 Организация дистанционного обучения с использованием игровых тренажеров240
6.4 Оценка эффективности методологии 240
6.4.1 Метод оценки 240
6.4.2 Оценка эффективности применения обучающих игр на базовом уровне обучения 241
6.4.3 Оценка эффективности применения обучающих игр на профессиональном уровне обучения 242
6.4.4 Оценка системного эффекта применения методологии 244
Выводы к Главе 6 248
Заключение 249
Библиографический список
