Оглавление
Введение
Глава 1. Анализ предметной области и средств разработки
1.1 Понятие деловой игры
1.2 Компьютерные деловые игры
1.3 Студия компетентностных деловых игр
1.4 Платформа Unity, как средство для разработки компьютерных деловых игр
1.4.1 Сравнение средств разработки компьютерных игр
1.4.2 Возможности Unity3D для разработки компьютерной деловой игры
1.5 Структура игрового движка Unity3D
Глава 2. Проектирование подсистемы визуализации деловой игры
2.1 Проектирование подсистемы взаимодействия подсистемы визуализации и СКДИ
2.2 Описание требований к подсистеме взаимодействия
2.3 Спецификация прецедентов
2.4 Проектирование структуры строки-взаимодействия
2.5 Проектирование архитектуры игры
2.5.1 Серверная часть деловой игры
2.5.2 Клиентская часть деловой игры
Глава 3. Реализация подсистемы взаимодействия на примере компьютерной деловой игры «Проезд перекрестка»
3.1 Реализация сервиса СКДИ
3.2 Реализация клиентской части игры в подсистеме визуализации
3.2.1 Настройка проекта в подсистеме визуализации
3.2.2 Организация игровых сцен
3.2.3 Реализация кодирования и декодирования строки-взаимодействия
3.3 Реализация деловой игры «Проезд перекрестка»
3.3.1 Описание бизнес-процесса «Проезд перекрестка»
3.3.2 Проектирование визуального представления игры
3.3.3 Создание игрового объект «Машина»
3.3.4 Создание пустой дороги
3.3.5 Создание события «Светофор»
3.3.6 Реализация проезда светофора в подсистеме визуализации
3.3.7 Формирование игрового уровня
3.3.8 Отслеживание событий
Заключение
Библиографический список
В настоящее время становятся популярными методы активного обучения[1,2]. В отличие от традиционной формы обучения, которая отводит студенту пассивную роль, и предполагает передачу обучающемуся системы обобщенных знаний, умений и навыков, данная концепция создает условия для активного участия учеников, что дает им возможность приобрести знания и опыт на практике. Одним из таких методов являются деловые игры. Проведение деловых игр позволяет погрузить обучающегося в имитационную среду, которая в свою очередь воссоздает условия и динамику реального бизнес-процесса[3].
На данный момент ведется разработка среды проектирования и проведения деловых игр СКДИ (студия компетентностных деловых игр), которая позволяет создавать сценарии деловых игр для игрока. По окончанию игры СКДИ может анализировать результаты деятельности в ходе выполнения сценария игры и выдавать рекомендации для улучшения деятельности обучающегося. Деловая игра не должна отличаться от обычных игр по способам визуализации, что определяет актуальность использования готового игрового движка, а, следовательно, возникает необходимость разработки подсистемы взаимодействия между веб-сервисом, реализующим логику деловой игры, и подсистемой визуализации. В качестве средства визуализации было решено использовать игровой движок Unity3D. Исследование возможностей игрового движка показали, что на данный момент существует ряд ограничений во взаимодействии между средством визуализации, и ее логической составляющей на веб-сервисе[4].
Проблемой работы является то, что сценарий игры представляет собой автомат в виде ЛСА и необходимо найти способ, с помощью которого автоматная модель СКДИ будет взаимодействовать с подсистемой визуализации, которая будет реализована с помощью Unity. Для решения проблемы необходимо разработать систему передачи сценария, реализованного в виде ЛСА, в модуль визуализации. Вид, в котором передаются команды сценария, также проектируется в данной работе.
В работе [5] вопрос генерации деловой игры и изменение сценариев, происходит при помощи встроенной в игру логики. В большинстве деловых игр все процессы формирования сценариев и логика уже встроена внутри самой игры.
Объектом данной работы является процесс визуализации деловой игры в Unity 3D. Предметом данной работы является взаимодействие веб-сервиса, реализующего сценарий ДИ, и визуальной части ДИ на движке Unity 3D.
Целью работы является разработка подсистемы взаимодействия между подсистемой визуализации и веб сервисом СКДИ, на котором создается сценарий игры. Для того чтобы достичь поставленной цели, необходимо решить следующие задачи:
. Анализ предметной области:. Анализ систем визуализации существующих компьютерных и деловых игр.. Формирование требований к инструменту для реализации визуализации ДИ.. Анализ функциональных возможностей Unity3D.. Формирование требований к подсистеме взаимодействия между подсистемой проведения ДИ СКДИ и модулем визуализации.
. Проектирование подсистемы взаимодействия.
. Реализация подсистемы взаимодействия.
. Апробация подсистемы взаимодействия на примере разработки ДИ «Проезд перекрестка».
В качестве методов
исследования используются методы лабораторного эксперимента, моделирование, ОО
анализ и проектирование. Они призваны для того, чтобы провести моделирование,
проектирование и тестирование подсистемы взаимодействия и разработанной деловой
игры.
В этой главе будут описаны ключевые понятия, которые используются в работе, проведен анализ и сравнение наиболее популярных современных средств разработки компьютерных игры и выбрано наиболее подходящее цели данной работы.
Ключевым понятием работы является понятие деловой игры. У разных авторов точки зрения на деловую игру могут отличаться, однако можно выделить определение, которое отражает ключевые черты деловой игры. Деловая игра - это метод имитации принятия решений работниками или специалистами посредством специально смоделированной ситуации. Это позволяет развить необходимые в работе знания, умения и навыки. Деловая игра является методом эффективного обучения профессиональной деятельности. Данный формат обеспечивает гораздо более высокий уровень вовлеченности и мотивации, чем классические формы обучения, что способствует быстрому и качественному усвоению материалов [9].
Применение деловых игр позволяет обучать в процессе деятельности, способствуя в значительной мере улучшению межпредметных связей, приближению полученных теоретических знаний к потребностям производства и воспитанию профессионально значимых качеств будущих специалистов [10]. В основе деловой игры лежит имитационная модель реальной профессиональной деятельности. Участники игры в смоделированных условиях наделяются ролями и в соответствии с инструкцией выполняют заданные действия.
Деловые игры воссоздают реальные ситуации, имеющие место в профессиональной деятельности. Термин деловая игра у разных авторов может отличаться, при этом в определениях акцент делается либо на объект моделирования (организации, сложные социально-экономические ситуации), либо на процессы (процесс функционирования организации, процесс управления, производство-хозяйственная деятельность) [11].
Процесс проведения деловой игры основывается на определенном сценарии, который определяет правила работы, входные данные, определяет ход и содержание игры. В ходе игры обучающийся погружается в среду бизнес процесса. Он вынужден использовать полученные теоретические знания на практике. По окончанию игры анализ действий игрока позволит оценить уровень овладения профессиональными навыками и умениями, его способность реагировать на изменение ситуации и принимать решения.
К числу сильных сторон деловых игр можно отнести то, что они позволяют: рассмотреть определенную проблему при значительном сокращении времени; освоить навыки выявления, анализа и решения конкретных проблем; развить ориентацию в нестандартных ситуациях; концентрировать внимание игрока на главных аспектах проблемы и устанавливать причинно-следственные связи.
Метод активного обучения, одним из которых являются, деловы игры способствуют развитию качеств необходимых в определенных процессах и на предприятиях, что позволяет сократить затраты на обучение специалистов. Обучение на реальном процессе дает возможность оценивать и развивать именно те знания и навыки, которые необходимы специалисту.
Использование игровых элементов в ходе обучения способствует развитию личности специалиста и активации учебного процесса, повышает внимание, мобилизует усилия, направленные на решение проблемы, позволяет ощутить чувство успеха и поверить в собственные силы.
Ю.В. Геронимус [12] выделяет следующие факторы, которые способствуют появлению интереса к игре:
· удовольствие от контакта с партнером;
· удовольствие от демонстрации партнерам своих возможностей как игрока;
· азарт ожидания непредвиденных ситуаций;
· удовлетворение от успеха;
· корыстный интерес к денежному выигрышу и др.
Исходя из этого, применение игрового подхода в обучении являются закономерным. Именно на игровые мотивы опираются методы активного обучения [4].
В настоящее время, когда компьютерные технологии применяются во всех аспектах человеческой деятельности, необходимо разрабатывать и применять компьютерные деловых игр.
Компьютерные деловые игры (КДИ) - это учебно-тренингов система построенная на основе математической модели, описывающей приближенные к реальности ситуации по определенным правилам. КДИ позволяет отрабатывать навыки принятия решений в условиях меняющейся ситуации. Созданная при помощи КДИ имитация служит средством актуализации, применения и закрепления знаний. КДИ характеризуется динамизмом и непрерывным изменением ситуации под воздействием решений, а также непосредственном участии обучающегося в изучении процесса.
Современные концепции развивающего обучения утверждают, что умственная деятельность включает в себя не только чисто познавательные функции, но и эмоциональные отношения, и волевые акты. Исходя из этого, интенсификация умственной деятельности достигается путем напряжения волевых усилий совместно с другими сферами психической деятельности (внимание, восприятие, память, мышление и творческих функций). Однако установлено, что при релаксации (расслаблении физическом и психическом), происходит наиболее продуктивная деятельность. Именно в таком состоянии наблюдается эффект быстрого запоминания [9].
Особенностью деловой игры является то обстоятельство, что усвоение знаний, формирование умений, навыков происходит в условиях игровой модели профессиональной деятельности в ее предметных и социальных аспектах. В компьютерную деловую игру заложена идея расслабления, она позволяет почувствовать себя в другой роли, более успешной, независимой. Этим обусловлен большой интерес к компьютерным играм, как детей, так и взрослых.
Еще одним фактором, который влияет на повышенный интерес к КДИ, является потребность в самообразовании. С каждым днем дистанционное образование получает все большее распространение. Развитие компьютерных технологий и технологии интернет позволяют получать знания, где и когда удобно, затрачивая на это столько времени, сколько необходимо обучающемуся. ДО объединяет в себе качество знаний от обычных форм обучения и в тоже время сокращает временные затраты. В дистанционном обучении, средства КДИ и активные методы обучения являются основой учебного процесса.
Классификация компьютерных игр является довольно сложным вопросом. Это связанно с тем, что критерии принадлежности игр к тому или иному жанру не определены однозначно, классификация компьютерных игр недостаточно систематизирована, и в различных источниках могут различаться. Тем не менее, существует консенсус, к которому пришли разработчики игр:
. Аркада - игра, в которой игроку приходится действовать быстро, полагаясь в первую очередь на свою реакцию;
. Симулятор - всевозможные симуляторы реальных механизмов, техники, спортивные игры и т.д.;
. Стратегии - игры требующие планирования и выработки определенной стратегии для достижения некоторой цели. Разделяют два типа стратегий: пошаговые (TBS), где игроки по очереди делают свои ходы, и стратегии в реальном времени (RTS), где игрокам выполняют действия одновременно;
. Ролевые игры - главный герой обладает какими то характеристиками, которые влияют на его умения и способности. Обычно главной характеристикой является уровень, который необходимо прокачивать, выполняя задания и убивая других персонажей. Жанру свойственен большой мир, развитая сюжетная линия и вариативность ответов в диалогах;
. Головоломки - игры со сложной системой уровней, интерактивной системой поиска предметов. Как правило, не требует реакции от игрока.
КДИ могут быть представлены в любом из перечисленных жанров. Выбор жанра заключается в определении целей обучения, будь то стратегическое мышление или быстрое умножение, развитию реакции или изучению английского языка, разработке технических и методических средств реализации деловой игры.
Также компьютерные деловые игры можно поделить на два типа по количеству участников: коллективные и индивидуальные.
Коллективная КДИ рассчитана на участие группы игроков, где каждый участник самостоятельно принимает решения. Такая игра наиболее реалистичная, так как принятие решений предоставлено живым людям, а не компьютеру. В игре такого типа участники могут свободно обмениваться ролями, что позволяет им взглянуть на смоделированную ситуацию с разных сторон. Однако успех такой КДИ зависит не только от организации процесса, но и от первоначальных знаний участников. В случае если уровень знаний будет низкий, есть вероятность того, что у участников сложится неправильное представление о процессе и эффект будет отрицательным.
Индивидуальные КДИ отличается от коллективных тем, что в них моделируется не только ситуация и условная среда, но и действия всех участников, кроме одного. Такая игра рассчитана на самостоятельное обучение или самообразование. В этих играх человек за компьютером выполняет те или иные функции управления объектом, а компьютер одновременно создает ему конкретную среду, в которой функционирует виртуальное предприятие, и играет роль помощника во всех делах. Индивидуальные игры имеют потенциально большую аудиторию. Можно установить программу дома, на рабочем месте и проводить обучение. Выполненные участником задания хранятся в памяти компьютера, поэтому обсуждение результатов может проходить в любое удобное время. Также участник индивидуальной КДИ не зависит от уровня знаний участников игры и от их присутствия вообще, поэтому процесс прохождения игры и анализа принимаемых решений здесь происходит в разы быстрее, нежели при проведении коллективной КДИ.
Основным элементом любой КДИ является сценарий игры, так как в нем описана моделируемая модель, правила поведения и взаимодействия внутри игры, описаны основные элементы, свойства и параметры, роли и границы обязательств для каждой из них.
Для того чтобы развивать компетенции у студентов и специалистов, обучение необходимо проводить в условиях максимально приближенным к производственным.
Для имитации таких условий предполагается использовать модель
производственной деятельности, которая включает в себя все основные этапы
жизненного цикла процесса. Для ее реализации будем использовать
инструментальную среду разработки и проведения деловых игр - студия
компетентностных деловых игр (СКДИ). Структурная схема СКДИ представлена на
рис. 1.1.