Подготовка студентов к проектной деятельности по разработке программного обеспечения
МИНОБРНАУКИ РОССИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М.АКМУЛЛЫ»
ИНСТИТУТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра педагогики и психологии профессионального образования
Специальность: «Профессиональное обучение (информатика, ВТ и КТ)»
Курс IV
КУРСОВАЯ РАБОТА
Шарипова Руслана Азатовича
на тему
«ПОДГОТОВКА СТУДЕНТОВ К ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ»
Руководитель:
ст. преподаватель Н.Н. Пояркова
Работа допущена к защите __________
Заведующий кафедрой __________
Дата представления __________
Дата защиты __________
Оценка
Уфа 2012
Оглавление
Введение
Актуальность: необходимость формирования умений работать над проектами обусловлено объективным усложнением внешней среды – современное информационное (постиндустриальное) общество требует от современных предприятий гибкости и мобильности организационной структуры, и в частности активного использования проектного подхода к деятельности. В соответствии с данным подходом группа сотрудников, временно объединенная для работы над конкретным проектом, становится основной бизнес-единицей компании. В этом случае появляется возможность перераспределять ресурсы между приоритетными направлениями, формировать команды в зависимости от конкретных требований, определять четкие показатели результатов работы проектных команд и отдельных сотрудников. Широкое распространение проектного подхода в организации производства делает актуальным включение в профессиональную подготовку современных специалистов такого компонента как умение работать в команде над проектом.
Объект исследования – система профессиональной подготовки студентов, обучающихся по профилю Информатика и информационные технологии.
Предмет – процесс подготовки студентов педвуза к проектной деятельности по разработке программного обеспечения.
Цель исследования – выявление и обоснование содержания, форм, методов и средств подготовки студентов педвуза к проектной деятельности по разработке программного обеспечения.
Задачи:
– Определить сущность и структуру учебной проектной деятельности по разработке программного обеспечения;
- теоретически обосновать программы подготовки студентов к проектной деятельности по разработке программного обеспечения;
- разработать организационно-методическое сопровождение учебного проекта по разработке мультимедийного программного обеспечения;
- разработать организационно-методическое сопровождение учебного проекта по разработке информационной системы.
Данная работа состоит из двух глав:
Глава 1. Теоретические основы организации проектной деятельности студентов.
В первой главе исследуются:
- Сущность и структура учебной проектной деятельности по разработке программного обеспечения.
- Теоретическое обоснование программы подготовки студентов к проектной деятельности по разработке программного обеспечения.
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по подготовке студентов педвуза к проектной деятельности по разработке программного обеспечения.
Во второй главе исследуются:
Организация учебного проекта по разработке мультимедийного программного обеспечения.
- Организация учебного проекта по разработке информационной системы.
Глава 1. Теоретические основы организации проектной деятельности студентов
1.1 Сущность и структура учебной проектной деятельности по разработке программного обеспечения
Существует ряд определений понятия «проект»:
- некоторое предприятие с изначально установленными целями, достижение которых определяет завершение проекта;
- определенное предприятие с определенными целями, часто включающими требования по времени, стоимости и качеству достигаемых результатов;
план, который характеризуется совокупностью исключительных условий, например, указанием цели, временными, финансовыми, кадровыми и другими ограничениями, отделен от других мероприятий, предусматривается создание специальной организации для проведения проекта;
комплекс взаимосвязанных мероприятий, предназначенных для достижения (в течение заданного периода времени и установленном бюджете) поставленных задач с четко определенными целями.
На основании приведенных определений можно выделить существенные для любого проекта признаки:
основное содержание проекта – изменения некоторого объекта;
ограничение времени, необходимого для достижения цели и, следовательно, ограничение продолжительности проекта;
жесткое определение бюджета проекта и, следовательно, ограниченность требуемых ресурсов;
новизна содержания деятельности;
комплексность решения задач;
наличие правового и организационного обеспечения проекта.
Перечисленные признаки определяют необходимые для руководителя проекта умения. Управление проектом (project management) – это относительно новая научная дисциплина, раздел теории управления социально-экономическими системами, изучающий методы, формы и средства наиболее эффективного и рационального управления изменениями. Иногда project management определяют как искусство руководства и координации людских и материальных ресурсов на протяжении жизненного цикла проекта путем применения современных методов управления и информационных технологий для достижения определенных в проекте результатов по составу и объему работ, их стоимости, срокам и качеству. Целенаправленное освоение подобного искусства можно организовать только в рамках практико-ориентированных педагогических технологий.
Таким образом, в нашей работе мы будем рассматривать организацию работы над проектом одновременно и как средство подготовки студентов к совместной деятельности по разработке программного обеспечения.
По сути, знакомство студентов с основными приемами проектного менеджмента, описанными в международных стандартах управления проектами, является обращением к опыту референтных групп, в роли которых выступают крупные коммерческие фирмы, успешно работающие на рынке информационных продуктов. Это создает у студентов дополнительную мотивацию совместной деятельности в рамках учебных проектов. Проанализировав литературу, посвященную теории управления проектам, мы выделили минимально необходимый набор терминов, используемых в проектном менеджменте, и правил, регламентирующих организацию работ над проектом.
Одним из ключевых терминов является «жизненный цикл проекта» – полный набор последовательных фаз проекта, название и число которых определяется, исходя из предметной области проекта, технологии производства работ, характерных черт организаций, вовлеченных в проект. Основными фазами проекта являются:
фаза инициации (инициализации) проекта – определение цели и задачи проекта, ключевые характеристики; данная фаза завершается принятием решения о целесообразности открытия проекта;
концептуальная фаза проекта – разработка концепции предметной стороны проекта, определение состава задач, которые надо выполнить в проекте, распределение обязанностей по решению задач; данная фаза завершается подписанием договоров и контрактов;
фаза разработки – разрабатываются технические задания, рабочие планы проекта;
фаза реализации – исполнение технических заданий, выполнение рабочих планов проекта; данная фаза завершается вводом нового продукта или услуги в эксплуатацию, подписанием акта сдачи-приемки продукта (услуги);
фаза завершения проекта – подведение итогов проекта, их анализ, выводы и рекомендации для проведения будущих проектов данного профиля.
Знакомство с понятием «жизненный цикл проекта» способствует пониманию студентами целостной структуры совместной деятельности.
Подготовке студентов к совместной деятельности по созданию электронных образовательных ресурсов способствует обучение структурной декомпозиции работ проекта – графическому представлению совокупности взаимосвязанных элементов проекта различной степени детализации. В рамках проектного менеджмента чаще всего используют два вида структурной декомпозиции работ:
декомпозиция по функциональному принципу – анализируется предметная сторона проекта, выделяются составные функциональные части создаваемого продукта;
декомпозиция по хронологическому принципу – анализируются фазы жизненного цикла проекта и соответствующие им задачи.
Обучение первому виду декомпозиции направлено на формирование у студентов целостного представления о современных электронных образовательных ресурсах. Второй вид декомпозиции может выступать в качестве средства организации совместной деятельности членов студенческих микрогрупп.
Декомпозиция работ проекта по хронологическому принципу часто проводится с помощью диаграммы Ганта (или стрелочной диаграммы, диаграммы предшествования), образец которой представлен на рис.1.
Рис.1. Декомпозиция работ проекта по хронологическому принципу
(диаграмма Ганта)
Управление проектами принято рассматривать как системный процесс, включающий в себя подпроцессы управления предметной областью проекта, управление проектом по временным параметрам, управления информационным взаимодействием и документооборотом, управления стоимостью, качеством, рисками, персоналом, взаимодействием, безопасностью и другие процессы управления.
Также немаловажно отметить, что образовательный потенциал проектной деятельности заключается в возможности: создания у учащихся образа цельного знания; соединения усилий разных преподавателей для синтеза этого знания; повышения мотивации учащихся в получении дополнительных знаний; изучения важнейших методов научного познания (выдвинуть и обосновать замысел, самостоятельно поставить и сформулировать задачу проекта, найти метод анализа ситуации); рефлексии и интерпретации результатов.
Работа над проектом способствует воспитанию у учащихся: значимых общечеловеческих ценностей (социальное партнерство, толерантность, диалог); чувства ответственности, самодисциплины; способности к методичной работе и самоорганизации; желания делать свою работу качественно.
Участие в проектировании развивает: иссл
Сущность и ценность образовательных проектов состоят в том, чтобы научить учащихся проектировать собственную траекторию движения при решении того или иного социокультурного вопроса.
Виды проектной деятельности. Доминирующая деятельность, которую осуществляет учащийся, работая над проектом, во многом определяет тип проекта. Существуют различные типы проектов, которые позволяют преподавателю решать разнообразные дидактические задачи.
Практико-ориентированный проект. Цель проекта – решение практических задач. Проектным продуктом могут стать учебные пособия, макеты и модели, инструкции, памятки, рекомендации и т. п. Такой продукт имеет реальные потребительские свойства – он способен удовлетворить насущную потребность конкретного заказчика, класса, школы и т.п.
Исследовательский проект. Цель проекта – доказательство или опровержение какой – либо гипотезы. Проект выполняется по аналогии с научным исследованием: обязательное обоснование актуальности исследуемой проблемы, выдвижение гипотезы, осуществление эксперимента, проверка различных версий, анализ, обобщение и обнародование результатов. Проектным продуктом в данном случае является результат исследования, оформленный установленным образом.
Информационный проект. Цель проекта - сбор информации о каком – либо объекте или явлении для представления ее заказчику для дальнейшего использования по его усмотрению. Проектным продуктом могут стать статистические данные, результаты опросов общественного мнения, обобщение высказываний различных авторов по какому – либо вопросу и т.п. Результаты информационных проектов могут использоваться в качестве дидактического материала к урокам, могут быть опубликованы в школьной газете или выложены в Интернете.
Творческий проект. Цель проекта – привлечение интереса публики к проблеме проекта. Данный проект характеризуется свободным, творческим подходом к трактовке проблеме, к ходу работы и к презентации результатов. Результатом проекта, проектным продуктом могут стать литературные произведения, произведения изобразительного или декоративно – прикладного искусства, видеофильмы и т.п.
Игровой и ролевой проект. Цель – предоставление публике опыта участия в решении проблемы проекта. Проектным продуктом, как правило, является мероприятие (игра, состязание, викторина, экскурсия и тому подобное). При этом автор проекта выступает в какой – либо роли (организатор действия, ведущий, режиссер – постановщик, судья, литературный персонаж).
Тип проекта во многом связан с его целью, а значит, с задачами и способами работы учащегося. Преподаватель может направленно воздействовать на самостоятельное, активное приобретение учащихся знаний, на формирование необходимых для него умений и навыков.
Такие проекты позволяют не только получить новые знания, но и способствуют приобретению определенного социального опыта.
В соответствии с предметно-содержательной областью выделяют моно проекты и межпредметные проекты. Первые, как правило, выполняются на уроках одного предмета, хотя предусматривают подчас применение знаний из других дисциплин. Межпредметные проекты чаще всего выполняются во внеурочное время и требуют привлечения знаний по двум-трем предметам, что делает необходимой квалифицированную помощь учителей-предметников.
По характеру контактов проекты могут быть локальными, внутришкольными, региональными, национальными и международными.
Если в основе классификации
лежит количество исполнителей, то
различают индивидуальные и кол
И наконец, по
продолжительности проведения п
Разумеется, в реальной практике чаще всего приходится иметь дело со смешанными типами проектов, в которых, например, сочетаются признаки как информационных, так и прикладных.
1.2 Теоретическое обоснование программы подготовки студентов к проектной деятельности по разработке программного обеспечения
Проектная технология позволяет решать ряд специфических и очень важных образовательных задач, а именно: выдвигать темы проектов; определять свою позицию; вырабатывать самостоятельный взгляд на решение проблемы и в то же время понимать роль и значение групповой работы.
В настоящее время метод проекта всё чаще и чаще рассматривают как систему обучения, при которой учащиеся приобретают знания и умения. Проект способствует активизации познавательной деятельности, служит развитию креативности и одновременно способствует формированию определённых личностных качеств. В случае разработки и защиты групповых проектов развивается умение работать в коллективе; ощущать себя членом команды; брать ответственность за выбор решения на себя; разделять ответственность с другими; анализировать результаты деятельности и др.
К критериям оценки проектов относятся: социальная значимость проблемы, актуальность и важность поставленных проблем, самостоятельность разработки проекта, перспективность, результаты. При разработке учебных проектов дети на эти критерии могут ориентироваться и двигаться далее по линии их конкретизации.
В связи с этим, поиск новых подходов к современному образовательному процессу становится актуальной и значимой психолого-педагогической задачей. Одним из альтернативных направлений ее решения является переход от накопления знаний к становлению специалиста, способного к продуктивным решениям. Этого возможно достичь путем вовлечения студентов в творческую проектную деятельность, которая, по мнению ряда исследователей, оказывает благоприятное влияние на интеллектуальное, творческое развитие, рост активности и инициативы обучаемых, стимулирует самостоятельное освоение новых и интеграцию имеющихся знаний.
Обладая огромными потенциальными возможностями, проектная деятельность позволяет повысить качество ЗУН будущих профессионалов, воспитать личность на принципах единства учебного творчества с реальной практической деятельностью.
Однако проведенный среди студентов вузов констатирующий эксперимент свидетельствует, что более 60% респондентов имеют неопределенное представление о проектной деятельности, ее структурных этапах, способах, средствах и методах осуществления. Следовательно, проектную деятельность студентов необходимо формировать как в ходе специально организованного обучения, так и в рамках учебных предметов.
Курс базы данных, входящий в первоначальную ступень обучения будущих специалистов педагогической и инженерной направленности, является базой для дальнейшей специализации. Прикладной характер дисциплины дает возможность формировать структурные компоненты проектной деятельности на всех ее этапах.
Анализ теории и практики подготовки выпускников вузов показал значительное несоответствие их фактической подготовки уровню функционирования современного производства.
Актуальными остаются вопросы поиска, научно-педагогического обоснования и экспериментальной проверки условий формирования развивающей проектной деятельности студентов на занятиях по базам данных. Между тем, их решение может стать средством для развития проектной культуры студентов вузов и обозначить пути повышения эффективности подготовки обучаемых.
Таким образом, назрела потребность в разработке системы и условий формирования проектной деятельности студентов, связанной с развитием содержания и методики преподавания базы данных.
Актуальность проблемы, ее важность и недостаточная теоретическая и практическая разработанность послужили основанием для выбора темы исследования: «Подготовка студентов к проектной деятельности по разработке программного обеспечения».
Глава 2. Опытно-экспериментальная работа по подготовке студентов педвуза к проектной деятельности по разработке программного обеспечения
2.1 Организация учебного проекта по разработке мультимедийного программного обеспечения
Важную роль в учебном процессе играет обеспечение студентов методическими и учебными материалами по осваиваемому предмету. С появлением доступа к ресурсам локальных сетей и сети Интернет стала актуальной задача разработки мультимедийных электронных ресурсов по учебным курсам. Для улучшения понимания материала пособия авторы создают анимации, выполненные с использованием технологии Flash.
Основными преимуществами Flash-технологий являются:
- маленький размер получающихся файлов и, соответственно, более быстрая загрузка из сети. Flash использует векторный формат изображений и сжимает растровые и звуковые файлы;
- мощный событийно-управляемый язык. В Macromedia Flash используется специальный язык, при помощи которого можно создавать «интеллект» для своей страницы;
- дизайн. Flash имеет автоматическую поддержку anti-aliasing (антиалайсинг, сглаживание контуров с помощью смешения соседних цветов);
- удобство. Создавать простые страницы во Flash под силу даже неподготовленному пользователю;
- универсальность. В случаях, где необходима широкая интерактивность, графика, звук, и маленький размер, Flash незаменим.
Используя возможности Flash-технологий можно создавать электронные учебники, виртуальные лабораторные работы, демонстрации, интерактивные мультимедиа-презентации.
Мультимедийный продукт - интерактивная, компьютерная разработка, в состав которой могут входить музыкальное сопровождение, видеоклипы, анимация, галереи картин и слайдов, различные базы данных и
Этапы при разработке мультимедийного проекта:
- Выбор темы и постановка проблемы:
«Анимационный календарь 2012».
Данное мультимедийное приложение было создано, как итоговая работа по всем лабораторным работам в программе Adobe Flash по дисциплине «Мультимедиа».
- Анализ объекта.
Календарь 2012 состоит из пяти сцен, которые объединены общей темой «времена года». В каждой сцене имеется графическое изображение, которые были изначально созданы в графическом редакторе Adobe Photoshop CS4. При создании изображений, был использован графический планшет (дигитайзер). После создания «картины», добавили анимацию по типу «реального» представления действительности. Также на протяжении всего проекта сопровождалось озвучивание и музыка. В конце мультимедийного приложения была заключительная сцена об авторе и руководителе.
- Разработка сценария и синтез модели.
Прежде чем начать создавать любое мультимедийное приложение, нужно установить программу Adobe Flash. При этом нужно учесть пользователю системные характеристики своего компьютера. Данная программа имеет различные версии, из которых вы точно сможете подобрать себе подходящую.
«Анимационный календарь 2012» имеет шесть сцен, из которых кроме первого имеет графическое изображение и числа календаря. В первой сцене работы добавлена музыка, которое в дальнейшем будет сопровождать проект.
Началом мультимедийного проекта при воспроизведении является «осень». Всю работу можно представить наглядной схемой:
В сценарии заложено звуковое оформление, в нашем случае это музыка «Поль Мориа - «Токатта»».wav. При этом было учтено, что ни то ни другое не должно мешать друг другу. Можно предусмотреть возможность отключения звука.
В заключительной стадии работы по созданию мультимедийного проекта остается лишь все правильно структурировать и запустить проект.
- Вывод.
При разработке данного мультимедийного приложения можно сказать следующее:
- Учащийся закрепляет свои знания и умения при работе с данным продуктом.
- Можно реализовать проектную деятельность учащихся при разработке аналогично этому проекту коллективную работу.
- Создавая данный проект можно участвовать в различных конкурсах и олимпиадах по компьютерной графике.
- Учащийся объединяет и систематизирует свои знания и тем самым учится создавать «продукт», в независимости от дисциплины и т.д..
2.2 Организация учебного проекта по разработке информационной системы
Для того чтобы иметь хорошую информационную систему необходимо планировать ее создание. Именно поэтому вопрос планирования информационных систем рассматривается здесь отдельно. Процесс планирования должен начинаться с оценки текущей ситуации, определения миссии информационной системы, интенсивности использования информации, пользователей, оценки среды организации, места на рынке, ее сильных и слабых сторон, выработки стратегии, которая должна лечь в основу бизнес-плана по созданию информационной системы.
Под информационной системой следует понимать, как область науки и техники, которая включает совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на создание и применение систем сбора, передачи, обработки, хранения и накопления информации.
Понимание принципов построения и функционирования информационных систем (ИС) необходимо каждому специалисту с высшим образованием.
В настоящее время существует достаточно много стандартов и методологий, посвященных вопросам проектирования ИС.
Все они предполагают использование метода декомпозиции при проектировании – система разбивается на составные части, которые связаны и взаимодействуют друг с другом и образуют иерархическую структуру.
При разработке информационной системы следует определить:
объекты информационной системы (сущности в концептуальной модели);
их свойства (атрибуты);
взаимодействие объектов (связи) и информационные потоки внутри и между ними.
Разработка информационной системы ведется обычно в несколько этапов, на каждом из которых конкретизируются и уточняются элементы разрабатываемой системы.
Существует различные типы схем, иллюстрирующих жизненный цикл разработки ИС. На рис.2 показана каскадная схема с обратной связью.
Рис.2. Каскадная схема жизненного цикла ИС
Жизненный цикл разработки сложной системы в этом случае складывается из этапов анализа, проектирования, программирования и тестирования, внедрения и сопровождения, которые выполняются последовательно.
При проектировании ИС очень важен анализ существующей практики реализации информационных и производственных процессов и нормативной информации (законов, постановлений правительства, отраслевых стандартов), определяющих необходимый объем и формат хранения и передачи информации. Если радикальной перестройки сложившихся бизнес-процессов и информационных процессов (реинжиниринга) на предприятии не предвидится, модель ИС следует строить с учетом использующихся на предприятии методов и форм хранения и обработки информации в виде журналов, ведомостей, таблиц и т.п. бумажных носителей.
Схема формирования ИС представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема формирования информационной системы
Концептуальная модель (см. рис. 2) – отображает информационные объекты, их свойства и связи между ними без указания способов физического хранения информации (модель предметной области, иногда ее также называют информационно-логической или инфологической моделью). Информационными объектами обычно являются сущности – обособленные объекты или события, о которых необходимо сохранять информацию, имеющие определенные наборы свойств – атрибутов.
Физическая модель – отражает все свойства информационных объектов ИС и связи между ними с учетом способа их хранения – используемой СУБД.
Информационными объектами являются таблицы базы данных, соответствующие сущностям концептуальной модели, атрибутам соответствуют поля таблиц определенного типа и формата.
Внутренняя модель – база данных, соответствующая разработанной физической модели.
Внешняя модель – комплекс программных и аппаратных средств для работы с базой данных, обеспечивающий процессы создания, хранения, редактирования, удаления и поиска информации, а также решающий задачи выполнения необходимых расчетов и создания выходных печатных форм.
Создание базы данных средствами Microsoft Access.
Программное обеспечение для работы с базами данных используется на персональных компьютерах уже довольно давно. К сожалению, эти программы либо были элементарными диспетчерами хранения данных и не имели средств разработки приложений, либо были настолько сложны и трудны, что даже хорошо разбирающиеся в компьютерах люди избегали работать с ними до тех пор, пока не получали полных, ориентированных на пользователя приложений.
Microsoft Access - это функционально полная реляционная СУБД. В ней предусмотрены все необходимые вам средства для определения и обработки данных, а также для управления ими при работе с большими объемами информации. Что касается легкости использования, то Microsoft Access совершил здесь настоящий переворот, и многие для создания своих собственных баз данных и приложений обращаются именно к нему.
Система управления базами данных предоставляет вам возможность контролировать задание структуры и описание своих данных, работу с ними и организацию коллективного пользования этой информацией. СУБД также существенно увеличивает возможности и облегчает каталогизацию и ведение больших объемов хранящейся в многочисленных таблицах информации. СУБД включает в себя три основных типа функций: определение (задание структуры и описание) данных, обработка данных и управление данными. Все эти функциональные возможности в полной мере реализованы в Microsoft Access. В практике, как правило, необходимо решать и задачи с использованием электронных таблиц и текстовых процессоров. Например, после подсчета или анализа данных необходимо их представить в виде определенной формы или шаблоны. В итоге пользователю приходится комбинировать программные продукты для получения необходимого результата. В этом смысле все существенно упростят возможности, предоставляемые Microsoft Access.
