Сборник научных трудов_2013

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

«Информационные технологии в профессиональной деятельности» (3 курс) и «Информационные системы в профессиональной деятельности» (4 курс).

Комплекс - неотъемлемая часть информационно-образовательной среды. Особенно важно продумать комплекс для обучения студентов с учетом возможностей здоровья в учреждениях социального обеспечения и права.

Первым этапом разработки является создание модели информационнообразовательного комплекса для обучения студентов социально-правовой сферы. Представим данную модель с помощью инструментального средства AllFusion Process

Modeler.

Контекстная диаграмма IDEF0, отражающая верхний функциональный уровень информационно-образовательного комплекса для обучения студентов социальноправовой сферы (рис. 4).

Рис. 4. Контекстная диаграмма верхнего уровня «Информационно-образовательного комплекса для социально-правовой сферы»

На диаграмме показаны входной компонент - уровень подготовки студентов и выходной компонент - уровень подготовки выпускников. На комплекс оказывают управляющее воздействие приказы, распоряжения, устав колледжа; информация из справочно-правовых систем (СПС); Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС), учебный план, примерная рабочая программа дисциплины, календарнотематический план (КТП), учебно-методический комплекс по дисциплине (УМКД). Механизмами исполнения функций комплекса являются электронно-образовательные материалы (ЭОМ); АРМ (автоматизированное рабочее место) администратора; АРМ преподавателя; АРМ обучающегося.

После описания комплекса в целом проводится разбиение контекстной диаграммы верхнего уровня на крупные фрагменты, то есть функциональная декомпозиция. После декомпозиции контекстной диаграммы более подробно проводится декомпозиция каждого большого фрагмента системы на более мелкие, и так далее, до достижения нужного уровня подробности описания.

При декомпозиции контекстной диаграммы «Информационно-образовательный комплекс для социально-правовой сферы» создаётся дочерняя диаграмма IDEF0 (рис. 5).

101

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Рис. 5. Диаграмма декомпозиции «Информационно-образовательного комплекса для социально-правовой сферы»

Блок «Информационно-образовательный комплекс для социально-правовой сферы», который представляет систему в качестве единого модуля, детализируется на дочерней диаграмме с помощью нескольких блоков: «Обучить теоретическому информационному материалу»; «Провести контроль»; «Оценить результаты контроля»; «Заполнить методический кабинет».

Описанные выше блоки так же дополнительно декомпозируются, то есть графически интерпретируются декомпозиции подсистемы под такими же наименованиями.

После создания модели комплекса, блок, связанный с изучением материала, наполняют аудио, видео и графическим материалом, ЭОМ, практическим и игровым контентом. В блок проверки знаний и умений входят контрольные материалы, тесты, кроссворды и материалы для производственной практики. Результаты контроля находятся в сводных ведомостях, итоговых отчетах, электронном журнале и тем самым наполняют портфолио студента. Блок методического кабинета содержит разработки рабочих программ дисциплины, КТП, УМКД и системы оценивания.

Назначение и функционирование информационно-образовательного комплекса для обучения студентов социально-правовой сферы. С помощью разработанной модели мы можем представить работу информационно-образовательного комплекса, проанализировать деловые процессы организации обучения и проверить квалификацию выпускника, т.е. владение им общими и профессиональными компетенциями.

Информационно компетентным может считаться тот специалист, который:

в совершенстве владеет ИК-технологиями;

определяет свои потребности в информации, оценивать её и эффективно использует;

способен к постоянному саморазвитию в течение всей профессиональной жизни.

Для формирования у специалистов данных компетенций на занятиях необходимо применять современные методики преподавания. Для примера разработаем комплекс для дисциплины «Информатика и ИКТ» (1 курс). Используем методики преподавания и виды

102

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

работ, которые являются частью блоков нашего вышеописанного комплекса. Представим их в виде таблицы (табл. 1):

справочно-правовыми и информационно-правовыми системами, такие как: КонсультантПлюс, Гарант, Кодекс, Законодательство России и другие.

Специалисту нужно быстро и правильно решать задачи разного уровня сложности, связанных с его практической деятельностью, например, найти действующие документы, в которых говорится о размере пособий на детей для различных категорий граждан [2: с. 156].

Для решения таких задач можно использовать деловые игры, например, «Социальный работник» и «Юрист», а также интерактивные кроссворды, сканворды, ребусы.

Выпускники хорошо должны знать суды Российской Федерации и хорошо в них ориентироваться (табл. 2).

Успешно пользоваться государственными сайтами с юридической базой, например, Портал государственных и муниципальных услуг г. Москвы и Единый портал государственных и муниципальных услуг России.

В работе на уроках необходимо использовать индивидуальные (дифференцированные) задания для студентов, учитывая их способности. Студенты печатают юридические документы: обвинительные акты, протоколы судебных заседаний, справки, приказы, постановления и другие документы.

Одной из форм проведения дифференцированного зачета для блока «Провести контроль» может быть интерактивное тестирование, проводимое одновременно для всех

103

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

студентов группы. В этом случае удобно использовать систему MyTestX, которая с помощью встроенного редактора позволяет подготавливать разнообразные тесты, обеспечивает сбор и анализ результатов, выставляет оценки.

В настоящее время активно развивается дистанционное обучение. Оно используется для обучения студентов с ограниченными возможностями здоровья, инвалидов и временно больных. Студенты могут участвовать в образовательном процессе в интерактивном режиме on-line: получать знания от преподавателя, практические задачи, а так же взаимодействовать с другими студентами во время проведения, например, деловых игр.

Тот багаж знаний, который студенты получили на занятиях, применяется на практике. Каждый практикант получает задание и для их выполнения направляется в организации по специальностям: специалисты по социальной работе – в Управления и Центры социальной защиты населения, Пенсионные фонды, Детские благотворительные организации, Управы, Муниципалитеты, Префектуры; юристы – в Прокуратуры, Суды, Следственные управления МВД, Службы судебных приставов, Налоговые инспекции.

По новым стандартам обучения ФГОС профессиональные дисциплины образуют модули по тематике, поэтому на производственной практике перед студентом ставятся цели и задачи по профессиональному модулю.

Например, цели и задачи практики 2 курса обучения для специалистов по социальной работе могут быть:

формирование общих и профессиональных компетенций под контролем руководителя практики от Колледжа;

приобретение необходимых умений практической работы по специальности.

систематизация, углубление и закрепление теоретических знаний и практических умений, полученных на практических занятиях при изучении ПМ 01;

приобретение коммуникативных способностей.

После прохождения производственной практики студенты отчитываются руководителю–преподавателю – предоставляют дневник, характеристику, отчет, оценку деятельности практиканта, графические и фото-материалы.

Информационно-образовательный комплекс как средство управления учебным процессом позволяет эффективно обучать студентов и с ограниченными возможностями здоровья, а также анализировать их результаты. Мы использовали современные методики и виды работ для обучения юристов и специалистов по социальной работе в изучении информационных технологий. С использованием разработанной модели в среде AllFusion Process Modeler могут быть сформулированы четкие функциональные и технические требования к информационно-образовательному комплексу для социально-правовой сферы и даны рекомендации по проектированию и разработке специального программного обеспечения.

Достоинства комплекса – универсальность, модульность. Комплекс можно использовать в других областях образовательного процесса. Модульность позволяет модифицировать комплекс для любого количества обучающихся и преподавателей дисциплин.

Литература

1.Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ (ред. от 23.07.2013) «Об образовании в Российской Федерации», 115 с. - с. 3, 15-16.

2.Михеева Е.В. Практикум по информационным технологиям в профессиональной деятельности: учеб. пособие для студ. сред. проф. образования. – М.: Издательство центр «Академия», 2008. – 256 с. – с. 156.

104

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Рисунок 2. Расчет ch(20o) с точностью eps=0,0001

Пользуясь шаблоном расчета функции, далее возможно самостоятельное выполнение задания и формулирование выводов.

Например, задания для самостоятельного решения.

1.Начните выполнение работы с вычисления функции Y = ch(x) с помощью встроенной в Excel функции COSH().

2.Сравните с вычислениями функции Y = ch(x) с помощью разложения в ряд Тейлора и показанием встроенной функции.

3.Задайте длину мантиссы (число знаков после запятой при расчетах), задайте начальный интервал изменения аргумента Последовательно увеличивая число членов ряда, привлекаемых для вычисления суммы, визуально убедитесь в том, что для фиксированного x точность метода растет с ростом числа членов ряда n. Отметьте, что чем больше x, тем большее число членов ряда необходимо привлекать

для обеспечения необходимой точности.

1.Меняя длину мантиссы (число десятичных знаков), убедитесь, что наблюдаемый эффект возникает тем раньше, чем меньше это число. Задайте точность, например, eps=3. Объясните наблюдаемую картину.

2.Задайте интервал число десятичных знаков 6, длину мантиссы = 20. Сколько членов ряда n следует взять, чтобы получить заданную точность?

Использование информационно компьютерных технологий (ИКТ) для решения математических задач требует другой организации мышления, отличного от того, к которому привыкли студенты гуманитарных специальностей. Проведение лабораторных работ по математике в компьютерном классе избавляет от необходимости делать трудоемкие выкладки при решении задач. За время лабораторных занятий удается решить достаточное количество задач, чтобы овладеть определенным приемом. Применение ИКТ позволяет сосредоточиться на обсуждении результатов или способе решения поставленной задачи. Приведенный в примере метод выполнения лабораторных работ - решение определенного класса задач в макрокомандах, позволяет избежать перегруженности материала теоретическими сведениями, приобщить студентов к абстрактному и логическому мышлению, позволяет легче освоить необходимый математический аппарат. Задачный подход в процессе обучения, развивает навыки

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

Литература

1.Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года от 05 апреля 2002 г. // М.: Центр гуманитарной литературы «РОН», 2004.

2.Федеральные государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования. http://www.fgosvpo.ru/

3.Вербицкий А. А. Компетентностный подход и теория контекстного обучения. М.:

ИЦ ПКПС. 2004. 84 с.

4.Пономарева Л.А. Решение типовых задач с помощью Excel. – М.: МГПУ: 2013. 76с.

5.Ильин В. А., Садовничий В. А., Сендов Б. Х. Математический анализ, ч.1, изд. 3, ред. А.Н.Тихонов. М.: Проспект, 2004.

Мартишин С.А., Симонов В.Л., Храпченко М.В. ПРИМЕНЕНИЕ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫПУСКНИКОВ НАПРАВЛЕНИЯ

«ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ» МОСКОВСКОГО ГОРОДСКОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Application of free software for graduate design of students’ speciality "Information Technologies in Education" at Moscow City Pedagogical University

Мартишин Сергей Анатольевич., к.ф.-м.н., научный сотрудник; Институт системного программирования РАН,

отдел «Теоретической информатики» Симонов Владимир Львович, к.т.н., доцент,

Московский городской педагогический университет, Институт математики и информатики, кафедра Информационных систем и технологий Храпченко Марина Валерьевна, младший научный сотрудник,

Институт системного программирования РАН, отдел «Теоретической информатики»

Sergei Martishin, PhD, researcher,

Institute for System Programming of Russian Academy of Sciences, Theoretical Computer Science Department

Vladimir Simonov, PhD, associate professor, head of chair (v.simonov@rambler.ru), Moscow City Pedagogical University, Institute of Mathematics and Informatics,

Chair of Information Systems and Technologies,

Marina Khrapchenko, assistant researcher (khrapm@gmail.com), Institute for System Programming of Russian Academy of Sciences, Theoretical Computer Science Department

Аннотация: Рассмотрены программные средства свободного и свободно распространяемого программного обеспечения для выполнения дипломного проектирования направления подготовки «Информационные системы и технологии» (профиль «Информационные технологии в образовании»). Показана эффективность использования СУБД MySQL и средства визуального проектирования баз данных MySQL Workbench для построения ER-моделей с использованием нотаций IDEF1X и IE, при этом используется язык РНР и библиотека jQuery (JavaScript).

Abstract: Described is application of free software for graduate design of students of speciality "Information Systems and Technologies" (profile "Information Technologies in Education"). It is revealed the efficiency of utilization of the MySQL database and means of visual database

108

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

design MySQL Workbench to build the ER-models using notations IDEF1X and IE. Also used is the PHP language and jQuery library (JavaScript).

Ключевые слова: свободное программное обеспечение, учебные заведения, информационные технологии в образовании, дипломное проектирование, средство визуального проектирования баз данных MySQL Workbench, ER-модели, язык PHP, библиотека jQuery, язык сценариев JavaScript.

Key words: free software, education, information technologies in education, graduate design, means of visual database design MySQL Workbench, ER-models, PHP language, jQuery library, JavaScript language.

Выпускники направления подготовки «Информационные системы и технологии» профиля «Информационные технологии в образовании» при подготовке выпускной квалификационной работы (дипломного проекта) должны продемонстрировать теоретические знания, практические навыки выпускника и готовность к самостоятельной работе. Такие теоретические знания и практические навыки отражены в виде компетенций

в[2], и обобщенно их можно представить так:

исследование предметной области, анализ всей доступной информации по функционированию подобных систем в данной или смежных предметных областях, демонстрация актуальности решаемой задачи;

выделение объекта информатизации (автоматизации), формирование требований к проектируемой информационной системе (ИС);

обоснование проектных решений по реализации поставленной задачи;

разработка информационной модели системы и схемы взаимодействия модулей;

реализация функционала и интерфейса, что даст возможность пользователю решать свои задачи в рамках ИС;

оценка технической и экономической эффективности разработки.

Из сказанного следует, что основными и наиболее трудоемкими этапами дипломного проекта являются: формирование требований к разрабатываемому продукту, проектирование и реализация ИС [3, 5].

Очевидно, что для выполнения дипломного проектирования необходимо использовать такое программное обеспечение, которое, во-первых, является доступным, во-вторых, обладает необходимой функциональностью, в-третьих, требования к аппаратным ресурсам должны быть как можно ниже. Необходимо также, чтобы инструментальные средства были согласованы между собой. Таким образом, выбор из достаточно широкого спектра программного обеспечения (ПО) пал на свободное или свободно распространяемое программное обеспечение (СПО) по следующим причинам.

Российская Федерация, входя в мировое сообщество, следует нескольким стратегическим тенденциям. Первая из них - активная борьба с «пиратским» ПО и нарушением авторских прав. (Известны случаи уголовного преследования нелегального использования проприетарного ПО, и такие случаев становится всё больше). Поэтому использование СПО приемлемо тем, что, во-первых, позволяет не тратить как выпускнику, так и вузу значительные денежные средства на покупку и поддержание проприетарного ПО, во-вторых, даёт возможность старшекурсникам осуществлять полноценное прямое и обратное проектирование (прямой и обратный инжиниринг) достаточно сложных информационных систем в образовании, доводя их до конечного продукта. В-третьих, позволяет выпускнику быть качественно подготовленным к работе как на предприятиях, так и в средних учебных заведениях. Один из примеров успешного выполнения проекта автоматизации делопроизводства кафедры представлен в [13].

Вторая тенденция государства – правительство Российской Федерации взяло курс на переход федеральных органов исполнительной власти и федеральных бюджетных учреждений на использование свободного программного обеспечения в 2011 - 2015 годах

109

СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2013 год

[1], что положительно скажется как на безопасности, так и на экономических аспектах и значительно повысит технологический уровень (так, при использовании проприетарного ПО с закрытым кодом преподаватели вынуждены рассказывать только о том, как пользоваться данным ПО, в то время как при использовании СПО преподаватели уже рассказывают, как оно устроено, что является нетривиальной задачей и существенно повышает интеллектуальный уровень учебного процесса [15]). Поэтому будущим учителям – педагогам при обучении в МГПУ необходимо полноценно изучать СПО.

При подготовке преподавателями учебных курсов основной вопрос состоит в выборе операционной системы (ОС) [6, 9, 11]. В настоящее время все большую популярность в ВУЗах приобретает ОС Linux. Практически все Linux-системы являются СПО. Заметим, что для его установки достаточно обычного офисного компьютера с процессором, начиная с Pentium IV или аналогичного от AMD и 1 Gb оперативной памяти. В качестве web-сервера под ОС Linux используется Apache, который является свободным webсервером.

Поскольку на этапе формирования требований проводится изучение объекта информатизации и предметной области, описание бизнес-процессов системы («AS-IS» и «TO-BE») в некоторой стандартной нотации, то необходимо выбрать соответствующие средства. В настоящее время для моделирования бизнес-процессов широко используется нотация BPMN (Business Process Modeling Notation), разработанная Business Process Management Initiative, поддерживаемая Object Management Group. В качестве СПО для моделирования бизнес-процессов можно использовать один из следующих программных продуктов: ARIS Express, Modelio Free Edition (open source), Intalio|BPMS Community Edition (open source) и пр.

На этом же этапе следует осуществить выбор ПО для реализации проекта. Как было описано в [6, 10, 12], для данных целей наиболее удобным оказалось использование LAMP - набора серверного программного обеспечения. Помимо ОС Linux и web-сервера Apache, LAMP включает в себя СУБД MySQL и язык программирования, используемый для создания web-приложений PHP (или Perl), то есть содержит все необходимые для реализации ИС компоненты. Преимуществом использования LAMP является простота установки, полная согласованность используемого программного обеспечения и невысокие требования к ресурсам.

На этапе проектирования вне зависимости от того, принято ли решение о выполнении полностью уникальной разработки или частичном использовании готовых продуктов, необходимо произвести проектирование системы, включающее проектирование архитектуры системы и детальное проектирование. Основу системного проекта составляют модели проектируемой ИС, которые строятся на основе модели «ТОВЕ». На этом этапе также используются модели в нотации BPMN. Кроме того, на данном этапе выполняется проектирование базы данных, которая является ядром ИС.

Наряду с использованием LAMP, для визуального проектирования баз данных для СУБД MySQL имеется средство MySQL Workbench, которое позволяет проектировать, моделировать, создавать и эксплуатировать БД [7, 9]. Средство ориентировано на построение ER (Entity-Relationship) моделей, для которых поддерживаются две наиболее распространенные нотации: IDEF1X (методология структурного анализа для проектирования сложных ИС) и Information Engineering (IE), которая используется преимущественно в промышленности. С помощью MySQL Workbench также можно генерировать таблицы и связи между ними на основании построенной ER модели (прямой инжиниринг), восстанавливать структуры уже существующей на сервере БД (обратный инжиниринг), создавать SQL запросы и выполнять их.

На этапе реализации помимо баз данных и SQL-запросов, создаются программные модули, выполняющие требуемые функции и пользовательский интерфейс.

110