Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методические подходы к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений

Автореферат по педагогике на тему «Методические подходы к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений», специальность ВАК РФ 13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)
Автореферат
Автор научной работы
 Михаленок, Вячеслав Владимирович
Ученая степень
 кандидата педагогических наук
Место защиты
 Москва
Год защиты
 2004
Специальность ВАК РФ
 13.00.02
Диссертация по педагогике на тему «Методические подходы к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений», специальность ВАК РФ 13.00.02 - Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)
Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методические подходы к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений"

Михаленок Вячеслав Владимирович

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ УПРАВЛЯЕМЫХ СЕРВИСНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ КУРСА ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАТИКИ «WEB-ОРИЕНТИРОВАННАЯ ПЛАТФОРМА .NET»)

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень высшего профессионального образования)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва, 2004

Работа выполнена в Институте информатизации образования Российской академии образования, в Тестовой лаборатории средств вычислительной техники, информационных и коммуникационных технологий для образования.

Научный руководитгель - член-кор. РАО, доктор педагогических наук,

Ведущая организация - Московский городской педагогический университет

Защита состоится « декабря 2004 года в «/^ » часов на заседании диссертационного совета Д 008.004.01 в Институте информатизации образования Российской академии образования по адресу: 119121, г. Москва, ул. Погодинская, 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института информатизации образования Российской академии образования.

профессор И В. Роберт

Официальные оппоненты - доктор педагогических наук.

профессор Бешенков С.А.

- кандидат педагогических наук

Мартиросян Л.П.

Автореферат разослан ноября 2004 г.

Ученый секретарь

/

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Развитие информатики и информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), начавшееся еще в конце прошлого века и продолжающееся в настоящее время, привело к тому, что информационные объекты и процессы, их моделирование, а также методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения, использования информации и информационного взаимодействия, создание и использование современных распределенных приложений, являются одной из фундаментальных областей научного знания.

В настоящее время, в связи с бурным развитием вычислительной техники, операционных систем, технологий программирования, а также с необходимостью организации, анализа, представления информации и обеспечения доступа к ней, в том числе и в сетях, важное значение приобрели знания в области новой технологии программирования -сервисно-ориентированного программирования, и, как следствие, создания управляемых сервисно-ориентированных приложений. Под управляемым сервисно-ориентированным приложением будем понимать исполняемый код, работающий под управлением современных, Web-ориентированных платформ, и использующий сервисы, предоставляемые этими платформами. Сервисно-ориентированная технология программирования создана для устранения недостатков, выявленных предшествующими технологиями создания программ (высокая стоимость обслуживания, слабая надежность и масштабируемость при создании монолитных приложений, а также отсутствие общедоступных, ясно описанных интерфейсов, которые не связаны тесно с реализацией клиента или сервера, при использовании клиент-серверной технологии программирования).

Практически все современные Web-ориентированные платформы разработаны на базе современных стандартов и технологий программирования, в частности сервисно-ориентированного программирования, и аккумулируют знания и навыки, полученные при использовании традиционных технологий программирования.

Так, разрабатываемые приложения способны работать на любых компьютерных архитектурах (х86, IA64, Alpha, PowerPC) и под управлением любых операционных систем (Windows, Unix, Mac OS). Разрабатываемые приложения способны динамически, без вмешательства человека, взаимодействовать друг с другом, обмениваясь информацией. Упрощенная разработка программ, использующих возможности платформы Microsoft .NET (далее .NET) основывается на таких нововведениях, предлагаемых данной платформой, как интеграция языков программирования, единая программная модель, упрощенное развертывание приложений.

разрабатываемых приложений основываются на таких возможностях описываемой платформы, как автоматическое управление памятью, проверка безопасности типов, единый принцип обработки программных сбоев, улучшенная модель безопасности приложений. Разрабатываемые приложения способны поддерживать производительность при увеличении числа пользователей этих приложений, что особенно актуально для Интернет-приложений, количество пользователей которых может увеличиваться.

С точки зрения пользователей, программы, созданные с использованием технологий современных Web-ориентированных платформ обладают следующими преимуществами: доступ к нужной информации всегда, везде, с любого устройства; более продуктивное использование сетевых ресурсов, в частности Интернет; адаптация ресурсов к потребностям и предпочтениям каждого пользователя.

Вышесказанное определяет необходимость подготовки специалистов в области информатики к реализации возможностей современных Web-ориентированных платформ, в частности платформы .NET.

Вопросам отбора содержания и разработки методики преподавания информатики в общем и профессиональном образовании были посвящены работы С.А. Бешенкова, Л.Л. Босовой, Т.Б. Захаровой, С.С. Кравцова, А.А. Кузнецова, Э.И. Кузнецова, А.Г. Кушниренко, М.П. Лапчика, СВ. Панюковой, И.В. Роберт, Н.В. Софроновой и др. Отдельным аспектам исследований в области использования сетевых технологий в образовании посвящены работы О.В. Бурносовой, Н.Л. Дашниц, С.Д. Каракозова, Р.И. Круподерова, А.В. Могилева, Т.А. Пилиловой, Е.С. Полат, В.П. Тихомирова, А.Ю. Уварова и др.

Актуальной также является проблема возможности применения сервисно-ориентированных подходов и основанных на них возможностей Web-ориентированных платформ при создании образовательных информационных ресурсов, способных эффективно решать проблемы информационного учебного взаимодействия на базе Интернет. Вопросам учебного информационного взаимодействия посвящены работы И.В. Роберт, Ю.А. Прозоровой, ВА. Касторновой, А.Е. Шухмана и др. Одним из основных вопросов при информационном взаимодействии образовательного назначения является построение среды учебного информационного взаимодействия. Знания, умения и навыки, полученные при изучении возможностей Web-ориентированных платформ при создании и использовании программ, позволят учителям проектировать более функциональные сетевые программные решения при построении информационной среды учебного информационного взаимодействия, а также авторские учебные курсы, используя отечественный и зарубежный педагогический опыт.

Отметим тот факт, что все больше школ и вузов России подключаются к глобальной___компьютерной сети Интернет, создают локальные

компьютерные сети для управления образовательным процессом. Решение этих задач требует наличия квалифицированных специалистов в области информатики, подготовку которых в системе высшего образования необходимо улучшить.

Вместе с тем, анализ Государственного образовательного стандарта Высшего профессионального образования (специальность «Информатика») и содержания подготовки в области создания и использования программ на базе сетевых технологий в вузах показывает, что у обучаемых, как правило, формируются только пользовательские умения в сети Интернет. Такой подход не позволяет в должной мере обеспечить уровень подготовки будущих специалистов в области информатики и ИКТ к реализации таких компонентов их будущей профессиональной деятельности, как использование возможностей современных Web-ориентированных платформ при создании и использовании приложений. При обучении сетевым технологиям не рассматриваются вопросы применения сети Интернет при создании распределенных приложений. Вместе с тем, следует отметить необходимость изучения теоретических основ компьютерных сетей, а также использование Интернета с точки зрения средства управления ресурсами этой сети. В частности, в существующих курсах информатики не отражен вопрос влияния технологического потенциала Интернет/Интранет на технологии программирования.

Таким образом, проблема исследования заключается в возникшем противоречии между активным внедрением технологий современных Web-ориентированных платформ, в частности платформы .NET, в процессы создания и использования программного обеспечения, и недостаточной разработанностью методических подходов к обучению специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Актуальность исследования определяется необходимостью формирования у специалистов в области информатики представлений о роли современных Web-ориентированных платформ, а также сервисно-ориентированного подхода, лежащего в основе данных платформ, при разработке приложений; знаний о возможностях применения данного подхода в различных сферах применения человеческой деятельности, об овладении данным подходом и эффективном использовании возможностей данных платформ для решения поставленных задач, в том числе и учебных.

Объектом исследования является процесс обучения специалистов в области информатики реализации возможностей, предоставляемых Web-ориентированными платформами, при создании и использовании управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Предметом исследования являются методические аспекты обучения специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Цель исследования: разработка структуры и содержания курса, а также методических подходов к обучению специалистов в области информатики созданию и использованию приложений, основанных на технологиях Web-ориентированной платформы .NET.

В основу исследования была положена следующая гипотеза: обучение специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений может быть достигнуто при условии:

- соответствия содержания обучения принципам его отбора, блочно-модульной структуре, включающей блоки, представляющие технологии, языки программирования и общие вопросы проектирования приложений, а также модули, ориентированные на детализацию учебного материала, адекватно логике изложения;

- реализации требований к уровню освоения содержания обучения, ориентированного на формирование знаний и умений по использованию технологий платформы .NET.

В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой были определены следующие задачи исследования:

1. Проанализировать психолого-педагогическую, методическую и научно-техническую литературу, посвященную обучению в области информатики в аспекте создания и использования автономных и распределенных приложений.

2. Выявить характеристики и компоненты основных Web-ориентированных платформ в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений.

3. Сформулировать основные направления обучения специалистов созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений на основе реализации возможностей платформы .NET.

4. Систематизировать основные принципы отбора содержания и структурирования учебного материала для обучения специалистов в области информатики к реализации возможностей платформы .NET при разработке управляемых сервисно-ориентированных приложений.

5. Разработать блочно-модульную структуру и содержание курса обучения созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

6. Экспериментально проверить уровень обученности в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений в рамках профильного курса информатики «Web-ориентированная платформа Microsoft .NET».

Методологической основой исследования явились фундаментальные работы в области педагогики и психологии (Ю.К. Бабанский, В.П.

Беспалько, В.В. Давыдов, В.В. Краевский, И.Я. Лернер), структуры и содержания курса информатики и ИКТ, а также подготовки специалистов-информатиков (Я.А. Ваграменко, Л.Х. Зайнутдинова, А.А. Кузнецов, Э.И. Кузнецов, М.П. Лапчик, В.П. Линькова, Н.И. Пак, СВ. Панюкова, И.В. Роберт, А.Я. Савельев, В.И. Сердюков, Н.В. Софронова и др.), автоматизированных обучающих систем (С.Г. Данилюк, А.А. Павлов, Ю.А. Романенко, В.И. Сердюков и др.), работы в области технологий программирования Ф. Брукса, Г. Буча, Э. Дейкстры, Э. Иордана, Д. Лебланка, С.А. Орлова, Ч. Петзольда, Д. Рихтера, Б.Страуструпа, Э. Троелсена, М. Ховарда и др.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

- анализ литературы по педагогике, методике преподавания информатики, по психологии, теории эксперимента;

- изучение и анализ опыта преподавания специальных сертифицированных курсов;

- наблюдение, беседа, анкетирование, проведение занятий по разработанному курсу, педагогический эксперимент.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в формулировании основных направлений обучения специалистов в области информатики применению сервисно-ориентированных технологий; в выявлении возможностей Web-ориентированных платформ в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений; в описании основных направлений реализации возможностей платформы .NET в процессе обучения специалистов в области информатики; в систематизации принципов отбора содержания учебного материала; в разработке' требований к уровню освоения содержания обучения, ориентированных на формирование знаний и умений использования технологий современных Web-ориентированных платформ.

Практическая значимость исследования состоит в разработке структуры и содержания курса «Web-ориентированная платформа .NET», а также в создании методических подходов к обучению специалистов в области информатики данному курсу. Кроме того, разработанные содержание и программа курса «Web-ориентированная платформа .NET» в виде блочно-модульной структуры могут быть использованы на практике в системе высшего образования при изучении ИКТ на курсах информатики.

Апробация результатов исследования проводилась на Всероссийских научно-методических конференциях, семинарах Института информатизации образования РАО (2002, 2003, 2004 гг.), на семинарах кафедры прикладной математики МАТИ-РГТУ (1999, 2000, 2001 гг.), на Международной конференции «Применение новых технологий в образовании» в г. Троицк Московской области (2003, 2004 гг.), научно-технической конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2002 г.).

Автором получены сертификаты курсов Microsoft по направлению «Разработчик .NET». Экспериментальной базой служила Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого. Результаты исследования были апробированы в дистанционном режиме обучения с использованием авторского сайта (http://www.webmatrixhosting.com/).

Обоснованность и достоверность проведенного исследования, его результатов и выводов обусловлены методологической и теоретической обоснованностью исходных данных, опорой на теоретические разработки в области психологии, педагогики, методики преподавания информатики, использования ИКТ в обучении, совокупностью разнообразных методов исследования, адекватных суги проблемы; согласованностью полученных выводов с основными положениями современной концепции информатизации образования, а также результатами педагогического эксперимента.

Положения, выносимые на защиту;

1. Формирование содержания обучения специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений основано на направлениях реализации возможностей Web-ориентированных платформ, в том числе предоставляемых платформой .NET и на принципах отбора содержания учебного материала.

2. Реализация методических подходов к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений, основанных на требованиях к уровням овладения способами их создания, блочно-модульной структуре содержания, обеспечивает формирование у обучаемых представлений об основах сервисно-ориентированного подхода к разработке приложений, знаний в области использования технологий, предоставляемых платформой .NET.

Структура диссертации. Диссертационное исследование состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, формируется его цель, гипотеза, формулируются объект и предмет исследования, обосновывается научная новизна и теоретическая значимость работы, характеризуются основные методы исследования и приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматривается современное состояние подготовки специалистов в области информатики к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Анализ психолого-педагогической, методической и научно-технической литературы показал, что традиционные подходы и

технологии программирования не позволяют решать следующие проблемы: создание платформонезависимых, масштабируемых, безопасных приложений, возникших в связи с бурным развитием сетевых технологий; слабая связь существующих языков программирования с сетевыми возможностями, предоставляемыми Интернет/Интранет (сетевые возможности выглядят как дополнительные возможности, предоставляемые основными языками программирования и использование данных возможностей представляется трудоемким процессом); создание надежного и безопасного программного обеспечения. Кроме того, использование таких технологий, как двухбайтовая кодировка Unicode и XML в качестве основного средства хранения и структурирования сетевой информации позволяют создавать современные, масштабируемые, расширяемые приложения. Раздельное изучение создания традиционных (автономных и клиент-серверных) и Интернет-приложений неоправданно усложняет обучение специалистов в области информатики. Также выявлено несоответствие подготовки специалистов в области информатики современному этапу развития информационных технологий и доказано, что практически отсутствует целенаправленная подготовка данных специалистов к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

В работе выявлены следующие характеристики сервисно-ориентированных платформ:

- способность использования сервисов способами, которые не были предусмотрены разработчиками, что достигается путем размещения их интерфейсов (разработчики могут комбинировать различные сервисы для создания программных систем);

- способность использовать сервисы в любой программной среде, что требует независимости платформы от среды выполнения и способа передачи данных;

- мобильность, свидетельствующая о возможности перемещения кода между компонентами сети и являющаяся ключевой возможностью для обеспечения взаимодействия различных сервисов;

- доступность, свидетельствующая о высокой отказоустойчивости важных сервисов, а также о возможности создания производительных решений;

- безопасность, являющаяся одной из важнейших характеристик, так как именно она обеспечивает надежность создаваемых систем.

Под сервисом будем понимать реализуемую программными средствами систему для поддержки взаимодействия компьютеров через сеть. Интерфейс сервиса описывается на языке WSDL. Другие системы взаимодействуют с сервисом способом, указанным в его описании, используя сообщения в определенном стандарте (SOAP), передаваемые с использованием стандартных протоколов (HTML, XML) и в сочетании с другими стандартами, относящимися к Web.

Выявлены основные компоненты сервисно-ориентированного подхода в программировании: контракты, коннекторы, контейнеры, контексты.

Анализ технологий современных Web-ориентированных платформ позволил выделить основные характеристики данных платформ: независимость приложений, работающих под управлением данных платформ от архитектуры компьютера и операционных систем; интеграция и масштабируемость данных приложений; ориентация на сетевые технологии; мобильность, доступность и упрощенное развертывание.

Определены факторы (интеграция языков программирования, единая программная модель, автоматическое управление памятью, проверка безопасности типов, единый принцип обработки сбоев, соответствие требованиям стандартов ее основных технологий, доступность методической литературы, а также наличие разработанного программного обеспечения), позволяющие считать платформу .NET предметом для изучения технологий современных Web-ориентированных платформ. В работе рассматриваются основные составляющие платформы .NET, являющиеся предметом обучения для специалистов в области информатики: Web-сервисы, оболочки и библиотеки, стандарты обмена, среда разработки, компонентная модель, объектная модель, единая языковая среда.

Изучение содержания различных курсов (программирование на языке С#, программирование Microsoft .NET Framework, на языке С#, разработка Windows-приложений для Microsoft .NET на Visual C#, программирование ADO .NET, разработка Web-приложений ASP .NET с использованием Visual Studio .NET, разработка XML Web-сервисов с использованием Microsoft ASP .NET, разработка СОМ+ приложений с использованием Microsoft .NET Enterprise Services, анализ требований и разработка архитектуры решения на основе Microsoft .NET, создание запросов в Microsoft SQL Server 2000 с использованием Transact-SQL, программирование баз данных в Microsoft SQL Server 2000) позволило сделать следующие выводы:

- содержание курсов по сервисно-ориентированным технологиям имеет разрозненный характер, непоследовательно изложено и ориентировано на выработку у обучаемых адаптивного уровня знаний и умений, несмотря на то, что внедрение их в образовательный процесс началось, и они вводятся как в системе образования компьютерных фирм, так и в системе высшего образования (например МГТУ им. Баумана, где все студенты, изучающие курсы по программированию на платформе .NET, с основным дипломом получают диплом специалиста .NET);

- недостаточный контроль полученных знаний, умений и навыков (вопросы по контролю усвоения материала имеют общий характер и не направлены на решение практических задач);

- тематика лабораторных работ не предусматривает творческого подхода к выполнению заданий (тип данных работ можно охарактеризовать принципом «напиши то, получишь другое»);

- научно-методические разработки представлены на английском языке, отсутствует русскоязычная информация;

- вопросам, связанным с созданием безопасных приложений должно уделяться серьезное внимание в процессе обучения специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

При рассмотрении содержания курсов, изучающих основные технологии платформы .NET, выявлено, что обучение применению технологий .NET сейчас проходит по двум направлениям:

- с использованием языка программирования С#;

- с использованием языка программирования Visual Basic .NET.

Включение в обучение специалистов в области информатики

изучения современного, объектно-ориентированного языка программирования С# позволяет им быстро создать приложения любого класса для платформы .NET. Выбор С# удачен при построении широкого класса приложений от компонент уровня бизнес-логики до приложений системного уровня. Используя простые конструкции С#, компоненты могут быть преобразованы в XML Web Services, что позволяет использовать их через Интернет, из любого языка, любой операционной системы.

Определены основные направления обучения специалистов созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений на основе реализации возможностей платформы .NET: характерные особенности объектно-ориентированного программирования;

инструментарий объектно-ориентированного программирования в среде .NET; безопасность разработки приложений; создание традиционных (консольных и Windows) приложений; создание Web-ориентированных приложений на базе платформы .NET; технологии создания и использования баз данных на базе платформы .NET; создание сервисно-ориентированных приложений; проектирование приложений.

В исследовании выделены следующие возможности применения сервисно-ориентированных платформ, в частности .NET, в образовании:

- знакомство с современными базами данных;

- использование возможностей современных Web-ориентированных платформ при построении сред учебного информационного взаимодействия, функционирующих на базе локальных и глобальных сетей;

- использование возможностей современных Web-ориентированных платформ в управлении образовательным процессом в школах и вузах;

- изучение современных технологий программирования: сервисно-ориентированного программирования на базе современных Web-

ориентированных платформ, СОМ-технологии, визуального программирования и т.д.

Выявлены и обоснованы основные направления применения

технологий Web-ориентированных платформ в обучении: предметное;

инструментальное (применение указанных технологий в качестве инструмента познания окружающей действительности и самопознания); развивающее; практическое.

Во второй главе рассматриваются структура и содержание обучения специалистов в области информатики использованию возможностей платформы .NET при создании управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Анализ работ различных авторов (Ю.К. Бабанского, Ю.С. Брановского, Э.И. Кузнецова, В.И. Леднева, И.Я. Лернера, М.Н. Скаткина, и др.) по отбору содержания обучения, определению принципов и критериев отбора, а также общим принципам построения вузовской подготовки (СИ. Архангельский, ВА. Сластенин и др.) позволил выделить следующие принципы отбора содержания курса «Web-ориентированная платформа .NET»:

- принцип взаимосвязи содержания курса с содержанием дисциплин, предусмотренных стандартом, что позволяет осуществлять отбор содержания курса исходя из содержания некоторых общепрофессиональных дисциплин и дисциплин предметной подготовки);

- принцип блочно-модулъной структуры формирования содержания курса обучения в области создания и использования технологий платформы .NET, что позволяет легко менять структуру и содержание курса с учетом уровня подготовки специалистов, количество часов, выделенных на обучение, быстро реагировать на изменения в области информатизации образования;

- принцип прикладной направленности позволяет осуществлять отбор содержания, направленного на решение практических задач по обеспечению самостоятельных практико-ориентированных действий при создании современных приложений;

• - принцип научности содержания,- принцип доступности;

- принцип практико-ориентированности;

- принцип связи обучения с жизнью.

Исходя из предложенных принципов отбора содержания обучения специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений сформулированы содержательные блоки, представляющие программу разработанного курса «Web-ориентированная платформа .NET»: " БЛОК1. Основы объектно-ориентированного программирования.

Основные возможности языка программирования С#.

БЛОК 2. Программирование с использованием возможностей среды .NET Framework.

БЛОКЗ. Создание безопасных управляемых сервисно-ориентированных приложений.

БЛОК 4. Использование технологий баз данных при создании управляемых сервисно-ориентированных приложений.

БЛОК 5. Разработка приложений, использующих технологии Web-ориентированных платформ.

БЛОК 6. Введение в сервисно-ориенитрованную архитектуру.

БЛОК 7. Анализ требований и проектирование упраатяемых сервисно-ориентированных приложений.

На основе анализа и синтеза знаний и умений, приобретаемых специалистами в области информатики, были выделены два этапа обучения. На первом этапе изучения сервисно-ориентированного программирования специалист знакомится с основными технологиями, предоставляемыми платформой .NET, в результате чего он должен получить необходимый уровень знаний, умений и навыков в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений. Перечислим их.

Знания: Структура программы на С#; встроенные типы; выражения. Условные операторы и операторы цикла. Введение в классы. Ссылочные и структурные типы. Пространства имен. Модификаторы доступа. Конструкторы класса. Статические методы класса. Наследование. Исключения и техника обработки исключений. Пользовательские исключения. Делегаты и события. Свойства и индексаторы. Атрибуты. Пользовательские атрибуты. Знакомство с управляемой средой выполнения. Архитектура .NET. Common Language Runtime. Управляемый и неуправляемый код. Типы угроз и уязвимостей программного обеспечения. Средства безопасности, предоставляемые средой .NET Framework. Безопасный доступ кода (Code Access Security). Безопасность, основанная на ролях (Role-based Security). Криптография. Управляемые поставщики данных. Присоединенная среда для работы с данными. Знакомство с классом DataSet. Связь с данными в компонентах.

Умения: Объявление класса и создание объекта. Создание и использование методов класса. Перегрузка методов. Переопределение методов. Объявление интерфейсов. Использование исключений. Массивы. Создание и использование делегатов. Создание и использование событий. Работа с типами. Основы управления памятью в среде .NET Framework. Создание сборок. Использование сборок. Введение в базовые классы .NET Framework. Развертывание и внедрение .NET приложений. Контроль версий. Перенос существующих приложений в .NET. Разработка безопасных приложений. Извлечение и обработка данных. Работа с данными в отсоединенной среде.

Навыки: Проектирование интерфейса приложения с использованием

среды разработки Visual Studio .NET. Использование обработчиков событий. Отладка приложения.

На втором этапе специалисты обучаются использованию компонентов при разработке приложений. Для закрепления лекционного материала предлагается «метод проектов», технология использования которого при обучении программированию описана в исследованиях ДА. Слинкина, Н.Ю. Пахомовой и др. Приведем перечень знаний и умений, которыми должен овладеть специалист на втором этапе обучения.

Знания: Управляемые компоненты. Этапы разработки компоненты: выбор класса предка; создание модуля компоненты; добавление в новую компонент)' свойств, методов и событий; тестирование; регистрация компоненты в среде .NET Framework. Структура сборок. Статическая и динамическая компоновка. Создание и использование библиотек. Исключительные ситуации и библиотеки DLL. Многозадачность и многопоточность. Управление системы управления памятью в среде .NET Framework: виртуальная память, отображаемые в памяти файлы, стек, куча, автоматическое управление памятью. Создание многопоточных приложений. Критические секции, мьютексы, семафоры как методы синхронизации потоков. Приоритет потоков.

Умения: использовать функции библиотеки классов .NET Framework при разработке приложений; создавать многопотоковые приложения; разрабатывать библиотеки динамической компоновки и использовать их в приложениях; создавать компоненту и размещать ее в глобальном кэше сборок (GAC). Использовать новые компоненты при разработке приложений.

Проверка уровня обученности специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений в рамках курса «Web-ориентированная платформа .NET» проводилась в экспериментальной группе из 30 человек.

Так как предлагаемый курс не изучался ранее в высших учебных заведениях, гипотеза эксперимента заключалась в следующем: реализация методических подходов к обучению специалистов созданию и использованию технологий платформы .NET в учебной и профессиональной деятельности позволит:

- большинству обучаемых достигнуть эвристического уровня овладения различными технологиями платформы .NET;

- сформировать у обучаемых профессиональную готовность к применению данных технологий в учебной и профессиональной деятельности;

- создать необходимый базовый запас знаний, умений и навыков обучаемых, необходимый для самообразования в области использования описываемых технологий.

Адекватно уровням овладения способами организации информационной деятельности с помощью технологий платформы .NET был разработан комплекс задач и вопросов теста.

В ходе эксперимента была осуществлена экспертная оценка структуры и содержания предлагаемого курса, проводилось обучение, определялся достигнутый уровень обученности специалистов в области информатики. С целью оценки достигнутого слушателями уровня обученности проводилось тестирование. Тест считался пройденным успешно, если обучаемый правильно отвечал на 15 вопросов из 20. Анализ результатов, полученных в ходе тестирования, показал, что 24 человека из 30 (что составляет 80 % от общего числа обучаемых) успешно справились с тестом, а среднее количество правильных ответов составило

Это позволяет сделать вывод о том, что в результате обучения курсу «Web-ориентированная платформа .NET» большинство обучаемых достигло эвристического уровня знаний в области использования технологий Web-ориентированной платформы .NET.

Подобные результаты были получены и в ходе дистанционного обучения на сайте http://www.webmatrixhosting.com. 31 человек из 37 (более 80 %), изучавших данный курс дистанционно, успешно справился с тестом. Среднее количество правильных ответов составило

В конце эксперимента обучаемым предлагалось выполнить курсовой проект. Максимальная оценка за курсовой проект составляла 20 баллов. Число обучаемых, успешно выполнивших курсовой проект, составило 26 человек, что составляет 87 % от общего числа обучаемых. Средняя оценка

за курсовой проект составила

"t!

В результате анализа выполнения курсовых проектов был сделан вывод о том, что изучение основных модулей курса «Web-ориентированная платформа .NET» позволяет обеспечить необходимый запас знаний, умений и навыков у обучаемых в области использования технологий Web-ориентированной платформы .NET; сформировать готовность к применению данных технологий в учебной и профессиональной деятельности.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. На основе проведенного анализа психолого-педагогической, методической и научно-технической литературы выявлено несоответствие подготовки специалистов в области информатики современному этапу развития ИКТ, в частности было доказано, что практически отсутствует

целенаправленная подготовка данных специалистов в области применения технологий, предоставляемых современными, Web-ориентированными платформами, при создании и использовании управляемых сервисно-ориентированных приложений. Анализ использования технологий Web-ориенитрованных платформ показал, что традиционные подходы и технологии программирования не позволяют решать проблемы создания платформонезависимых, масштабируемых, безопасных приложений, адекватных современным сетевым технологиям.

2. Выявлены основные характеристики современных Web-ориентированных платформ в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений в обучении: независимость приложений, работающих под управлением данных платформ от архитектуры компьютера и операционных систем, интеграция и масштабируемость данных приложений, ориентация на сетевые технологии, мобильность, доступность и упрощенное развертывание; а также основные компоненты сервисно-ориентированного подхода в программировании (контракты, компоненты, коннекторы, контейнеры, контексты). Выявленные компоненты платформы .NET (интеграция языков программирования, единая программная модель, автоматическое управление памятью, проверка безопасности типов, единый принцип обработки сбоев, соответствие требованиям стандартов ее основных технологий, доступность методической литературы, а также наличие разработанного программного обеспечения, реализующего технологии данной платформы) обосновывают выбор указанной платформы для создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений.

3. Выявлены и обоснованы основные направления реализации возможностей платформы .NET в процессе обучения информатике: предметное, изучающее современные Web-ориентированные платформы в информатике; инструментальное, предполагающее реализацию социального заказа в области подготовки специалистов высшей школы к использованию современных информационных технологий в учебной деятельности; в качестве инструмента познания окружающей действительности; развивающее, предполагающее как развитие личности обучаемых, так и поддержание мотивации применения сервисно-ориентированных технологий в учебной деятельности; практическое, подразумевающее формирование умений применения данных технологий в учебной деятельности в целях повышения эффективности обучения.

На базе вышеизложенного были сформулированы основные направления обучения специалистов созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений на основе реализации возможностей платформы .NET: характерные особенности объектно-ориентированного программирования; инструментарий объектно-ориентированного программирования в среде .NET;

безопасность разработки приложений; создание традиционных (консольных и Windows) приложений; создание Web-ориентированных приложений на базе платформы .NET; технологии создания и использования баз данных на базе платформы .NET; создание сервисно-ориентированных приложений; проектирование приложений.

4. Обоснованы и систематизированы основные принципы совершенствования содержания обучения специалистов в области информатики: принцип взаимосвязи содержания дисциплины подготовки с содержанием других дисциплин, предусмотренных стандартом, позволяющий осуществлять отбор содержания дисциплины исходя из содержания некоторых общепрофессиональных дисциплин и дисциплин предметной подготовки; принцип блочно-модульной структуры формирования содержания подготовки в области создания и использования технологий платформы .NET, который позволяет легко менять структуру и содержание дисциплины с учетом уровня подготовки слушателей, количества часов, выделенных на подготовку, быстро реагировать на изменения в области информатизации образования, дает возможность использовать разработанную программу дисциплины в системе дополнительного образования; принцип прикладной направленности, позволяющий осуществлять отбор содержания, направленного на решение практических задач по обеспечению самостоятельных практико-ориентированных действий при создании управляемых сервисно-ориентированных приложений; принцип научности содержания; принцип доступности; принцип практико-ориентированности; принцип связи обучения с жизнью.

5. На базе предложенных принципов разработана блочно-модульная структура курса обучения специалистов в области информатики к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений, состоящая из следующих блоков: основы объектно-ориентированного программирования, программирование с использованием возможностей среды .NET Framework, создание безопасных приложений, использование технологий баз данных при создании приложений, разработка приложений, использующих технологий Web-ориентированных платформ, введение в сервисно-ориентированную архитектуру, анализ требований и проектирование приложений. Разработаны методические рекомендации к изучению технологий Web-ориентированных платформ при разработке и использовании приложений.

6. Экспериментальная проверка уровня обученности в области создания и использования управляемых сервисно-ориенитрованных приложений в рамках профильного курса информатики «Web-ориентированная платформа .NET» показала, что применение методических подходов к обучению специалистов в рамках изучения данного курса обеспечивает достижение большинством обучаемых (более 80 %) эвристического уровня обученности специалистов в области

информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений. Изучение данного курса позволило большинству обучаемых получить необходимый запас знаний, умений и навыков в области использования технологий Web-ориентированной платформы .NET и сформировать готовность к применению этих технологий в учебной и будущей профессиональной деятельности.

Основные положения диссертационного исследования отражены в следующих работах:

1. Михаленок В.В. Электронная информационная панель как средство управления образовательным процессом в учебных заведениях // Ученые записки ИИО РАО. - 2002. - Вып. 6. - С. 103-111.

2. Михаленок В.В. Особенности создания современных систем управления учебным процессом с использованием новых Web-ориентированных технологий // Ученые записки ИИО РАО. - 2003. - Вып. 8.-С. 239-242.

3. Михаленок В.В. Об использовании возможностей современных Web-ориентированных платформ при обучении программированию и построении открытого образовательного пространства // Ученые записки ИИО РАО. - 2003. - Вып. 9. - С. 236-244.

4. Михаленок В.В. Подготовка студентов высших учебных заведений в области создания информационных программных систем на основе сервисно-ориентированного подхода в программировании // Материалы XV Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». - Троицк, 2004. - С. 110-111.

5. Михаленок В.В. Современные Web-ориентированные платформы, используемые для построения информационных систем // Ученые записки ИИО РАО. -2003. -Вып. 10. - С. 213-224.

6. Михаленок В.В. Развитие технологий программирования // Ученые записки ИИО РАО. - 2004. - Вып. 14. - С. 213-224.

7. Михаленок В.В. Создание безопасного программного обеспечения //Ученые записки ИИО РАО. -2004. -Вып. 14. - С. 210-218

8. Роберт И.В., Шварцберг СМ., Михаленок В.В. Лабораторный практикум по Microsoft Word для студентов гуманитарных специальностей к курсу «Информатика, применение информационных и коммуникационных технологий»: Учебно-методическое пособие. - М.: Издательство УРАО. - 2003. - 56 с.

9. Михаленок В.В. Создание информационных систем на базе реализации возможностей Web-ориентированных платформ (.NET). Часть I. С# как средство разработки информационных систем. - М.: ИИО РАО, 2004.-100 с.

10. Михаленок В.В. Создание информационных систем на базе реализации возможностей Web-ориентированных платформ (.NET). Часть И. Основные возможности платформы .NET. - М.: ИИО РАО, 2004. - 202 с.

Издательство Института содержания и методов обучения РАО Москва, 103062, ул.Макаренко, д.5/16. Тираж 100 экз.

о у 2

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Михаленок, Вячеслав Владимирович, 2004 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОБУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ WFB-OPHFHTHPOBAHHblX ПЛАТФОРМ ПРИ СОЗДАНИИ УПРАВЛЯЕМЫХ СЕРВИСНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ. И

1.1. Анализ технологий программирования и тенденции их развитая

1.2. Анализ содержания обучения специалистов в области информатики созданию и использованию сервисно-ориентированных приложений

1.3. Характеристики основных \УеЬ-ориентированных щатформ. предназначенных для создания и испотьзования управляемых сервисно-ориентированных приложений

1.4. Основные направления обучения специалистов созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных притожений на основе реализации возможностей платформы .NET

ГЛАВА 2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ОБУЧЕНИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАС ГИ ИНФОРМАТИКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПЛАТФОРМЫ .NET ПРИ СОЗЛАНИИ УПРАВЛЯЕМЫХ СЕРВИСНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

2.1. Принципы отбора содержания обучения специалистов в области информатики созданию приложений, использующих возможности платформы .NET

2.2. Блочно-модульная структура содержания курса информатики «Web-ориентированная платформа .NET»

2.3. Методические подходы к обучению специалистов в обтасти информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений в рамках курса «Web-ориентированная платформа .NET»

2.4. Требования к уровням обученности специалистов в об части информатики испотьзованию технотогий платформы .NET при создании управляемых сервисно-ориентированных приложений

2.5. Педагогический эксперимент проверки уровня обученности специалистов в области информатики созданию и испотьзованию управляемых сервисно-ориентированных притожений в рамках курса «Web-ориентированная платформа NET»

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методические подходы к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений"

Актуальность исследования. Развитие информатики и информационных и коммуникационных технологий (ИКТ), начавшееся еще в конце прошлого века и продолжающееся в настоящее время, привело к тому, что информационные объекты и процессы, их моделирование, а также методы и средства получения, преобразования, передачи, хранения, использования информации и информационного взаимодействия, создание и использование современных распределенных приложений, являются одной из фундаментальных областей научного знания.

В настоящее время, в связи с бурным развитием вычислительной техники, операционных систем, технологий программирования, а также с необходимостью организации, анализа, представления информации и обеспечения доступа к ней, в том числе и в сетях, важное значение приобрели знания в области новой технологии программирования -сервисно-ориентированного программирования, и, как следствие, создания управляемых сервисно-ориентированных приложений. Под управляемым сервисно-ориентированным приложением будем понимать исполняемый код, работающий под управлением современных, Web-ориентированных платформ, и использующий сервисы, предоставляемые этими платформами. Сервисно-ориентированная технология программирования создана для устранения недостатков, выявленных предшествующими технологиями создания программ (высокая стоимость обслуживания, слабая надежность и масштабируемость при создании монолитных приложений, а также отсутствие общедоступных, ясно описанных интерфейсов, которые не связаны тесно с реализацией клиента или сервера, при использовании клиент-серверной технологии программирования).

Практически все современные Web-ориентированные платформы разработаны на базе современных стандартов и технологий программирования, в частности сервисно-ориентированного программирования, и аккумулируют знания и навыки, полученные при использовании традиционных технологий программирования.

Так, разрабатываемые приложения способны работать на любых компьютерных архитектурах (х86,1Л64, Alpha, PowerPC) и под управлением любых операционных систем (Windows, Unix, Mac OS). Разрабатываемые приложения способны динамически, без вмешательства человека, взаимодействовать друг с другом, обмениваясь информацией. Упрощенная разработка программ, использующих возможности платформы Microsoft .NET (далее .NET) основывается на таких нововведениях, предлагаемых данной платформой; как интеграция языков программирования, единая программная модель, упрощенное развертывание приложений. Повышение надежности и безопасности разрабатываемых приложений основываются на таких возможностях описываемой платформы, как автоматическое управление памятью, проверка безопасности типов, единый принцип обработки программных сбоев, улучшенная модель безопасности приложений. Разрабатываемые приложения способны поддерживать производительность при увеличении числа пользователей этих приложений, что особенно актуально для Интернет-приложений, количество пользователей которых может увеличиваться.

С точки зрения пользователей, программы, созданные с использованием технологий современных Web-ориентированных платформ обладают следующими преимуществами: доступ к нужной информации всегда, везде, с любого устройства; более продуктивное использование сетевых ресурсов, в частности Интернет; адаптация ресурсов к потребностям и предпочтениям каждого пользователя.

Вышесказанное определяет необходимость подготовки специалистов в области информатики к реализации возможностей современных Web-ориентированных платформ, в частности платформы .NET.

Вопросам отбора содержания и разработки методики преподавания информатики в общем и профессиональном образовании были посвящены работы С.А. Бешенкова, Л.Л. Босовой, Т.Б. Захаровой, С.С. Кравцова, А.А. Кузнецова, Э.И. Кузнецова, А.Г. Кушниренко, М.П. Лапчика, С.В. Панюковой, И.В. Роберт, Н.В. Софроновой и др. Отдельным аспектам исследований в области использования сетевых технологий в образовании посвящены работы О.В. Бурносовой, H.J1. Дашниц, С.Д. Каракозова, Р.И. Круподерова, А.В. Могилева, Т.А. Пилиловой, Е.С. Полат, В.П. Тихомирова, А.Ю. Уварова и др.

Актуальной также является проблема возможности применения сервисно-ориентированных подходов и основанных на них возможностей Web-ориентированных платформ* при создании образовательных информационных ресурсов, способных эффективно решать >. проблемы информационного учебного взаимодействия на базе Интернет. Вопросам учебного информационного взаимодействия посвящены работы И.В. Роберт, Ю.А. Прозоровой, В.А. Касторновой, А.Е. Шухмана и др. Одним из основных вопросов при информационном взаимодействии образовательного назначения является построение среды учебного информационного взаимодействия. Знания, умения и навыки, полученные при изучении возможностей Web-ориентированных платформ при создании и использовании программ, позволят учителям проектировать более функциональные сетевые программные решения при построении информационной среды учебного информационного взаимодействия, а также авторские учебные курсы, используя отечественный и зарубежный педагогический опыт.

Отметим тот факт, что все больше школ и вузов России подключаются к глобальной компьютерной сети Интернет, создают локальные компьютерные сети для управления образовательным процессом. Решение этих задач требует наличия квалифицированных специалистов в области информатики, подготовку которых в системе высшего образования необходимо улучшить.

Вместе с тем, анализ Государственного образовательного стандарта Высшего профессионального образования (специальность «Информатика») и содержания подготовки в области создания и использования программ на базе сетевых технологий в вузах показывает, что у обучаемых, как правило, формируются только пользовательские умения в сети Интернет. Такой подход не позволяет в должной мере обеспечить уровень подготовки будущих специалистов в области информатики и ИКТ к реализации таких компонентов их будущей профессиональной деятельности, как использование возможностей современных Web-ориентированных платформ при создании и использовании приложений. При обучении сетевым технологиям не рассматриваются вопросы применения сети Интернет при создании распределенных приложений. Вместе с тем, следует отметить необходимость изучения теоретических основ компьютерных сетей, а также использование Интернета с точки зрения средства управления ресурсами этой сети. В частности, в существующих курсах информатики не отражен вопрос влияния технологического потенциала Интернет/Интранет на технологии программирования.

Таким образом, проблема исследования заключается в возникшем противоречии между активным внедрением технологий современных Web-ориентированных платформ, в частности платформы .NET, в процессы создания и использования программного обеспечения, и недостаточной разработанностью методических подходов к обучению специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Актуальность исследования определяется необходимостью формирования у специалистов в области информатики представлений о роли современных Web-ориентированных платформ, а также сервисно-ориентированного подхода, лежащего в основе данных платформ, при разработке приложений; знаний о возможностях применения данного подхода в различных сферах применения человеческой деятельности, об овладении данным подходом и эффективном использовании возможностей данных платформ для решения поставленных задач, в том числе и учебных.

Объектом исследования является процесс обучения специалистов в области информатики реализации возможностей, предоставляемых Web-ориентированными платформами, при создании и использовании управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Предметом исследования являются методические аспекты обучения специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

Цель исследования: разработка структуры и содержания курса, а также методических подходов к обучению специалистов в области информатики созданию и использованию приложений, основанных на технологиях Web-ориентированной платформы .NET.

В основу исследования была положена следующая гипотеза: обучение специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений может быть достигнуто при условии:

- соответствия содержания обучения принципам его отбора, блочно-модульной структуре, включающей блоки, представляющие технологии, языки программирования и общие вопросы проектирования приложений, а также модули, ориентированные на детализацию учебного материала, адекватно логике изложения;

- реализации требований к уровню освоения содержания обучения, ориентированного на формирование знаний и умений по использованию технологий платформы .NET.

В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой были определены следующие задачи исследования:

Проанализировать психолого-педагогическую, методическую и научно-техническую литературу, посвященную обучению в области информатики в аспекте создания и использования автономных и распределенных приложений.

2) Выявить характеристики и компоненты основных Web-ориентированных платформ в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений.

3) Сформулировать основные направления обучения специалистов созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений на основе реализации возможностей платформы .NET.

4) Систематизировать основные принципы отбора содержания и структурирования учебного материала для обучения специалистов в области информатики к реализации возможностей платформы .NET при разработке управляемых сервисно-ориентированных приложений.

5) Разработать бл очно-модульную структуру и содержание курса обучения созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений.

6) Экспериментально проверить уровень обученности в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений в рамках профильного курса информатики «Web-ориентированная платформа Microsoft .NET».

Методологической основой исследования явились фундаментальные работы в области педагогики и психологии (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.В. Давыдов, В.В. Краевский, И .Я. Лернер), структуры и содержания курса информатики и ИКТ, а также подготовки специалистов-информатиков (Я.А. Ваграменко, JT.X. Зайнутдинова, А.А. Кузнецов, Э.И. Кузнецов, М.П. Лапчик, В.П. Линькова, Н.И. Пак, С.В. Пашокова, И.В. Роберт, А.Я. Савельев, В.И. Сердюков, Н.В. Софронова и др.), автоматизированных обучающих систем (С.Г. Данилюк, А.А. Павлов, Ю.А. Романенко, В.И. Сердюков и др.), работы в области технологий программирования Ф. Брукса, Г. Буча, Э. Дейкстры, Э. Йордана, Д. Лебланка, С.А. Орлова, Ч. Петзольда, Д. Рихтера, Б.Страуструпа, Э. Троелсена, М. Ховарда и др.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

- анализ литературы по педагогике, методике преподавания информатики, по психологии, теории эксперимента;

- изучение и анализ опыта преподавания специальных сертифицированных курсов;

- наблюдение, беседа, анкетирование, проведение занятий по разработанному курсу, педагогический эксперимент.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключаются в формулировании основных направлений обучения специалистов в области информатики применению сервисно-ориентированных технологий; в выявлении возможностей Web-ориентированных платформ в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений; в описании основных направлений реализации возможностей платформы .NET в процессе обучения специалистов в области информатики; в систематизации принципов отбора содержания учебного материала; в разработке требований к уровню освоения содержания обучения, ориентированных на формирование знаний и умений использования технологий современных Web-ориентированных платформ.

Практическая значимость исследования состоит в разработке структуры и содержания курса «Web-ориентированная платформа .NET», а также в создании методических подходов к обучению специалистов в области информатики данному курсу. Кроме того, разработанные содержание и программа курса «Web-ориентированная платформа .NET» в виде блочно-модульной структуры могут быть использованы на практике в системе высшего образования при изучении ИКТ на курсах информатики.

Апробация результатов исследования проводилась на Всероссийских научно-методических конференциях, семинарах Института информатизации образования РАО (2002, 2003, 2004 гг.), на семинарах кафедры прикладной математики МАТИ-РГТУ (1999, 2000, 2001 гг.), на Международной конференции «Применение новых технологий в образовании» в г. Троицк

Московской области (2003, 2004 гг.), научно-технической конференции «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2002 г.). Автором получены сертификаты курсов Microsoft по направлению «Разработчик .NET». Экспериментальной базой служила Военная академия ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого. Результаты исследования были апробированы в дистанционном режиме обучения с использованием авторского сайта (http://www.webmatrixhosting.com/).

Обоснованность и> достоверность проведенного исследования, его результатов и выводов обусловлены методологической и теоретической обоснованностью исходных данных, опорой» на теоретические разработки в области психологии, педагогики, методики преподавания информатики, использования ИКТ в обучении, совокупностью разнообразных методов исследования, адекватных сути проблемы; согласованностью полученных выводов с основными положениями современной концепции информатизации образования, а также результатами педагогического эксперимента.

Положения, выносимые на защиту:

1. Формирование содержания обучения специалистов в области информатики созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений основано на направлениях реализации возможностей Web-ориентированных платформ, в том числе предоставляемых платформой .NET и на принципах отбора содержания учебного материала.

2. Реализация методических подходов к созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений, основанных на требованиях к уровням овладения способами их создания, блочно-модульной структуре содержания, обеспечивает формирование у обучаемых представлений об основах сервисно-ориентированного подхода к разработке приложений, знаний в области использования технологий, предоставляемых платформой .NET.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

в ходе проведенного теоретического и экспериментального исследования получены следующие основные результаты.1. На основе проведенного анализа психолого-педагогической, методической и научно-технической литературы выявлено несоответствие подготовки специалистов в области информатики современному этапу развития ИКТ, в частности было доказано, что практически отсутствует целенаправленная подготовка данных специалистов в области применения технологий, предоставляемых современными, Web-ориентированными платформами, при создании и использовании управляемых сервисно ориентированных приложений. Анализ использования технологий Web-

ориенитрованных платформ показал, что традиционные подходы и технологии программирования не позволяют решать проблемы создания платформонезависимых, масштабируемых, безопасных приложений, адекватных современным сетевым технологиям.2. Выявлены основные характеристики современных Web-

ориентированных платформ в области создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений в обучении: независимость приложений, работающих под управлением данных платформ от архитектуры компьютера и операционных систем, интеграция и масштабируемость данных приложений, ориентация на сетевые технологии, мобильность, доступность и упрощенное развертывание; а также основные компоненты сервисно-ориентированного подхода в программировании (контракты, компоненты, коннекторы, контейнеры, контексты). Выявленные компоненты платформы .NET (интеграция языков программирования, единая программная модель, автоматическое управление памятью, проверка безопасности типов, единый принцип обработки сбоев, соответствие требованиям стандартов ее основных технологий, доступность методической литературы, а также наличие разработанного программного обеспечения.реализующего технологии данной платформы) обосновывают выбор указанной платформы для создания и использования управляемых сервисно-ориентированных приложений.3. Выявлены и обоснованы основные направления реализации возможностей платформы .NET в процессе обучения информатике: предметное, изучающее современные Web-ориентированные платформы в информатике; инструментальное, предполагающее реализацию социального заказа в области подготовки специалистов высшей школы к использованию современных информационных технологий в учебной деятельности; в качестве инструмента познания окружающей действительности; развивающее, предполагающее как развитие личности обучаемых, так и поддержание мотивации применения сервисно-ориентированных технологий в учебной деятельности; практическое, подразумевающее формирование умений применения данных технологий в учебной деятельности в целях повышения эффективности обучения.На базе вышеизложенного были сформулированы основные направления обучения специалистов созданию и использованию управляемых сервисно-ориентированных приложений на основе реализации возможностей платформы .NET: характерные особенности объектно ориентированного программирования; инструментарий объектно ориентированного программирования в среде .NET; безопасность разработки приложений; создание традиционных (консольных и Windows) приложений создание Web-ориентированных приложений на базе платформы .NET технологии создания и использования баз данных на базе платформы .NET создание сервисно-ориентированных приложений; проектирование

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Михаленок, Вячеслав Владимирович, Москва

1. Microsoft Corporation Тестирование производительности Web- приложений Microsoft .NET /Пер. с англ. — М.: Издательско-торговый дом "Русская редакция", 2003. - 352с.

2. Microsoft Corporation Основы Microsoft Visual Studio .NET 2003 /Пер. англ. - М.: Издательско-торговый дом "Русская редакция", 2003. - 464 с.

3. Авдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации. - М.: ВЛАДОС, 1994 .- 336 с.

4. Андреев А.Ю. Современные языки программирования - результаты эволюции http://home.perm.ru/-strannik/st_txt_prog_01 .html

5. Андреев А.Ю. Сравнение языков программирования Си++, Паскаль и Ада (Си, Модула-2, Оберон-2 и Ява) http://home.perm.ru/strannik/st_txt_prog_02.html

6. Антипов И.Н. Содержание и методы обучения программированию в средних учебных заведениях. Дисс. ... д-ра пед. наук. - М., 1981

7. Бабанский Ю.К. Оптимизация процесса обучения. Общеобразовательный аспект. - М.: Просвещение, 1977. - 213 с.

8. Бабушкина И.А. Визуальное программирование в программе подготовки учителей информатики //Проблемы современного математического образования в педвузах и школах России. - Киров, 2001

9. Балл Г.А. Теория учебных задач. - М.: Педагогика, 1990. - 1984с.

10. Баранова Е.В. Теория и практика объектно-ориентированного проектирования содержания обучения средствам информационных технологий. Автореф. дисс. ... д-ра пед. наук. - СПб, 2000, 36 с.

11. Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем. - Воронеж, 1977. - 298с.

12. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М., 1995.-336 с.

13. Бешенкое А. Проблемы профильного обучения информатике. - М.: ИОШ РАО, 1993. - 90 с.

14. Бешенкое А., Бекзатое Б.А. О перспективах развития курса информатики в общеобразовательной школе // Педагогическая информатика, 1998. - №1.

15. Брукс Ф. Мифический человеко-месяц или как создаются программные системы: Пер. с англ. - Спб.: Символ-Плюс, 1999, 390с.

16. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на C++, 2-е изд./Пер. с англ. - М.: «Издательство БИНОМ», СПб.: «Невский диалект», 1999 г. - 560 с.

17. ВендровЛ.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем — http://kirill.iuf.net/network/database/case/index.shtml

18. Вендров A.M. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем: Учебник. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 352с.

19. Веревка Н.В. Совершенствование подготовки студентов педвузов в области управления образовательным процессом в школе на основе применения информационных технологий. Автореф. дисс. ... к-та пед. наук.-М., 2001,26 с.

20. Гальперин П.Я. Основные результаты исследований по проблеме «Формирование умственных действий и понятий». М., 1965.

21. Гарнаев А.Ю. Самоучитель Visual Studio .NET 2003, - Спб: БХВ- Петербург, 2003

22. ГейнА.Г. Изучение информационного моделирования как средство реализации межпредметных связей информатики с дисциплинами естественнонаучного цикла: Автореф. дис ... д-ра пед.наук. - М., 2000, 48 с.

23. Горлицкая СИ. Метод проектов в развивающем обучении информатике. Автореферат на соискание ученой степени канд. пед, наук (13.00.02). -СПб., 1995-18 с.

24. Грабарь М.И. Измерение и оценка результатов обучения. - Москва, ИОСО-Рао, 2000.

25. Грабарь М.И., Краснянская К.А. Применение математической статистики в педагогических исследованиях. Непараметрические методы. - М., Педагогика, 1997, 147 с.

26. Григорьев Г. Методика проведения педагогического эксперимента. - М., 1998,31с.

27. Гуннерсон Э. Введение в С#. Библиотека программиста. - Спб: Питер, 2001.-304 с.

28. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического и экспериментального психологического исследования. - М.: Педагогика. 1986 - 240 с.

29. Дарахвелидзе П.Г., Марков Е.П. Разработка Web-служб средствами Delphi. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 672с.

30. Дашниц Н.Л. Методические подходы к подготовке педагогических кадров в области комплексного использования информационных и коммуникационных технологий в школе. Диссертация на соискание ученой степени канд. пед. наук (13.00.02). - Москва, 2003. - 278 с.

31. Добудъко Т.В. Формирование профессиональной компетентности учителя информатики в условиях информатизации образования: Автореф. дис ... д-ра пед. наук. М., 1999, 44 с.

32. Дубовцев А.В. Microsoft .NET в подлиннике. - СПб: БХВ-Петербург, 2004

33. Елисеев Г.В. Самоучитель. Программирование в среде Delphi 8 for .NET. - М.: Диалектика, 2004.

34. Жалдак М.И. Система подготовки учителя к использованию информационных технологий в учебном процессе. Дисс. ... д-ра пед. наук. - М . , 1989

35. Жданов А. Применение информационных технологий в учебном процессе педагогического института и педагогических исследованиях. Автореферат ...канд. пед. наук. - М., 1992. - 36 с.

36. Загвязинский В.И. Методология и методика дидактического исследования. -М. : Педагогика, 1982. - 160 с.

37. Звенигородский Г.А. Сравнительный анализ языков программирования, используемых в школьном учебном процессе Проблемы шк. информатики: Сб. науч. тр. / Под ред. А.П.Ершова. - Новосибирск, 1986. -С. 24-38.

38. Зима В.М., Молдовян А.А., Молдовян Н.А. Безопасность глобальных сетевых технологий - 2-е изд. - Спб: БХВ-Петербург, 2003

39. Зыков СВ. Введение в теорию программирования. Курс лекций. Учебное пособие. - М.: ИНТУИТ.РУ "Интернет-университет информационных технологий", 2004, 400 с.

40. Игумнов Г.В. Информатизация - приоритетное направление развития образования // Информатика и образование, 1999, № 4. - 3-4.

41. Йордан Э. Структурное проектирование и конструирование программ, — М., Мир, 1979

42. Калмыков А.А., Хачатуров Л.А. Организация виртуальных образовательных сред. Научное обеспечение открытого образования: Научно-методический и информационный сборник. - М.: Моск. гос. ун-т экономики, статистики и информатики, 2000. - 86-101.

43. Касаткин В.М. Информация, алгоритмы, ЭВМ: Пособие для учителя. - М.: Просвещение, 1991, 191 с.

44. Касторнова В.А. Методика создания и использования прикладных программ на основе мультимедиа технологии в обучении информатике. Дис. канд. пед. наук. - М., 1998. - 160 с.

45. Кирсанов Д. Веб-дизайн: книга Дмитрия Кирсанова.-СПб.:Символ-Плюс, 1999.-376С.

46. Колин К.К. Курс информатики в системе образования: современное состояние и перспективы развития / В кн. Системы и средства информатики. Вып. 8. - М.: Наука. Физматлит, 1996. - 74-83

47. Концепция информатизации сферы образования Российской Федерации -http://vv\vw.infonnika.rii/text/goscom/infonTiat.html.

48. Костенко И.Е. Методические средства изучения телекоммуникационных технологий при подготовке учителя информатики. Автореферат...канд. пед. наук. - М., 2000. - 22 с.

49. Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения (методологический анализ). - М.: Педагогика, 1977. - 264 с.

50. Краснова Г.А., Соловое А.В., Беляев М.И. Технологии создания электронных обучающих средств. — М.: МГИУ, 2001. - 223 с.

51. Круподеров Р.И. Телекоммуникации как средство дифференциации обучения. Автореферат ...д-ра пед. наук. -М.:1997. - 38 с.

52. Кручинина Г.А. Дидактические основы формирования готовности будущего учителя к использованию новых информационных технологий. Дисс... д-ра пед. наук. - М , 1996.

53. Кузнецов Э.И. Общеобразовательные и прикладные аспекты изучения информатики и вычислительной техники в педагогических институтах. Дисс. д-ра пед. наук. - М, МПГУ, 1990.

54. Лавина Т.А. Содержание подготовки студентов педвузов к применению современных информационных технологий в будущей профессиональной деятельности. Дисс... канд. пед. наук. -М. , 1996,-278 с.

55. Лаптев В.В., Швецкий М.В. Метод демонстрационных примеров в обучении информатике студентов педагогического вуза // Педагогическая информатика. - 1994. - №2 - 7-16.

56. Лапчик М.П. Информатика и информационные технологии в системе общего и педагогического образования. - Омск: Изд-во Омского гос. пед. университета, 1999. - 276 с.

57. Лапчик М.П. Информатика и технологии: компоненты педагогического образования // Информатика и образование, 1991. - №6. - 3-8.

58. Леднев B.C. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. -М.: Высщ. шк., 1991. - 224 с.

59. Леонтьев А.Н. Деятельность, сознание, личность.-М., 1977, 304 с.

60. Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. - М.: педагогика, 1981.-186 с.

61. Липаев В. В. Надежность программных средств. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». - М.: СИНТЕГ, 1998, 232 с.

62. Липаев В.В. Обеспечение качества программных средств. Методы и стандарты. Серия «Информационные технологии». М.: СИНТЕГ, 2001. -380 с.

63. Ломов Б.Ф. Научно-технический прогресс и средства умственного развития человека. // Психологический журнал. 1985. т 6,

64. Мак-Амис, Дэвид Профессиональная работа с Crystal Reports для Visual Studio .NET.: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2003.-352 с.

65. Масшбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. - М.: Педагогика, 1988. - 191 с.

66. Миронова Н.И. Проблемы и особенности обучения современному программированию в профильных классах старше!! школы. — http://ito.edu.rU/20Q2/I/2/T-2-93.html.

67. Могилев А.В. Развитие методической системы подготовки по информатике в педагогическом вузе в условиях информатизации образования: Автореф. дис ... д-ра пед.наук. - Воронеж, 1999, 40 с.

68. Мукашева М.У. Методические особенности изучения некоторых тем в обучении языку программирования Турбо Паскаль. -http://ito.edu.ru/2002/I/l/I-l-l 018.html.

69. Назарова Т.С., Полат Е.С. Средства обучения: технология создания и использования. М., 1998. - 204 с.

70. Новиков СВ. Принципы разработки интернет-учебников //Информатика и образование, 2001, № 10.

71. Ноутон П., Шилдт Г. Java 2: Пер. с англ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 1072 с.

72. Ньюкомер Э. Веб-сервисы. Для профессионалов. - Спб: Питер, 2003

73. Окулов СМ., Пестов А.А., Пестов О.А. Информатика в задачах. - Киров, 1998, 340 с.

74. Панюкова СВ. Теоретические основы разработки и использования средств информационных и коммуникационных технологий в личностно ориентированном обучении. Автореферат ...доктора пед. наук. - М.:1998. - 42 с.

75. Пахомова Н.Ю. Развитие методики использования «учебных проектов» при обучении информатики в общеобразовательной школе. Автореф. дис. ... канд. пед. наук. -М. , 1997. - 19 с.

76. Первин Ю.А. Обучение программированию и использованию ЭВМ в системе компьютерной фамотности учащихся общеобразовательных щкол: (На базе кабинета информатики). Автореф. дис. .. .д-ра пед. наук. М., 1987

77. Пермякова А.П. Интерактивный учебник по объектно- ориентированному программированию в среде Delphi 5.0. -http://ito.edu.ru/2002/I/1 /1-1 -648 .html.

78. Пигичка Ю.Л. Компьютерные технологии в учебно-исследовательской деятельности учащихся. — СПб., 1999. - 79 с.

79. Пирогов В.Ю. Программирование на VC++ .NET. - Спб: БХВ- Петербург, 2003

80. Питер М. Внутренний мир Windows. Реализация операционной системы Windows. - К., 1995

81. Питц-Моултис Н., Кирк Ч. XML в подлиннике. - Спб: БХВ-Петербург, 2000-736 с.

82. Полат Е.С. Теория и практика дистанционного обучения // Информатика и образование, 2001, № 5. - 37-43,

83. Понамарев В.А. VB .NET. Экспресс-курс. - Спб: БХВ-Петербург, 2003

84. Постолит А.В. Visual Studio .NET: Разработка приложений баз данных. - Спб: БХВ-Петербург, 2003

85. Прозорова Ю.А. Изучение основ сети Интернет в КГПУ // Материалы Всероссийской научно-методической конференции "Новые информационные технологии в образовании". - Комсомольск-на-Амуре: Изд-во КГПУ, 1999. - 26-29.

86. Прозорова Ю.А. Организация среды учебного информационного взаимодействия на базе Интернета // Информатика и образование, 2003, № 3 . - С . 62-66.

87. Прозорова Ю.А. Организация учебного информационного взаимодействия с распределенным информационным образовательным ресурсом Internet // Ученые записки ИИО РАО, 2001, вып. 5. - С 232-243.

88. Прозорова Ю.А. Организация учебного информационного взаимодействия в Web-группе через Internet // Ученые записки ИИО РАО, 2002, вып. 6. - 112-124.

89. Прозорова Ю.А. Подготовка студентов специальности "Информатика" в области организации учебного информационного взаимодействия на базе ресурса Интернет образовательного назначения // Ученые записки ИИО РАО, 2003, вып.8. - 201-207.

90. Прозорова Ю.А., Касторнова В.А. Создание среды учебного информационного взаимодействия в компьютерных телеконференциях // Информатика и образование, 2003, - № 6. - 84-93.

91. Пугач В.И. Технологии и методическое обеспечение компьютерной подготовки будущих учителей информатики. Дисс. ... д-ра пед. наук. -М., 1994.-209 с.

92. Рихтер Док. Windows для профессионалов: создание эффективных Win32-пpилoжeний с учетом специфики 64-разрядной версии Windows /Пер. с англ. - 4-е изд. - Спб: Питер; М.: Издательско-торговый дом "Русская редакция", 2001. - 752 с.

93. Ргатер Док., Кларк Дж. Д. Программирование серверных приложений для Microsoft Windows 2000. Мастер-класс. /Пер. с англ. -СПб.: Питер; М.: Издательско-торговый дом "Русская редакция", 2001 -592 стр.

94. Рихтер Дж. Программирование на платформе Microsoft .NET Framework /Пер. с англ. - М.; Издательско-торговый дом "Русская редакция", 2002. -512 с.

95. Роберт КВ. Информационное взаимодействие в информационно- коммуникационной предметной среде // Ученые записки ИИО РАО, 2001, вып. 5. - 3-30.

96. Роберт КВ. Распределенное изучение информационных и коммуникационных технологий в общеобразовательных предметах // Информатика и образование, 2001, К2 5. - 12-17.

97. Роберт КВ. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. - М.: "Школа-Пресс", 1994.-205 с.

98. Роберт КВ. Теоретические основы создания и использования средств информатизации образования. Дис. д-ра. пед. наук. - М., 1994. - 339 с.

99. Секунов Н.Ю. Самоучитель С#. - Спб: БХВ-Петербург, 2001 \01. Страуструп Б. Язык программирования С-Н-, 3-е изд./ Пер. с англ. -СПб.; М.: «Невский диалект» - «Издательство БИНОМ», 1999 г.

100. Тай Т., ЛэмХ.К. Платформа .NET. Основы. - Пер. с англ. - Спб: Символ- Плюс, 2003

101. Талызина Н.Ф. Теоретические основы разработки модели специалиста. - М., 1986. НО. Тарасов В.А., Тарасов В.В. Разработка контролирующих HTML-документов // {информатика и образование, 2001, № 3. - 68-74.

102. Угринович Н.Д., Лаушкина КС. Разработка Web-сайтов и их публикация в Интернете // Информатика и образование, 2001, №1. - 77-83.

103. Уоткинз. Д., Хаммонд М., Эйбрамз Б. Программирование на платформе .NET - Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильяме", 2003

104. Ховард М., ЛебланкД. Защищенный код /Пер. с англ. - М.: Издательско- торговый дом "Русская редакция", 2003. - 704 с.

105. Шапошников КВ. Web-сервисы Microsoft .NET. - СПб: БХВ-Петербург, 2002

106. ШвецкийМ.В. Методическая система фундаментальной подготовки будущих учителей информатики в педагогическом вузе в условиях двухступенчатого образования: дис.,.д-ра пед.наук 13.00.02 - СПб, 1994 -480 с.

107. Шумаков П.В. ADO .NET и создание приложений баз данных в среде Visual Studio .NET. Руководство разработчика с примерами на С#. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003

108. Шолохович В.Ф. Информационные технологии обучения - Информатика и образование, №2, 1998, с.5-13

109. Шухман А.Е. Совершенствование содержания подготовки педагогических кадров к применению информационных и коммуникационных технологий в профессиональной деятельности: Дис. канд. пед. наук. - М., 2000. - 149 с.

110. Bertrand Meyer, .NET is coming //IEEE Computer, August 2001

111. DHTML Lab: Dynamic HTML Tutorials, DHTML Scripts, Programming, Tools, Code, and Examples. - http://www.webreference.com/dhtml/. \3Q.Systinet. Introduction to Web-services Architecture.http://www.systinet.com/

112. Schutle. Predicts 2003: SOA Is Changing Software, Gartner Group, December 2002.

113. Enterprise Service Bus Will Revolutionize Information Technology, IDC, March 2003.

114. Service-oriented architecture (SOA), definition. Barry&Associates, http://www.service-architecture.com

115. Introduction to service-oriented architecture. http://www.devshed.com/c/a/Web-Services/Introduction-to-Service-Oriented-Architecture-SOA/

116. SOA (сервис-ориентированная архитектура). http://www.unitspace.ru/main/soa.htm

117. Web Services Architecture. W3C Working Group Note 11 February 2004. http://www.w3 .org/TR/ws-arch/

118. Rebecca M. Riordan. Microsoft ADO.NET Step by Step /Microsoft Press, 2002. 528 с