Россия
В статье проведен обзор содержания учебного пособия «Программное обеспечение компьютерных сетей и web-серверов» авторского коллектива (Г.А. Лисьев, П.Ю. Романов, Ю.И. Аскерко), проанализированы основные положения и идеи данного пособия. Отмечен компетентностный подход при реализации технологии проектного обучения, положенный в основу обучения языкам и системам web-программирования. Показано многообразие разработанного авторами учебно-методического материала для создания рабочего проекта web-приложения.
программирование, проектирование, web-проект, базы данных, система учебных заданий,профессиональные компетенции.
Все более широкое применение в современном мире получают компьютерные сети,взаимодействие структурных компонентов которых основано на клиент-серверной архитектуре. Данная архитектура используется для доступа к различным ресурсам с использованием сетевых технологий: web-серверы, серверы приложений, серверы баз данных и др. Разработка клиент-серверных приложений позволяет повысить безопасность, надежность и производительность используемых приложений и сети в целом. Стремительно развивающееся web-программирование связано с многочисленными программными средами и языками, которые используются, как на стороне «клиента» сети, так и на стороне «сервера». В настоящее время существует огромное количество авторских разработок, инструкций, справочников, в том числе интернет-ресурсов, по разным разделам программирования в сетях. Авторы учебного пособия «Программное обеспечение компьютерных сетей и web-серверов» предлагают возможность одновременного использования различных механизмов и сред для создания рабочего проекта web-приложения.
В основу пособия положена технология проектного обучения, последовательная реализация web-проекта при обучении программированию на языках высокого уровня. С большой степенью детализации авторами описано достижение цели проекта – создания пользовательской системы управления базами данных (СУБД) на платформе MySQL.Изложение материала сопровождается большим количеством иллюстраций. В первой главе показано, как подготовить программную среду для работы над проектом (загрузка и установка пакета XAMPP). Поскольку значительная часть учебных заданий предполагает самостоятельную работу обучающихся, необходимым является создание собственного локального сайта для реализации отдельных программных решений. Авторы отмечают, что если обучающиеся умеют самостоятельно устанавливать и настраивать локальные web-серверы и серверы приложений, то данный раздел пособия может быть пропущен.
В следующих разделах приводится система учебных заданий, позволяющих познакомиться с языками и системами web-программирования: HTML, JavaScript, PHP. Каждый пункт пособия представляет собой практическую работу, позволяющую реализовать отдельный фрагмент проекта. В результате последовательного изучения теории и выполнения практических заданий студенты создают макет web-сайта, который содержит упрощенную систему управления базами данных.
Вторая глава посвящена языку гипертекстовой разметки HTML. Цикл представленных работ позволяет обучающимся научиться создавать простые web-страницы с использованием тегов разметки, создать на web-странице табличные формы разной степени сложности, познакомиться с инструментами автоматизации стилевого оформления web-страниц, научиться создавать фреймовую разметку на web-странице. Язык HTML рассматривается как основа проекта. Для достижения удобства пользователей проектируемой системы значительное внимание уделяется формам ввода и обработки данных на web-страницах (тег FORM).
В третьей главе рассматривается программирование сценариев на стороне клиента.В случае web-программирования клиентом является браузер. Авторы пособия акцентируют внимание на обработку событий при помощи скриптов JavaScript, раскрывают возможности языка для обработки числовых и строковых данных. С помощью цикла практических заданий обучающиеся знакомятся с различными способами внедрения программ JavaScript в HTML-документы, учатся обеспечивать диалог между пользователем и сайтом для локальных вычислений, создают функции расчета для данных, размещенных в одномерных и двумерных массивах.
Большое внимание в пособии авторы уделяют серверным приложениям. В четвертой главе рассматриваются особенности программирования серверной части сайта и использование СУБД MySQL. В качестве программной среды выбран объектно-ориентированный язык PHP. В пособии используется версия PHP 7.0. Она входит в состав пакета XAMPP. Предыдущие разделы пособия должны были обеспечить общее понимание процессов программирования web-приложений «от простого к сложному». В данном разделе подход меняется. Базовые понятия, конструкции и процедуры PHP и MySQL становятся на последнее место после осознания общих функций, которые надо реализовать. Особенности среды программирования и используемой СУБД становятся инструментами для решения задач проекта. Цикл представленных практических работ позволяет обучающимся научиться создавать диалог, передачу параметров и выполнение функций для подключения к базе данных (БД) и таблицам на сервере, создавать сценарий PHP, выполняющий создание очередной пользовательской БД и внесение информации об этой БД в таблицу-справочник, создавать сценарий PHP, создающий альтернативные варианты выполнения дальнейших действий. Обучающиеся приобретают умения и навыки при решении частных задач: создание таблиц в БД, вставка записей в выбранную таблицу, обновление записей в таблице. В структуру работ проекта включены вспомогательные работы для обеспечения целостности восприятия всего проекта.
В пособии на конкретных примерах рассмотрены особенности взаимодействия HTML и PHP сценариев, предлагаются решения, унифицирующие программные коды. Каждая практическая работа снабжена справочным материалом. В конце пособия изложен инструментарий HTML, JavaScript, PHP, используемый в проекте: теги HTMLинструкции JavaScript, инструкции и функции PHP,SQL-запросы к MySQL.
В пятой главе пособия представлена система модифицированных практических заданий для самостоятельной работы, имеющих различный уровень сложности. Авторы предлагают использовать эти задания в качестве проверочных на лабораторных занятиях или в виде фрагментов более сложных работ, например, курсовых. Кроме того, в данном разделе приводятся проверочные тесты по всему изученному материалу: язык разметки HTML и web-программирования, основы JavaScript, PHP, язык SQL, SQL-запросы к БД. Приведенные темы курсовых работ и дипломных проектов основываются на материале данного пособия. В целом, практикум, представленный в данной главе, дает возможность преподавателям создать собственный набор контролирующих материалов (фонд оценочных средств). По мнению авторов пособия, дидактическая цель проекта должна достигаться выполнением комплекса заданий и самостоятельного решения поставленных технических задач.
В настоящее время, при реализации Федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС), главной целью на различных ступенях высшего образования является формирование у студентов в ходе обучения различных компетенций [8, 11]. В техническом задании проекта, положенного в основу учебного пособия «Программное обеспечение компьютерных сетей и web-серверов», ставится дидактическая цель: «…формирование профессиональных компетенций бакалавров и магистров, деятельность которых связана с проектированием, отладкой, эксплуатацией программных и технических средств, использующих web-технологии…» [21, с. 6]. Опыт работы показал, что грамотный выбор средств, форм, методов обучения, используемых для формирования компетенций, значительно помогает решить проблему качества подготовки обучающихся [9, с.11–12]. Подготовка специалиста в области информационных технологий обусловлена постоянными изменениями технологий передачи данных, сред разработки, изменениями в производительности вычислительных систем и другими аспектами. Предлагаемая авторами технология проектного обучения web-программированию направлена на непрерывное формирование профессиональных компетенций современного программиста.
Проведем анализ профессиональных компетенций на примере ФГОС ВО направления 09.03.02 Информационные системы и технологии, в частности таких, как: способность к проектированию базовых и прикладных информационных технологий; способность разрабатывать средства реализации информационных технологий (методические, информационные, математические, алгоритмические, технические и программные). Выполнение проекта, предложенного авторами пособия, позволяет обучающимся получить необходимые знания, умения и навыки. Знание технологии клиент-серверной организации вычислительных сетей, особенностей объектно-ориентированного web-программирования, методов взаимодействия исполняемых программных кодов (сценариев) на стороне клиента и на стороне сервера приложения, возможностей по организации интерактивного взаимодействия пользователя с базами данных во многом определяют уровень сформированности профессиональных компетенций. Выполняя систему учебных заданий, предложенных авторами пособия, обучающиеся овладевают умениями создавать структуру взаимосвязанных html-страниц (web-сайт), устанавливать и настраивать локальные web-серверы для создания и отладки интерактивного сайта, создавать сценарии с активными элементами и соответствующим стилевым оформлением при помощи HTML. Кроме того, они способны создавать и выполнять отладку программных кодов на языках JavaScript и PHP, создавать SQL-запросы к реляционным базам данных, реализованным в СУБД MySQL.
Учебные задания, представленные в пособии, различаются по уровню сложности. Именно этот аспект имеет, по нашему мнению, большое значение. Опыт нашей работы показал, что для практического изучения дисциплин информатики необходима определенным образом организованная по структуре и содержанию совокупность взаимосвязанных заданий [8, 11, 15, 18]. Учитывая дидактические принципы преемственности, систематичности и последовательности, которые накладывают требование постепенного усложнения заданий в процессе обучения, разработаны системы практических заданий для различных дисциплин. Предложенная в пособии «Программное обеспечение компьютерных сетей и web-серверов» система заданий различной сложности, несомненно, способствует освоению компетенций от порогового уровня до высокого. Практические задания позволяют обучающимся последовательно применить знания и умения, а также продемонстрировать приобретенные навыки в создании активного сайта с встроенной СУБД на платформе MySQL.Овладевая методами создания web-страниц и размещения на них различных элементов (таблиц, фреймов, активных элементов), методами передачи параметров между web-страницами и приложениями, способами обработки событий, базовыми конструкциями структурного и объектно-ориентированного программирования, методами интерактивного и программного манипулирования данными в СУБД MySQL, обучающиеся постепенно повышают уровень сформированности профессиональных компетенций.
Пособие «Программное обеспечение компьютерных сетей и web-серверов» предназначено студентам, осваивающим дисциплины, связанные с информационными системами и технологиями, преподавателям информатики, а также всем интересующимся прикладным web-программированием. Предлагаемые авторами упражнения и вопросы для самоконтроля позволяют использовать пособие для самообразования и повышения квалификации.Технология проектного обучения web-программированию, положенная в основу пособия, создает базу для развития компетентности в этой области. Авторы планируют продолжить работу над различными учебно-практическими проектами в направлении расширения функционала СУБД, усложнения структур данных и создать вторую часть пособия: «Практическое web-программирование: реляционные структуры и сложные вычисления». Последовательная реализация проекта, по мнению авторов, создаст условия для достижения более высокого уровня компетентности обучающихся в области web-программирования и прикладной математики [1].
1. Абдуразаков М.М., Азиев Р.А., Садыкова А.Р.,Романов П.Ю. Структура и содержание ИТ-компетентности учителя в сфере облачных технологий: сб. науч. тр. междунар. научно-практ. конф-ции (EEIA-2017). - М., 2017. - С.417-425.
2. Аскерко Ю.И. Актуализации процесса формирования информационной компетентности в процессе профессиональной подготовки // Вестник Воронежского государственного университета. Серия «Проблемы высшего образования». - Воронеж, 2007. - С.88-90.
3. Васева О.Х., Мельник М.А. Особенности создания модели управленческого содействия педагогу в реализации инновационной деятельности образовательного учреждения // Традиционные национально-культурные и духовные ценности как фундамент инновационного развития России. - Магнитогорск, 2017. - Т. 1. - № 11. - С. 35-39.
4. Васева О.Х., Мельник М.А. Роль лидера в управлении коммуникацией // Наука, образование и инновации: сб. статей междунар. науч.-практ. конф-ии. - Уфа, 2017. - С. 23-25.
5. Васева О.Х., Маликова С.В. Управление как феномен создания, функционирования и развития образовательных систем // Южно-Уральский педагогический журнал. - Магнитогорск, 2015. - № 3(4) - С.102-107.
6. Гладышева, М.М., Романов, П.Ю. Моделирование системы формирования исследовательских умений будущих инженеров-программистов // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. - Челябинск, 2007. - № 6. - С. 150-161.
7. Злыднева Т.П. Возможные пути успешной реализации ФГОС ВПО третьего поколения // Педагогические аспекты математического образования: сб. науч. тр. - Магнитогорск, 2012. - Вып. 9. - С. 33-36.
8. Злыднева Т.П. История прикладной математики и информатики. Часть 2. История информатики: учеб.пособие. - Магнитогорск: МГТУ им. Г.И. Носова, 2014. - 71 с.
9. Злыднева Т.П. К вопросу об организации учебно-исследовательской деятельности магистрантов // Развитие науки и образования в современном мире: сб. науч. трудов Между-нар. научно-практ.конф-ции.Часть 4. - М.: «АР-Консалт», 2015. - С. 85-88.
10. Злыднева Т.П. Методика формирования компетенций при реализации ФГОС ВПО третьего поколения // Наука и образование в современном обществе: вектор развития: сб. науч. трудов Междунар. научно-практ.конф-ции. Часть 5. - М.: «АР-Консалт», 2014. - С. 91-94.
11. Злыднева Т.П. Операционные системы. Проблемно-информационный курс: методические рекомендации по изучению курса «Системное и прикладное программное обеспечение»- Магнитогорск: МаГУ, 2007. - 48с.
12. Злыднева Т.П. Опытно-экспериментальная работа по организации исследовательской деятельности студентов в процессе изучения дисциплин информатики // Психология и педагогика: пути и методы развития: сб. статей III Междунар. научно-практ.конф-ции - Пенза, 2011. - С. 53-57.
13. Злыднева Т.П. Организация исследовательской деятельности студентов университета в процессе профессиональной подготовки: автореф. дис… канд. пед. наук - Магнито-горск:МаГУ, 2006. - 24 с.
14. Злыднева Т.П. Проблемный подход в изучении дисциплин информатики // Актуальные проблемы информатики и информационных технологий : сб. науч. трудов XIII Между-нар. научно-практ.конф-ции. - Тамбов, 2009. - С. 37-41.
15. Злыднева Т.П. Программирование на языке C: Лабораторный практикум для студентов специальности «Прикладная математика и информатика» - Магнитогорск: МаГУ, 2008. - 72 с.
16. Злыднева Т.П. Роль учебно-исследовательской деятельности студентов в реализации ФГОС нового поколения // Физико-математические науки и образование: сборник трудов участников Всероссийской научно-практ.конф-ции. - Магнитогорск, 2012. - С. 22-24.
17. Злыднева Т.П. Учебно-исследовательская деятельность студентов как необходимая составляющая процесса формирования профессиональных компетенций // Современные проблемы науки и образования: материалы L внутривузовской научной конференции преподавателей МаГУ. - Магнитогорск, 2012. - С. 233-234.
18. Злыднева Т.П. Язык C: лабораторный практикум по программированию для студентов специальности «Прикладная математика и информатика»- Магнитогорск: МаГУ, 2005. - 74 с.
19. Измайлов В.Г., Лисьев Г.А., Озерова М.Ю., Трейбач А.Л. Проектирование web-приложений и программных систем в OPEN SOURCE: учебное пособие. - М.: ФЛИНТА, 2011. - 98 с.
20. Исследовательский подход в теории и практике педагогического образования: моногра-фия / Т.Е. Климова, В.А. Беликов, П.Ю. Романов [и др.]. - Магнитогорск: МаГУ, 2004. - 360 с.
21. Лисьев Г.А., Романов П.Ю., Аскерко Ю.И. Программное обеспечение компьютерных сетей и web-серверов: учебное пособие. - М.: ИНФРА-М, 2018.- 152 с.
22. Лисьев Г.А. Информационно-технологическая платформа для модуля моделирования в автоматизированной системе поддержки научных исследований (экономика): мат. 6-й научн. конф-ции «Управление и информационные технологии» (УИТ-2010). - СПб., 2010. - С. 139-141.
23. Лисьев Г.А., Зленко А.Л. Малые исследовательские группы. Формирование, развитие и роль в повышении компетенций выпускников IT-специальностей // Статистика и Экономика. - М., 2012. - №6. - С. 6-10.
24. Организация исследовательской деятельности в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам в школе и вузе: монография / П.Ю. Романов, Т.П. Злыднева, Т.Е. Романова[и др.]. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 260 с.
25. Романов Е.П. Подготовка учителя к использованию интернет-технологий в профессиональной деятельности: монография. - Магнитогорск: МаГУ, 2008. - 129 с.
26. Романов Е.П. Электронный документооборот на примере СЭД "Евфрат-документооборот": монография. - Магнитогорск: МаГУ, 2011. - 155 с.
27. Романов П.Ю. Моделирование процесса формирования исследовательских умений обучающихся в системе непрерывного педагогического образования // Вестник Оренбургского государственного университета. - Оренбург, 2003. - № 3. - С. 35-39.
28. Романов П.Ю. Принципы организации исследовательской деятельности учащихся в системе непрерывного образования // Объединенный научный журнал. - М., 2001. - № 7 (7). - С. 39-43.
29. Романов П.Ю. Теория и практика формирования исследовательских умений в процессе математической подготовки студентов: учебное пособие. - Магнитогорск: МаГУ, 2003. - 86 с.
30. Романов П.Ю. Технология воспитания педагога-исследователя в системе непрерывного образования // Научные труды МПГУ. Серия: Естественные науки. - М., 2001. - С. 290-294.
31. Романов П.Ю. Управление формированием исследовательских умений обучающихся в системе непрерывного педагогического образования // Государственная служба. Научно-политический журнал. - М.:, 2002. - № 6 (20). - С. 99-105.
32. Романов П.Ю. Формирование исследовательских умений обучающихся в системе непрерывного педагогического образования: автореф. дисс…. д-ра пед. наук. - Магнитогорск, 2003. - 47 с.
33. Романов П.Ю., Банникова Д.Д. Особенности формирования исследовательских компетенций школьников на уроках математики // Южно-Уральский педагогический журнал. - Магнитогорск, 2015. - № 2. - С. 63-67.
34. Романов П.Ю., Романова М.В., Романов Е.П. Модель процесса развития информационной компетентности студентов с использованием АРИЗ-метода // 3i: intellect, idea, innovation - интеллект, идея, инновация. - Костанай, 2016. - № 1. - С. 154-164.
35. Романов П.Ю., Сайгушев Н.Я., Романова Т.Е., Милов Ю.Е. Формирование исследовательских умений обучающихся в условиях перехода на Госстандарт нового поколения // Мир науки, культуры, образования. - Горно-Алтайск, 2015. - №6(55) - С.65-68.
36. Романов П.Ю., Усанова О.А. Теоретические аспекты развития творческих способностей студентов высших учебных заведений // Южно-Уральский педагогический журнал. - Магнитогорск, 2015.- №1(2). - С.77-82.
37. .Романов П.Ю., Токмазов Г.В., Панькина С.И. Использование ориентировочной основы решения задач в курсе математического моделирования // Физико-математические науки и образование: материалы Всероссийской научно-практ. конф-ции - Магнитогорск: Ма-ГУ, 2012. - С. 62-70.
38. Хабибуллин Д.А., Романов П.Ю. Ценностное отношение: подходы к исследованию // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. - Челябинск, 2011. - № 12-2. - С. 173-183.
39. Abdurazakov M.M., Aziyev J.H., Romanov P.Yu., SadykovaA.R..Teachers IT competence structure and content in the field of cloud computing// The European Proceedings of Social &Behavioural Sciences EpSBS. - Future Academy, 2017. - Volume XXVIII. - Pp. 1-8.
