CC BY
151
Баженова И.Ю.
Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, ф-т ВМК, доцент, к.ф.-м.н.,
bazhenova.irina@gmail.com
СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ В ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Технологии программирования, фреймворки, каркасное программирование, системы управления контентом (CMS), e-learning, языки программирования, образовательный контент.
АННОТАЦИЯ
Построение современных информационных систем — это сложный процесс, требующий глубоких знаний в технологиях программирования и понимания современных подходов к проектированию информационных систем. В настоящее время для формирования профессиональных компетенций в области применения языков программирования уже недостаточно только изучения синтаксиса и семантики языков программирования, а также различных библиотек классов, — на первый план выходит рассмотрение вопросов технологии программирования и использования фреймворков.
В последнее время задача формирования профессиональных компетенций в области применения языков программирования получила новую траекторию развития. Так, если еще недавно при обучение студентов языкам программирования основной акцент делался на непосредственном изучении самих языков программирования, а также систем программирования и предоставляемых ими библиотек классов, позволяющих создавать различные виды приложений, то теперь на первый план выходит умение специалистов использовать существующие фреймворки для более быстрого процесса разработки программных проектов. Фреймворки представляют собой программные платформы, облегчающие, упрощающие и ускоряющие процесс разработки за счет гибкого управления структурой программного проекта и наличия дополнительных средств для построения интерфейса пользователя. Такой подход применяется при каркасном программировании, в котором структура проекта строится на основе предопределенных частей, называемых каркасами, и модулей расширения, определяющих реальное наполнение проекта.
Поэтому методика обучении языкам программирования студентов, специализирующихся по специальности "Информационные технологии" и родственным специальностям, должна включать комплексный подход, базирующийся на:
• понимании принципов построения и функционирования программ;
• освоении синтаксиса и семантики языков программирования;
• изучении наиболее популярных библиотек классов и систем программирования, изучении способов построения программных проектов различного типа;
• рассмотрение принципов каркасного программирования;
• знакомство с набором фреймворков для создания программных проектов различной направленности.
На рисунке 1 представлены тематические блоки, определяющие формирование профессиональных компетенций в области применения языков программирования.
В основу предлагаемого автором комплексного подхода изучения языков программирования положено разбиение изучаемого материала по ряду направлений и поддержка лекционных курсов соответствующим лабораторным практикумом.
ш
ФреГгмворкн
WondPresi, Joomla, Acquia Dnipal, MouoX. Umbraco CMS др
Каркасное программи|н)В»ние
Системы программфования
Microsoft VisiialShidio. Embetcadero SOidio, Eclipse, NetBeaus, JDcvdopei. SharcPoiiit Designer 11 Д|?
Библиотеки классов
ЛЖ, .NET Framework. YCL,
Node.jstiflp
Универсальные
ооьектно-орнентщюванные
Я1|>1К к программирования
С++. Java.Cr?, Obi ее I Pascal
Языки программирования. Ориентированных на примененIIк в
web-rex нол огнях
HTML. ,1а\ "a Script
Языки Программирования, используемые для
описания структуры документ;» и разметки
XML. МЛМЬ
Синтаксис II семантика языков программирования
Принципы построения н функционировании программ
Рис. 1. Тематические блоки
Комплексный подход предполагает наличие в лекционных курсах следующих тематических блоков:
1) принципы построения и функционирования программ;
2) синтаксис и семантика языков программирования;
3) системы программирования и библиотеки классов.
4) каркасное программирование;
5) фреймворки, системы управления контентом;
6) современные технологии программирования, включающие:
• технологии распределенного и модульного программирования (COM, DCOM, NET Remoting);
• технология объектно-ориентированного программирования;
• технологии web-программирования;
• технологии визуального программирования;
• технологии каркасного программирования.
• общие принципы разработки программных проектов.
Теоретически каркасные и генетические (синтезирующие, расширяющие и конкретизирующие) технологические подходы были предложены достаточно давно. Но настоящее распространение они получили с развитием визуального программирования. Среди большого количества фреймворков наиболее популярными стали средства, предназначенные для создания проектов web-приложений. Такие фреймворки можно подразделить на следующие группы:
• универсальные фреймворки для управления контентом (CMS);
• фреймворки для реализации вики технологий;
• фреймворки для реализации блогов;
• фреймворки для работы с коллекциями;
фреймворки для платформ приложений фреймворки для управления форумами фреймворки создания средств фреймворки применения шаблонов фреймворки для электронной коммерции.
Некоторые фреймворки сразу могут относится к нескольким описанным группам. При формировании учебного материала желательно рассмотреть фреймворки из каждой представленной группы.
Для проведения практических занятий по данной теме наиболее удобно применять облачные технологии. Так, использование Windows Azure позволяет применять большой набор различных фреймворков для создания web-приложений посредством использования среды выполнения приложений (рис 2.).
Microsoft Azme v О anuKKiVrm
^^ Hi пгилопния веб-приложения ИМЯ СОСТОЯ«« ПОДПИСКА ЫСГЮЛОЖМ ttfHO* un АДР1С
щ —-- ---------
Ol С ИДА выполи ПИЯ ПРНЛОШМЙ 1 © ыь птлажЕНИ! ^ шсжк соурин
& служшдммых е ■ИРТУАЛЫ4М МАШИНА ^ч нлстнишмеж Щф tQWHM
слтли приложений s МОСШЪНАЯ СЛУНА [+Д -И 1 кол/икцин
й Ö атшлслужш о 1 С*ЛАЧНА* СЛУЯАА
* шштш ч гматнмоьш
Создавайте веб-приложения, размещенные о Azure, и управляйте ими.
Рис. 2. Среда выполнения приложений в Windows Azure
Windows Azure позволяет продемонстрировать работу с большим числом фреймворков разной направленности, включая следующие: • CMS фреймворки (рис. 3):
Приложения для Microsoft Azure
тонслн
кики TiKHWrtftw
пиши
ПЛаТХИныПШОжСтл ■*--.- ifQrFvry
ЩАЬЛОШ -.,VT web [r^irit 4.1
ÏTlF£TPOtMlU MIMMf рцин
ЯчяСАМ
Ф
WordPresi
Werdftm. — m ÎM«P*I*HH*« ч
иа »<Ter«t*io<Tfc, вгб-ст* уДвбсТВО ИСГЧЛ*ЖМ»*ЧД.
нкт
PAÎMtf 4Kb]
днинлка MUA ILA
111 raw
Wrtftni
Рис. 3. Фреймворки для управления контентом
о Acquia Dгupal 7 — современная быстрая платформа для создания динамических web-сайтов (социальная сеть; внутрикорпоративный сайт и др.),которая позволяет
автоматически без написания программного кода создавать форумы, организовывать блоги и мультиблоги, проводить голосования, настраивать вики-документы, публиковать статьи;
o WordPress — это современная система управления содержимым сайта, написанная на PHP
и ориентированная на удобство использования; o Better CMS — платформа, основанная на ASP.Net MVC, и предоставляющая облачную интеграцию;
o Composite C1 CMS — бесплатная полнофункциональная система управления содержимым с открытым исходным кодом, предоставляющая продвинутый инструментарий для управления дизайном web-сайта, использующая шаблоны на основе ASP.NET Razor, web-форм, MVC или XSLT;
o Joomla! — система управдения CMS, позволяющая конструировать web-сайты и online-при-ложения;
o Kentico CMS — система управления веб-содержимым для предприятий, содержащая набор функций для создания веб-сайтов, и решений для электронной коммерции на платформе Microsoft ASP.NET; o Concrete5 — простая система управления CMS;.
o DNN фреймворк для конструирования профессиональных веб-сайтов и веб-приложений с
динамическим содержимым; o Umbraco CMS — удобная и достаточно распространенная система управления CMS; o MonoX -платформа системы управления контентом для ASP.NET, созданная на базе применения веб-частей. Фреймворк предоставляет расширенный набор функция, позволяющий выполнять персонализацию, хранение распределенных данных, и т.п. o razorC.net — легко устанавливаемый и настраиваемый фреймворк, созданный на основе
web-страниц ASP.NET; o и другие фреймворки.
• фреймворки для ведения блогов, такие как Acquia Drupal 7, Better CMS, Lemoon, Orchard CMS, SageFrame, SoNET Web Engine, Umbraco CMS, WordPress, BlogEngine.NET, dasBlog, Ghost и Incentive (платформа, предназначенная для обмена мгновенными сообщениями в группах и проектах);
• фреймворки для вики-технологий, такие как Incentive и MediaWiki;
• фреймворки для управления коллекциями, такие как Composite C1 CMS и Gallery Server Pro;
• фреймворки платформы приложений;
• фреймворки проектирования средств, такие как Open Web Analytics (OWA) (анализ использования сайтов и приложений;
• фреймворки ведения форумов, такие как:
1. MonoX;
2. MVCForum — фреймворк для формирования полнофункциональной доски обсуждений на базе ASP.NET MVC;
3. phpBB — фреймворк, предоставляющий быстрый и простой процесс создания форума;
• Шаблоны, такие как:
1.ASP.NET — каркас веб-сайта с интерфейсами вкладок и поддержкой входа на сайт с использованием ASP.NET;
2.Node.js — шаблон на базе библиотеки Node.js;
3.PHP и MySQL — каркас web-сайта с использованием PHP и MySQL;
4.Apache Tomcat 8 — каркас, использующий технологии Java Servlet and JavaServer Pages;
5.Azure ML Batch;
1.фреймворки для конструирования web-сайтов электронной коммерции, такие как Drupal Commerce, MageliaWebStore (для IIS), Magento и другие.
В программе дистанционного обучения "Разработчик компьютерных технологий" обучение языкам программирование имеет многовекторное направление, включающее:
• параллельное освоение теоретического материала с одновременным выполнением практических тестов и заданий;
• наличие как теоретических курсов по языкам программирования, так и практических курсов, позволяющих более глубоко освоить несколько конкретных языков программирования, а также получить навыки использования различных сред разработки;
• изучение курсов, направленных на применение языков программирования для решения различных технологических задач, таких как взаимодействие с удаленными базами данных, распределенное офисное программирование;
• получение теоретических знаний и практических навыков по применению современных языков программирования при решении задач web-разработки.
В рамках получения практических навыков автором разработан и апробирован курс "Язык программирования C# и основы технологии .NET". Курс направлен на формирование у студентов компетенций, необходимых для эффективного решения различных задач по проектированию и созданию программ, включающие в себя:
1) применение объектно-ориентированного подхода;
2) создание программ разной направленности на языке программирования C#, включая:
2.1) программы, использующие динамическое управление сборками;
2.2) программы, демонстрирующие применение механизмов отражения;
2.3) программы, взаимодействующие с различными базами данных. включая и облачные БД;
2.4) программы, использующие язык LINQ;
2.5) программы, реализующие службы Windows;
3) применение различных подходов для построения графического интерфейса пользователя на базе WindowsForms и технологии WPF;
4) применение фреймворков для проектирования web-сайтов и web-приложений, включая и фреймворки, доступные посредством использования среды выполнения приложений Windows Azure.
Предлагаемый подход к формированию профессиональных компетенций в области применения языков программирования реализован в программе дополнительного образования в Московском государственном университете на факультете Вычислительной математики и кибернетики.
Литература
1. Баженова И.Ю. Языки программирования. /под редакцией В.А.Сухомлина. М.: Из-во"Академия", 2012.
2. Баженова И.Ю. Применение облачных технологий при дистанционном обучении языкам программирования., М.: Вестник Московского государственного лингвистического университета. Серия Языкознание, № 13 (699), 2014, с. 45-52.
3. Баженова И.Ю., Сухомлин В.А. Введение в программирование. Учебное пособие. М.: Из-во «Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний», 2012.
4. Баженова И.Ю. С++ и Visual Studio .Net. М.: Из-во «Кудиц-ОБРАЗ».
5. Баженова И.Ю. Delphi 7. Программирование на языке Object Pascal. М.: Из-во "Кудиц-ОБРАЗ".
6. Баженова И.Ю. Интегральная парадигма дистанционного обучения языкам программирования. // Сб. трудов V Международной научно-практической конференции "Современные информационные технологии и ИТ-образование". М.: ООО "ИНТУИТ.ру", 2010.
7. Баженова И.Ю. Интегральный подход к дистанционному обучению в области информационных технологий М.: Вестник Московского государственного лингвистического университета. Серия Языкознание, № 6 (619), 2011, 1925 с.
8. Сухомлин В.А., Андропова Е.В. Диверсификация программ профессиональной подготовки в международных образовательных стандартах в области информационных технологий // Вестник Московского университета. Серия 20. Педагогическое образование. — 2013, № 1. — С. 73-87.
