Тел.: (812) 643-77-67 | Mail: fit.herzen.conf@gmail.com

Поиск по сайту

Николаева Д.С.
РГПУ им.А.И.Герцена
г. Санкт-Петербург
55voiceover55@gmail.com

Использование инструментов распределённой разработки приложений в проектной деятельности школьников на уроках информатики


Nikolaeva D.S.
HSPU
St. Petersburg, Russia

Tools of distributed application development in school project activity at computer science lessons


Article points out relevance of including practical tasks into chapter “Informational Safety” in school computer science course. Author gives basic characteristics of study guide for elective course “Distributed application development” for 9-11-th grades and analyzes main results of its approbation.

Специфика предметной области “Информатика” заключается, в частности, в значительной доле учебного времени, отводимого на практико-ориентированную деятельность, направленную на получение конкретного продукта - алгоритма, программы, модели – с применением средств информационных технологий [1]. В этом контексте можно рассматривать проектную деятельность учащихся в различных форматах – от заданий проектного типа до долгосрочных проектно-исследовательских работ – одним из ведущих подходов к организации практической работы учащихся на уроках информатики и во внеурочной деятельности.

Однако, в современных школьных учебниках есть ряд разделов, в которых практико-ориентированная составляющая курса представлена слабо или не представлена вовсе. Одним из таких разделов является информационная безопасность. Например, в учебнике 10-11 класса Н.Д.Угриновича [3, с. 127-136] отводится 3 часа на раздел «Информационная безопасность», при этом предполагается только изучение теоретического материала. В то же время, актуальность и востребованность более подробного изучения данного раздела подтверждается такими регулярными обязательными мероприятиями в школе, как Всероссийский урок безопасности в сети Интернет, социологическими исследованиями по информационной безопасности в школе, повышенным вниманием к системам защиты персональных данных учащихся. Исследователи отмечают необходимость формирования новых подходов к изучению информационной безопасности в школе [2]. Педагогическая практика показывает, что мотивация учащихся значительно снижается при отсутствии практических заданий. Учитывая вышесказанное, представляется актуальным разработать и апробировать методику изучения раздела «Информационная безопасность», основанную на практико-ориентированной проектной деятельности учащихся, использующую современные инструменты информационно-коммуникационных технологий. Нами было разработано и апробировано методическое пособие для элективного курса «Распределённая разработка приложений» для учащихся 9-11 классов, использующее инструменты систем контроля версий для обучения старшеклассников основам информационной безопасности.

Система контроля версий (VersionControlSystem, VCS) это программное обеспечение, дающее возможность удалённым друг от друга разработчикам вносить изменения в файлы, отслеживать, кто, когда и какие внёс изменения, при необходимости производить их откат и т.п. В качестве примера системы контроля версий для обучения школьников был выбран Git. В силу таких основных достоинств, как широкая распространённость системы, наличие известных проектов, выполненных с помощью Git (ядро Linux), свободное распространение (бесплатное ПО), высокая скорость, эффективная система ветвления (одновременной поддержки разных версий одной и той же программы для выбора наиболее удачной впоследствии).

Git не является необходимым инструментом для выполнения школьных проектов, однако, обладает рядом преимуществ в использовании:
• доступ к файлам проекта в любое время, с любого компьютера позволяет не выключать из работы над проектом учащихся, отсутствующих на занятиях по тем или иным причинам, а также работать над проектом во внеурочное время заинтересованным учащимся;
• возможность легко вернуть любое из состояний проекта, даже если учащиеся выполнили ряд неудачных изменений;
• возможность всем группам отслеживать изменения, вносимые остальными участниками, а также вклад каждой из групп в общий проект.

Школьный курс Git направлен, прежде всего, на знакомство учащихся с современными методами разработки приложений, работы с документами, хранения, обработки и передачи информации. Основная функция использования Git – обучающая. На примере Git учащиеся получат представление о хранении состояний проекта, создании нескольких ветвей одного проекта, способах разрешения коллизий.

Элективный курс рассчитан на учащихся 9-11 классов, владеющих основами языка html, и включает в себя 11 уроков. Целесообразно вводить курс в классах с изучением информатики на повышенном или углублённом уровне (2 и более часа в неделю).

Идея курса состоит в том, чтобы использовать Git для совместной разработки веб-сайта учащимися. Веб-сайт, как распространённый продукт учебной проектной деятельности, в данном случае рассматривается в качестве наглядной иллюстрации к принципам хранения, обработки, передачи информации в современном информационном поле, в качестве инструмента организации безопасного совместного доступа к проекту удалённых друг от друга разработчиков. Веб-сайт в данном случае выступает как продукт коллективного творчества, позволяющий учащимся увидеть и самостоятельно оценить результат своей работы.

В результате изучения Git учащиеся должны знать:
- суть метода распределённой разработки приложений;
- понятие системы контроля версий;
- cходства и различия централизованных и распределённых систем контроля версий;
- понятие, виды и назначение репозиториев (глобальный, локальный);
- принцип хранения снимков файлов в Git;
- принцип синхронизации файлов в репозиториях Git;
- смысл, синтаксис и результат выполнения основных команд Git: добавление файлов (add), коммит (commit), загрузка файлов в глобальный репозиторий (push), загрузка файлов из глобального репозитория (pull), просмотр статуса проекта (status);
- понятие, виды и принципы разрешения коллизий.

Учащиеся должны уметь:
- cоздать папку для хранения файлов проекта (локальный репозиторий);
- запустить GitBash в папке;
- выполнить настройку Git (ввести имя пользователя и адрес почты в командной строке);
- скопировать глобальный репозиторий;
- добавлять файл в Git (addfile.html);
- добавлять все файлы в папке в Git (add);
- выполнять коммит, т.е. сохранение состояния проекта (commit);
- загружать файлы из локального репозитория в глобальный (push);
- получать изменения из глобального репозитория в локальный (pull);
- просматривать статус проекта (status);
- определять возникновение коллизии и ее устранение;
- посматривать содержимое файла в локальном и глобальном репозитории.

Ведение курса распределённой разработки приложений включает в себя несколько этапов.

Подготовительная работа по организации курса предполагает повторение с учащимися основ html, регистрацию на GitHub, установку и настройку программного обеспечения, выполнение учащимися входного тестирования.

Вводный урок знакомит учащихся с теоретическими основами распределённой разработки приложений, основными понятиями, принципами работы централизованных и распределённых систем контроля версий. В процессе выполнения ознакомительного задания учащиеся выбирают тему коллективного проекта. Учащиеся делятся на малые группы численностью не более 3 человек. Каждая малая группа выбирает одну из страниц веб-сайта и занимается разработкой этой страницы. Приведём примерное тематическое планирование и краткое содержание занятий:
• освоение интерфейса и основных команд Git; на этих уроках происходит основная часть разработки веб-сайта учащимися. Каждая из малых групп разрабатывает один из разделов веб-сайта.
• коллизии иих разрешение в системах распределённой разработки приложений; учащиеся знакомятся с понятием коллизии, их видами, причинами появления и способами разрешения; для формирования умений разрешения коллизий участники малых групп занимаются разработкой одной и той же страницы веб-сайта, например, главной страницы.
• тестирования и отладка конечного программного продукта; учащиеся получают знания об этапах разработки и критериях оценки программного продукта, оценивают результаты своей работы и, учитывая выявленные замечания, дорабатывают свою часть проекта.
• теоретические вопросы информационной безопасности; работа учащихся с использованием Git в данном случае выступает в качестве иллюстрации к существующим в современном мире методам безопасной организации информационных процессов.
• систематизация и обобщение предполагает выполнение учащимися итогового тестирования, включающего вопросы по основным разделам изученного курса, а также представление конечного продукта – веб-сайта – в классах основной школы.

Апробация методического пособия проводилась в 10-11 классах ГБОУ школы № 53 Приморского района Санкт-Петербурга в ноябре 2017 – феврале 2018 года. Первый этап апробации (ноябрь - декабрь 2017) проводился в 11 классе и выявил следующие достоинства разработанного методического пособия:
1. Группа, изучавшая курс распределённой разработки приложений, показала более высокий результат на итоговом тестировании по теме «Информационная безопасность» по сравнению с группой, изучавшей данный раздел только в теоретической плоскости (отметки 4 и 5 – 78% в экспериментальной, 42% в контрольной группах).
2. Учащиеся в экспериментальной группе показали более высокий уровень владения языком html по сравнению с учащимися в контрольной группе (средний балл итогового теста по HTML – 4,2 в экспериментальной группе, 3,6 в контрольной группе).
3. Использование Git позволило включить в работу над проектом учащихся, имевших пропуски уроков.
4. Учащиеся демонстрировали высокую заинтересованность информационными технологиями, широко применяющимися в современном мире в сфере разработки приложений.

Также в ходе первого этапа апробации стала очевидной необходимость доработки некоторых разделов, включения примеров выполнения заданий в каждый раздел, большего количества иллюстраций к заданиям (скриншоты командной строки и примеры удачных работ). Апробация пособия выявила такие трудности использования разработанного пособия, как отсутствие и/или нежелание учащихся иметь собственный адрес электронной почты, или нежелание использовать его для учебных целей, отсутствие базовых навыков работы командной строкой.

С учётом выявленных недостатков, была проведена доработка пособия и второй этап апробации методического пособия среди учащихся 10 класса.С увеличением доли примеров и иллюстраций значительно повысилась самостоятельность выполнения предложенных заданий (90% учащихся на втором этапе апробации пособия выполняли задание без помощи учителя, по сравнению с 30% на первом этапе). Часть подготовительной работы (настройка Git), в первом варианте пособия предлагавшаяся учащимся в качестве задания, была вынесена в раздел для учителя. Это изменение позволило учащимся получить наглядный результат своей работы, и, соответственно, повысить мотивацию к дальнейшему изучению раздела. Кроме того, регистрация одного общего аккаунта позволила не затрагивать вопросы личных электронных адресов учащихся. Были переведены на русский язык и включены в пособие схемы и диаграммы, наглядно описывающие принципы работы Git. Были подтвержденыпозитивные результаты, полученные на первом этапе апробации.

Таким образом, можно сделать вывод об успешном опыте применения проектного метода к изучению информатики в старших классах средней школы с использованием инструментов распределённой разработки приложений.

Литература:
1. Ворошилова А.А., Адамкевичус К.Ю., Головин В.А. Практико-ориентированный подход в обучении информатике // Сборник статей VIII Международного научно-практического конкурса: в 2 частях. – Наука и Просвещение, Пенза, 2017. – С.195-198.
2. Симонова И.В., Бочаров М.И. Концептуальные основы методической системы непрерывного обучения информационной безопасности школьников // Вестник РУДН, серия Информатизация образования, 2011, № 4. – С. 15-20.
3. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. 10-11 классы: методическое пособие. - М.: Бином, 2012.

Комментарии

  • Интересная идея. Лично я полностью за включения VCS, в частности Git в образовательную программу. Не уверен, что такое начинание пройдёт в общеобразовательных школах - мне кажется, что ученикам, которым не интересна информатика и ИТ это будет лишним. В школах/классах с углублённым изучением информатики это уже другой разговор. Возможно ли применение Git в высших учебных на ИТ специальностях? И возможны ли другие применения VCS в образовательном процессе кроме как в виде командной работы над проектом?

Оставьте свой комментарий