Рыжова Наталья Ивановна,
доктор педагогических наук,  профессор, ведущий научный сотрудник Лаборатории дидактики математики, Институт содержания и методов образования Росийской Академии Образования, Москва
nata-rizhova@mail.ru  

Коновалов Дмитрий Владимирович,
аспирант кафедры физики, информатики и информационных технологий, Мурманский государственный гуманитарный университет, г. Мурманск
dmitr.konovalov@gmail.com 

Кроссплатформенное программирование как актуальная составляющая профессиональной подготовки учителя информатики в условиях внедрения свободно распространяемого ПО 

Аннотация
В статье обоснована актуальность обучения решению задач кроссплатформенного программирования, освоение которого позволит сформировать у студентов – будущих учителей информатики – готовность к профессиональной деятельности в области кроссплатформенного программирования с целью использования в учебном процессе образовательного учреждения платформонезависимых учебных компьютерных программ.  

Ключевые слова:
кроссплатформенное программирование, задачи по программированию, профессиональные задачи учителя информатики, решение задач в области кроссплатформенного программирования, профессиональная готовность. 

В российской образовательной политике и практике сегодня наблюдается устойчивая тенденция перехода российского образования как на использование свободно распространяемого программного обеспечения (СПО), так и на использование некоторыми учебными заведениями альтернативных операционных систем. В данном контексте, на наш взгляд, необходимо остановиться на классическом определении СПО [1], где такого рода программное обеспечение трактуется как программы для ЭВМ, которые распространяются на условиях, предоставляющих пользователям четыре ключевые свободы (права): 1) свободное использование программного обеспечения в любых целях; 2) свободное изучение и адаптация ПО к нуждам пользователей при условии открытого доступа к исходному коду программы; 3) свободное распространение программного обеспечения (за деньги или безвозмездно); 4) свободное усовершенствование и публикация ПО, включая распространение усовершенствованных версий, при условии открытого доступа к исходному коду программы. 

Отметим так же, что переход образовательных учреждений на СПО обеспечивается не только инициативой самих учебных учреждений, но и государством. Так, в соответствии с Распоряжением Правительства Российской Федерации от 18 октября 2007 год №1447-р [2] планируется создание необходимых условий для обеспечения массового перехода образовательных учреждений на использование пакета свободного программного обеспечения. В связи с этим, налицо такое новое важное требование к учебным программным продуктам, как кроссплатформенность. Кроме того, благодаря интенсивному развитию элементной базы ЭВМ, изменение или модернизация аппаратных и программных платформ происходят достаточно часто. Это делает задачу переносимости и повторного использования, ранее разработанных программных продуктов, весьма актуальной и приводит к необходимости создания кроссплатформенных программных продуктов. 

Понятие «кроссплатформенное программное обеспечение» в различных источниках понимается по-разному. На наш взгляд, наиболее широкое и простое понимание сути кроссплатформенного программного обеспечения отражено в определении, сформулированном Э.Брэдфордом и Л.Може [3], в котором кросcплатформенное программное обеспечение трактуется как программное обеспечение, работающее более чем на одной аппаратной платформе и/или операционной системе. 

Учитывая вышесказанное, можно считать, что в настоящее время не только для специалистов – системных программистов, обеспечивающих образовательный процесс в учебном заведении, но и для профессиональной подготовки будущих учителей информатики становится актуальным. Как следствие из сказанного – обучение будущего учителя информатики элементам кроссплатформенного программирования в рамках его предметной профессиональной подготовки в вузе является актуальным направлением. 

На сегодняшний день в вузах в рамках профессиональной подготовки будущего учителя информатики практически не ведется обучение студентов приемам кроссплатформенного программирования, хотя это направление подготовки в области программирования достаточно перспективно в виду внедрения альтернативных операционных систем в учебный процесс образовательных учреждений и следующей за этим повсеместной дифференциации операционных систем, что влечет за собой несовместимость программного обеспечения, разработанного, как правило, для одной операционной системы. Созданные ранее образовательные программные средства теряют свою практическую значимость ввиду несовместимости с новой программной платформой. Компетентный учитель информатики должен уметь создавать на основе полученных знаний по педагогике, методике и информатике программное обеспечение для использования в профессиональной деятельности. В свете современных требований к переносимости программного обеспечения, учебные программные средства, создаваемые учителями информатики, должны удовлетворять требованиям кроссплатформенности.  

Таким образом, в связи с переходом современного образования на СПО, в рамках профессиональной подготовки современного учителя информатики необходимо обеспечить его возможностями для развития профессиональной компетентности на разных ее уровнях (ключевом, базовом и специальном) и способностей в области программирования. В частности, необходимо создать условия для формирования профессиональной готовности в области решения профессионально-педагогических задач учителя информатики в условиях внедрения в образовательный процесс СПО и задач по программированию программирования, используя методы и средства кроссплатформенного программирования. С подробной классификацией профессионально-педагогических задач учителя информатики (фасетной) можно познакомиться в работе Н.И.Рыжовой и А.А.Ляш [4]. 

Исходя из вышесказанного и базируясь на результатах ряда научно-методических исследований в области формирования профессиональной готовности и компетентности современного специалиста, мы будем понимать профессиональную готовность учителя информатики к деятельности в области кроссплатформенного программирования в условиях внедрения СПО в учебный процесс и существования разнородности программных платформ в учебных заведениях как умение решать возникающие в процессе профессиональной педагогической деятельности практические задачи учителя информатики (в том числе, и в области программирования) с использованием методов и средств кроссплатформенного программирования. 

При этом мы считаем, что формирование готовности к профессиональной деятельности (согласно А.К.Марковой [5]) – это один из начальных этапов становления профессионализма будущего специалиста и предшествующий формированию его профессиональной компетентности. Кроме того, в результате профессиональной подготовки специалиста на этом этапе у него развивается и формируется целостное социально-профессиональное качество, позволяющее ему успешно выполнять задачи своей профессиональной сферы и взаимодействовать с другими людьми. 

Анализ содержания профессиональной подготовки учителя (согласно ГОС ВПО третьего поколения - направления подготовки бакалавриата специальности «Педагогическое образования» профиль «математика, информатика») показал наличие дисциплин, содержание которых направлено на формирование указанных выше компонентов готовности будущих учителей к профессиональной деятельности в области программирования (в том числе кроссплатформенного). В ГОС ВПО традиционно все дисциплины подразделяются на следующие циклы: «гуманитарный, социальный и экономический цикл», «математический и естественнонаучный цикл», «профессиональный цикл», которые, в свою очередь, подразделяются на базовую (обязательную) и вариативную (профильную) часть, устанавливаемую непосредственно вузом. Так, математический и естественнонаучный циклы включают курсы, овладение содержанием которых будущими учителями информатики, реализуют в учебном процессе следующие части профессиональной подготовки [6,7]: базовая («Информационные технологии» (Б2.Б1), «Основы математической обработки информации» (Б2.Б2)) и вариативная («Элементы теории неравенств» (Б2.ДВ1), «Математические методы в педагогических исследованиях» (Б2.ДВ2)); профессиональный цикл содержит дисциплины «Теория и методика обучения информатике» (Б3.Б6.1) и «Аудиовизуальные технологии обучения информатике» (Б3.Б6.3) базовой части и «Теоретические основы информатики» (Б3.В3), «Компьютерное моделирование» (Б3.В6), «Программирование» (Б3.В9), «Программное обеспечение ЭВМ» (Б3.В10), «Компьютерная графика в объектно-ориентированных средах» (Б3.ДВ4), «Операционные системы» (Б3.ДВ5). 

Не менее важной нам представляется еще одна дисциплина профессиональной подготовки (в части специализированной подготовки) – «Элементы кроссплатформенного программирования» (или «Решение задач кроссплатформенного программирования»), которая призвана помочь будущим учителям информатики решать следующие задачи:

1. Применение кроссплатформенных приложений и алгоритмов для представления, закрепления и контроля знаний; создание новых цифровых образовательных ресурсов для представления, закрепления и контроля знаний, работающих на разных аппаратных и программных платформах;

2. Разработка и применение автоматизированных кроссплатформенных систем для управления и оценки деятельности кадрового состава учебного заведения с целью сбора и анализа информации о функциях и процессах, происходящих в конкретной предметной области с целью: (а) самооценки качества работы кадрового состава учебного заведения; (б) совершенствования управлением учебным заведением; (в) экономии бюджетных средств путем использования СПО, работающего на различных программных и аппаратных платформах;

3. применение кроссплатформенных технологий для оптимизации уже имеющихся программных средств;

4. проектирование, разработка и производство программного обеспечения, как средств обучения и контроля, удовлетворяющей заданным функциональным, конструктивным, технологическим и дидактическим требованиям (результатом деятельности является программное обеспечение).

Таким образом, нами обоснована актуальность обучения будущих учителей информатики решению задач кроссплатформенного программирования, вытекающая из следующих противоречий:

• с одной стороны, в связи с внедрением в учебный процесс СПО происходит дифференциация операционных систем в разных учебных заведениях (в результате чего созданные ранее учебные программы теряют свою практическую значимость в связи с их несовместимостью);

• с другой стороны, в современных вузах практически не ведется обучение будущих учителей информатики элементам кроссплатформенного программирования, что не позволяет им создавать программы, работающие более чем на одной программной платформе.

Сказанное говорит не только об актуальности внедрения в содержание профессиональной подготовки современного учителя информатики элементов кроссплатформенного программирования и необходимости разработки концепции формирования его готовности к профессионально-педагогической деятельности в условиях внедрения в практику образовательных учреждений СПО на уровне решения задач кроссплатформенного программирования. Но и о необходимости разработки методики обучения решению задач кроссплатформенного программирования для профессионально-педагогической деятельности учителя информатики как составляющей содержания его профессиональной подготовки в вузе. 

В данном контексте заметим, что цели обучения учителей информатики элементам кроссплатформенного программирования была обозначена и обоснована нами выше, а саму методику обучения мы предполагаем проектировать на основе традиционной ее модели (предложенной А.М.Пышкало [8]), включающей в себя пять взаимосвязанных компонентов учебного процесса – цели, содержание, методы, формы и средства обучения. Реализацией методики обучения должна стать система лабораторных работ и ее интерпретация в виде цифрового образовательного ресурса для дистанционного обучения. Эти ресурсы (их содержание) проектировались нами с ориентацией как на традиционное содержание для педагогических вузов курса «Программирование», так и с опорой на спецкурсы по решению задач по математике, информатике и программированию. Основными методами обучения в контексте проектирования деятельностной составляющей методики обучения учителей информатике решению задач кроссплатформенного программирования, на наш взгляд, должны стать такие специальные методы обучения информатики как метод демонстрационных примеров и метод «обучение через задачи», в частности, метод целесообразно подобранных задач и метод проектов [9,10,11]. 

Кроме того, содержательная составляющая методики обучения должна проектироваться с опорой и на тот факт, что формирование профессиональной готовности учителя информатики к деятельности в области кроссплатформенного программирования базируется на знаниях и практических умениях, полученных в процессе изучения таких вопросов раздела «Программирование» как: базовые аспекты программирования на языке С++; теоретические основы кроссплатформенного программирования; программирование платформонезависимых программ с помощью кроссплатформенных библиотек классов и программирование кроссплатформенных сетевых приложений. В заключение укажем, что предлагаемое нами содержание обучения элементам кроссплатформенного программирования может быть реализовано в различных вариантах: (а) как дисциплина специализации для студентов специальности 050202 «Информатика» со специализацией «Системное администрирование учебных компьютерных сетей» (в полном объеме); (б) как курс по выбору или факультативный курс для студентов специальностей 050201 «Математика» с дополнительной специальностью «Информатика» и 050203 «Физика» с дополнительной специальностью «Информатика» (в сокращенном варианте); (в) как дисциплина вариативной части для бакалавров по направлению 050100 Педагогическое образование (профиль «Информатика») в рамках дисциплины «Программирование» (Б3.В9). 

Литература

1. Свободное программное обеспечение в государственном секторе. - М.: INFO-FOSS.RU, 2007. - 112 с.

2. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 18 октября 2007 год №1447-р / URL: http://www.rg.ru/2007/10/24/shkoly-soft-dok.html .- [дата обращения: 26.10.2011]

3. Брэдфорд Э., Може Л. Кроссплатформенные приложения для LINUX и Windows. Для профессионалов. Питер, 2003.

4. Ляш А.А., Рыжова Н.И. Модель методики обучения учителей информатики использованию информационно-образовательных систем в профессиональной деятельности // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 1; [Электр. ресурс] URL: http://www.science-education.ru/107-8369 .-[дата обращения: 15.10.2013].

5. Маркова A.К. Психология профессионализма [Текст] / А.К. Маркова. Москва. –  1996. – 308 с.

6. Рабочий учебный план по направлению подготовки 050100 «Педагогическое образование» профиль «Информатика, математика» URL: http://www.mshu.edu.ru/lms/file.php/96/UP_FGOS-3/ped.obrazovanie_matematika_informatika_.xls (дата обращения: 26.01.2013)

7. Федеральный государственный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 «Педагогическое образование» (квалификация (степень) «бакалавр») / URL: http://www.edu.ru/db-mon/mo/Data/d_11/prm46-1.pdf  .-[дата обращения: 26.01.2013]

8. Пышкало А.М. Методическая система обучения геометрии в начальной школе: Автореф. … д. пед. наук. – М., 1975.

9. Лаптев В.В., Рыжова Н.И., Швецкий М.В. Методическая теория обучения информатике: аспекты фундаментальной подготовки будущих учителей информатики : монография. – СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 2003. – 352 с.

10. Рыжова Н.И., Филимонова Е.В. Содержание подготовки к информационно-аналитической деятельности для учителя информатики в контексте его обучения информационному моделированию // Мир науки, культуры, образования. – 2009. – № 3 (15). – С.259-264.

11. Толкачев Ф.В. Система упражнений по императивному программированию в фундаментальной подготовке будущих учителей информатики: Автореф. дисс. к.пед.н. - Санкт-Петербург, 2000. - 197 с.

Рекомендовано к публикации:
А.А.Ахаян, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

             

Natalya I. Ryzhova
Doctor of Pedagogical Sciences, Professor, Leading researcher, Didactics of mathematics laboratory, Institute of contents and methods Russian  Academy of Education, Moscow
nata-rizhova@mail.ru  

Dmitriy V. Konovalov
Graduate student of physics, computer science and information technology, Murmansk State Humanities University, Murmansk
dmitr.konovalov@gmail.com  

Relevance of learning teachers of computer science programming in a cross-platform implementation of the conditions of free software 

In the article the relevance of learning the challenges of cross-platform programming as one of conditions for development of a future informatics teacher to activities for professional work in the field of cross-platform  programming and using cross-platform educational computer programs in the learning process.

Key words:
cross-platform programming, solving problems of programming, professional readiness, professional problems of computer science teachers 

Literature

1. Svobodnoe programmnoe obespechenie v gosudarstvennom sektore. - M.: INFO-FOSS.RU, 2007. - 112 s.

2. Rasporjazhenie Pravitel'stva Rossijskoj Federacii ot 18 oktjabrja 2007 god №1447-r / URL: http://www.rg.ru/2007/10/24/shkoly-soft-dok.html (data obrashhenija: 26.10.2011)

3. Brjedford Je., Mozhe L. Krossplatformennye prilozhenija dlja LINUX i Windows. Dlja professionalov. Piter, 2003.

4. Ljash A.A., Ryzhova N.I. Model' metodiki obuchenija uchitelej informatiki ispol'zovaniju informacionno-obrazovatel'nyh sistem v professional'noj dejatel'nosti // Sovremennye problemy nauki i obrazovanija. – 2013. – № 1; [Jelektr. resurs] URL: http://www.science-education.ru/107-8369 (data obrashhenija: 15.10.2013).

5. Markova A.K. Psihologija professionalizma [Tekst] / A.K. Markova. Moskva. –  1996. – 308 s.

6. Rabochij uchebnyj plan po napravleniju podgotovki 050100 «Pedagogicheskoe obrazovanie» profil' «Informatika, matematika» URL: http://www.mshu.edu.ru/lms/file.php/96/UP_FGOS-3/ped.obrazovanie_matematika_informatika_.xls (data obrashhenija: 26.01.2013)

7. Federal'nyj gosudarstvennyj standart vysshego professional'nogo obrazovanija po napravleniju podgotovki 050100 «Pedagogicheskoe obrazovanie» (kvalifikacija (stepen') «bakalavr») / URL: http://www.edu.ru/db-mon/mo/Data/d_11/prm46-1.pdf (data obrashhenija: 26.01.2013)

8. Pyshkalo A.M. Metodicheskaja sistema obuchenija geometrii v nachal'noj shkole: Avtoref. … d. ped. nauk. – M., 1975.

9. Laptev V.V., Ryzhova N.I., Shveckij M.V. Metodicheskaja teorija obuchenija informatike: aspekty fundamental'noj podgotovki budushhih uchitelej informatiki : monografija. – SPb. : Izd-vo Sankt-Peterburgskogo un-ta, 2003. – 352 s.

10. Ryzhova N.I., Filimonova E.V. Soderzhanie podgotovki k informacionno-analiticheskoj dejatel'nosti dlja uchitelja informatiki v kontekste ego obuchenija informacionnomu modelirovaniju // Mir nauki, kul'tury, obrazovanija. – 2009. – № 3 (15). – S.259-264.

11. Tolkachev F.V. Sistema uprazhnenij po imperativnomu programmirovaniju v fundamental'noj podgotovke budushhih uchitelej informatiki: Avtoref. diss. k.ped.n. - Sankt-Peterburg, 2000. - 197 s.