УДК 378.147
Козлова А.В.,
ФГБОУ ВО «Московский педагогический
государственный университет», студентка 2 курса
Научный руководитель: Ефимцева И.В,., учитель
высшей квалификационной категории
Моделирование бизнес-процессов как средство формирования профессиональных компетенций будущих учителей информатики
Аннотация: в статье рассматривается потенциал методов структурного моделирования в подготовке будущих учителей информатики на примере разработки информационной системы для пункта выдачи заказов.
Ключевые слова: профессиональная подготовка, учитель информатики, бизнес-процессы, IDEF0, IDEF1X, проектирование информационных систем, компетентностный подход.
Kozlova A.V.
Business process modeling as a means of developing professional competencies in future computer science teachers
Annotation: the article examines the potential of structural modeling methods in the training of future computer science teachers using the example of developing an information system for an order pickup point.
Keywords: professional training, computer science teacher, business processes, IDEF0, IDEF1X, information systems design, competency-based approach.
Современная система высшего педагогического образования сталкивается с необходимостью подготовки специалистов, способных не только транслировать предметные знания, но и формировать у обучающихся метапредметные компетенции, включая системное и алгоритмическое мышление. Особое место в этой подготовке занимает обучение будущих учителей информатики, поскольку именно они выступают проводниками цифровой грамотности и технологической культуры в школе. Одним из эффективных инструментов формирования профессиональных компетенций в этой области является проектирование информационных систем на основе реальных бизнес-процессов.
Методологии структурного анализа и проектирования (SADT), в частности нотации IDEF0 и IDEF1X, традиционно используются в профессиональной среде для формализации и оптимизации деятельности организаций. Однако их потенциал в педагогическом образовании остается недостаточно исследованным. В данной работе ставится вопрос: как использование методов моделирования бизнес-процессов при выполнении практико-ориентированных проектов может способствовать формированию профессиональных компетенций будущих учителей информатики?
Цель исследования – выявить и обосновать дидактический потенциал методов структурного моделирования в процессе подготовки студентов педагогических вузов к проектированию информационных систем.
Компетентностный подход, закрепленный в федеральных государственных образовательных стандартах высшего образования (ФГОС ВО 3++), предполагает формирование у выпускников педагогических направлений универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций. Для будущих учителей информатики особое значение имеют компетенции, связанные с разработкой и применением программных средств, проектированием информационных систем, а также с формированием у школьников алгоритмического и системного мышления.
Согласно исследованиям в области методики обучения информатике, эффективность подготовки специалистов повышается при условии интеграции теоретических знаний с практической деятельностью, максимально приближенной к реальным профессиональным задачам. Проектирование информационных систем, в отличие от изолированного изучения языков программирования или баз данных, позволяет студенту увидеть целостную картину: от анализа предметной области до реализации работающего прототипа.
Методологии IDEF0 и IDEF1X, входящие в семейство SADT, представляют собой стандартизированные способы описания функций системы и структуры данных. Их использование в учебном процессе имеет ряд преимуществ:
- наглядность и формализованность, позволяющие развивать аналитическое мышление;
- ориентация на реальные процессы, что повышает мотивацию и осознанность обучения;
- возможность применения единого подхода к анализу систем различной природы.
В рамках данного исследования был реализован учебный проект по разработке информационной системы для пункта выдачи заказов интернет-магазина. Выбор предметной области не случаен: автоматизация ПВЗ представляет собой типичную задачу, с которой сталкиваются современные организации, и позволяет охватить широкий спектр тем, изучаемых в курсе информатики и информационных технологий.
На начальном этапе работы предстояло самостоятельно изучить специфику деятельности пункта выдачи заказов. Этот этап соответствовал формированию компетенции «способность осуществлять анализ предметной области, выявлять информационные потребности пользователей». В ходе анализа были выявлены ключевые бизнес-процессы: приемка и размещение заказов, выдача заказов клиентам, обработка возвратов, управление складским хозяйством, формирование отчетности.
Важным результатом этого этапа стало осознание того, что любой программный продукт создается не ради кода, а для оптимизации реальной человеческой деятельности. Были установлены участники процессов (клиенты, сотрудники, курьерские службы), информационные потоки (входящие, исходящие, внутренние), а также нормативные ограничения (закон о персональных данных, гражданский кодекс). Данный опыт позволил выйти за рамки узко технического взгляда на программирование и сформировать представление о системном подходе к решению задач.
Применение нотации IDEF0 для построения функциональной модели стало ключевым моментом в формировании алгоритмического и системного мышления. Контекстная диаграмма верхнего уровня (А0) «Управление пунктом выдачи заказов» позволила освоить понятия «вход-выход-управление-механизм», что является фундаментальным для понимания любой кибернетической системы.
Декомпозиция главной функции на пять подфункций и дальнейшая детализация каждой из них на более глубоких уровнях (диаграммы А1–А5) способствовала формированию навыков структурирования сложных задач. Процесс декомпозиции помог преодолеть «синдром чистого листа» – вместо попытки охватить всю систему сразу, появилась возможность последовательно прорабатывать отдельные подсистемы.
Были сформированы следующие профессиональные компетенции:
- способность разрабатывать алгоритмы и программные средства для решения прикладных задач;
- способность использовать современные методы и технологии проектирования информационных систем.
Переход от функциональной модели к модели данных в нотации IDEF1X позволил освоить принципы нормализации, выделения сущностей и установления связей между ними. Выделение шести сущностей (Клиент, Товар, Сотрудник, Ячейка хранения, Заказ, Возврат) потребовало не только технических знаний, но и глубокого понимания предметной области.
Особую сложность вызвало определение характера связей: почему клиент и заказ связаны как «один-ко-многим», а заказ и возврат – как «один-к-одному»? Поиск ответов на эти вопросы стимулировал аналитическое мышление и позволил закрепить теоретические знания, полученные на лекционных занятиях.
На этом этапе было важно, что не просто скопирована готовая схема из учебника, а самостоятельное построение ее на основе анализа бизнес-процессов. Это обеспечило более глубокое понимание и возможность в дальнейшем обосновать принятые проектные решения.
Заключительный этап – реализация базы данных в СУБД Microsoft Access – позволил применить полученные знания на практике. Создание таблиц, установление связей с обеспечением целостности данных, разработка форм, запросов и отчетов – все это потребовало синтеза знаний из различных разделов курса: реляционной алгебры, языка SQL, проектирования пользовательского интерфейса.
Особого внимания заслуживает создание главной кнопочной формы. Самостоятельное проектирование логики навигации, сгруппировав функции по блокам: «Ввод и редактирование базы данных», «Отчеты», «Выход из системы». Это способствовало формированию представлений об эргономике программных продуктов и требованиях к пользовательскому интерфейсу.
Были сформированы компетенции, связанные с практическим применением инструментальных средств разработки, а также с тестированием и отладкой программных продуктов.
Использование методов структурного моделирования бизнес-процессов в процессе подготовки будущих учителей информатики имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными подходами.
Во-первых, метод IDEF0 позволяет сформировать у студентов системное видение проблемы. Вместо того чтобы сразу приступать к написанию кода или созданию таблиц базы данных, студент учится сначала анализировать деятельность, выделять функции, определять входы и выходы. Такой подход соответствует принципу «think before code» и является важной составляющей профессиональной культуры программиста.
Во-вторых, использование единой нотации на протяжении всего проекта (от функциональной модели до реализации) обеспечивает преемственность знаний и позволяет проследить, как абстрактные модели преобразуются в конкретные программные решения. Это особенно важно для будущих учителей, которым предстоит объяснять школьникам связь между теоретическими моделями и их реализацией на практике.
В-третьих, выбор предметной области, максимально приближенной к реальной жизни (автоматизация ПВЗ), повышает мотивацию обучения. Возможность создать реально работающий продукт, который мог бы использоваться в коммерческой деятельности, значительно повысит интерес к выполнению работы.
В-четвертых, в процессе выполнения проекта формируются не только предметные, но и методические компетенции. Освоив методологию IDEF0 и IDEF1X, приобретаются инструменты, который в дальнейшем можно использовать в своей педагогической деятельности. Например, при обучении школьников основам алгоритмизации или при организации проектной деятельности.
Важно отметить, что предложенный подход не требует кардинальной перестройки учебного процесса. Он может быть реализован в рамках существующих дисциплин (например, «Базы данных», «Проектирование информационных систем») за счет переориентации содержания на решение реальных практических задач.
Методы структурного моделирования бизнес-процессов (IDEF0, IDEF1X) обладают значительным дидактическим потенциалом в процессе профессиональной подготовки будущих учителей информатики. Их использование способствует формированию системного и алгоритмического мышления, а также интеграции теоретических знаний с практической деятельностью.
Выбор предметной области, актуальной для современной экономической деятельности, повышает мотивацию студентов и обеспечивает понимание социальной значимости разрабатываемых программных продуктов.
Освоенные студентом методы моделирования могут быть в дальнейшем использованы в его педагогической деятельности – как инструмент формирования системного мышления у школьников, а также как основа для организации проектной деятельности по информатике.
Дальнейшие исследования могут быть направлены на разработку методических рекомендаций по внедрению методов структурного моделирования в учебный процесс педагогических вузов, а также на оценку долгосрочной эффективности предложенного подхода в формировании профессиональных компетенций будущих учителей информатики.
Литература
1. Информатика : 7–9-е классы : базовый уровень : методическое пособие к А. Ю. Босовой / Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. — Москва : Просвещение, 2022 — 69 с.
2. Макарова Н.В., Волков В.Б. Информатика: учебник для вузов. СПб.: Питер, 2011.
3. Информационные технологии управления: под ред. Г.А. Титоренко. – М. : Юнити-Дана, 2003.
4. Советов Б.Я. Базы данных: теория и практика: учебник / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский. – М. : Юрайт, 2013.
