Zkušenosti z inovace předmětu Aplikační programové vybavení Results of innovation of the course Application software Miroslav Cepl *, Ondřej Popelka Abstrakt Článek popisuje postup a průběžný výsledek inovace předmětu Aplikační programové vybavení. Jedná se o povinný předmět zařazený v prvním ročníku studia oboru Automatizace řízení a informatika a ve druhém ročníku oboru Ekonomická informatika PEF MZLU v Brně. Při inovaci předmětu byl kladen důraz zejména na rozvinutí praktických dovedností studentů. Klíčová slova inovace předmětu, projekt, databázové systémy, webové aplikace Abstract This paper describes the concept and results of innovation of the course Application software. It is a compulsory course taught in the first year of bachelor programme System engineering and informatics and in the second year of bachelor programme Engineering Informatics. The course innovation was aimed to increase the programming skills of students. Key words course innovation, project, database systems, web applications Úvod Předmět Aplikační programové vybavení (APV) je zaměřený na seznámení studentů se základy technologií pro vývoj aplikačního software. Jedná se zejména o databázové a webové aplikace, což jsou v současnosti velmi rozšířené a žádané druhy aplikačního software. Cílem inovace předmětu bylo zejména zvýšení množství praktických dovedností, které studenti
získají. Do požadavků na ukončení předmětu bylo tedy zahrnuto vypracování jednoduché webové aplikace pracující s databází. Díky velkému množství podpůrných technologií patří vývoj webových aplikací mezi snadnější oblasti vývoje softwaru, současně je však potřeba se orientovat v mnoha oblastech informatiky současně (programování, sítě, různé programovací jazyky). Při inovaci předmětu byl tedy kladen důraz také na propojení znalostí z jednotlivých oblastí informatiky tak, aby studenti získali ucelený přehled nutný pro efektivní vývoj webových aplikací. Charakteristika předmětu Aplikační programové vybavení je povinný předmět zařazený v doporučeném studijním plánu ve druhém semestru oboru Automatické řízení a informatika (bakalářský studijní program Inženýrská informatika) a ve třetím semestru pro obor Ekonomická informatika (bakalářský studijní program Systémové inženýrství a informatika). Jedná se tedy o předmět zaměřený spíše na předání základních znalostí z oboru. Hlavní tématické okruhy předmětu jsou: úvod do relačních databázových systémů základy skriptování na straně serveru jazyk HTML, kaskádové styly, webové prezentace základy počítačové grafiky Pro většinu studentů se jedná o poměrně velké množství nových informací, zejména pro studenty, kteří ještě nevytvořili žádný program. Během přednášek se studenti seznámí se základními principy relačních databázových systémů základní pojmy, způsob práce s databází, konstrukce SQL dotazů. Další částí jsou pak základní principy webových aplikací používané technologie, služba WWW, webové servery, jazyk HTML, atd. Cvičení jsou zaměřena na aplikaci těchto poznatků při implementaci jednoduché webové aplikace. Metody Standardním projektem je jednoduchý adresář, tedy aplikace pro evidenci osoby, kontaktů (email, telefon, ), adres a schůzek. Pro projekt je navržena databáze, která obsahuje osm tabulek (osoby, adresy, kontakty, typy kontaktů, osoby-schůzky, schůzky, vztahy, typy
vztahů). Struktura databáze je navržena záměrně tak, aby obsahovala nejběžnější konstrukce, které se objeví při práci s relačními databázemi. Součástí předmětu tedy není analýza a návrh struktury databáze a aplikace. Požadavky na aplikaci nastaveny tak, aby studenti narazili na nejčastější problémy při implementaci, jako jsou například práce s číselníkem, implementace vazby M:N, implementace násobné vazby a podobně. Zadání projektu je velmi volné a ponechává téměř všechny otázky implementace na rozhodnutí studentů. Součástí cvičení je demonstrace různých prvků aplikace (zobrazování dat, práce s formulářem, předávání parametrů, ) a je ponecháno na uvážení studentů jak které části kódu konkrétně využijí ve své aplikaci. Je požadováno určité množství práce na všech oblastech aplikace (práce s databází, skripty, ovládání a vzhled) s tím, že by se každý student měl zaměřit na oblast která ho zajímá více. Aplikace se tedy mohou velmi lišit co se týče funkcí které poskytují, protože někteří studenti vymění určitou část funkcí za vzhled nebo ovládání aplikace. Studenti na začátku semestru mohou zvolit zda budou pracovat na standardním projektu nebo zda vytvoří jinou aplikaci. Pokud má student zájem o vlastní zadání musí mu však vyučující na začátku semestru schválit strukturu databáze, případně ji upravit tak, aby byla srovnatelně složitá jako databáze standardní. Cílem tohoto opatření je, aby si studenti nevolili jiné zadání kvůli zjednodušení projektu. Při vypracovávání projektu muže být využito libovolných knihoven a funkcí, je však kladen důraz na to, aby byl vždy uveden zdroj a dodrženy licenční podmínky. Současně s novým přístupem k obsahu předmětu bylo nutné upravit i metody testování a hodnocení. Během semestru musí studenti projekt třikrát odevzdat poprvé v první polovině semestru jako rozpracovanou aplikaci, podruhé ke konci výukové části semestru jako téměř hotovou aplikaci a nakonec jako součást zkoušky finální verzi projektu. Při prvním odevzdání je projekt hodnocen známkou A až F a slovním hodnocením. Vzhledem k tomu, že není možné očekávat funkční a hotovou aplikaci, tak se hodnocení zaměřuje především na správnost přístupu, správné využití všech potřebných technik a formální požadavky. Při druhém hodnocení je projekt také hodnocen známkou A až F a slovním hodnocením. Kritéria hodnocení jsou však jiná, zaměřují se především na zhodnocení množství odvedené práce a cílem slovního hodnocení je upozornit studenta na chyby, kterých se dopustil a doporučit další zlepšení. Vzhledem k tomu, že velkou část studijní skupiny tvoří začátečníci v programování, tak není těžké při hodnocení projekt odhalit opsané části. Studenti jsou upozornění a před posledním odevzdáním projektu musí zajistit nápravu.
Součástí zkoušky je pak poslední odevzdání projektu a elektronický test, který obsahuje zejména praktické otázky z jednotlivých probíraných oblastí. Jedná se například o napsání SQL dotazu, analýzu CSS stylu, kontrolu jednoduchého programu v jazyce PHP apod. Závěr Popsaný způsob vyučování předmětu byl nyní aplikován již ve druhém semestru výuky. Protože se jednalo o poměrně radikální změnu v organizaci tohoto předmětu, bylo důležité získat zpětnou vazbu od studentů. Studenti byli požádáni o vyplnění dotazníku ve formě evaluací předmětu v univerzitním informačním systému nebo papírového dotazníku po složení zkoušky. Na většinu otázek se podařilo získat odpovědi přibližně od 60% studentů. Z výsledků vyplynulo, že přibližně 20% studentů má již s vývojem webových a databázových aplikací nějaké zkušenosti a zvládnutí předmětu pro ně nepředstavuje významnější problém. Současně se také jedná studenty, kteří nejvíce volí vlastní zadání projektu obvykle aplikaci, kterou využijí v rámci jiných aktivit. Na druhou stranu přibližně 40% studentů nemá žádnou zkušenost s vývojem webových ani databázových aplikací, obvykle ani neovládají jazyk HTML. Pro tyto studenty je předmět velice náročný, protože vyžaduje alespoň základní zvládnutí jazyků SQL, PHP, HTML a CSS. Bude tedy ještě nutné věnovat se více přípravě studijních materiálů zejména pro tyto studenty, neboť jejich množství je větší než se zprvu přepokládalo. Zavedení projektu se ukázalo jako dobrý krok a je poměrně pozitivně přijímán i studenty. Více jak 60% studentů odpovědělo, že předmět vyžaduje průběžnou přípravu. Vzhledem k tomu, že součástí předmětu nejsou žádné testy (kromě závěrečného) tak tato průběžná příprava je pouze samostatná práce studentů na projektu. Významnou částí je také kontrola projektů a slovní hodnocení, které studentům jasně ukazuje, že na jejich práci záleží a motivuje je tedy. Snahou je hodnotit množství a kvalitu odvedené práce a nikoliv celkový výsledek, protože pro přibližně polovinu studentů je tento projekt první aplikace, kterou vyrobili. Přestože je výsledkem projektu aplikace, která je sama o sobě prakticky nevyužitelná, tak velká část studentů projevila zájem o seberealizaci. Tomu napomáhá i velice volné zadání projektu a možnost používat různé knihovny i části cizích zdrojových kódů. Tato pravidla jsou motivována především tím, že není možné využívání cizích programů zabránit, ale také tím, že v programátorské praxi je toto zcela běžné a často velmi výhodné. Využití cizího zdrojového kódu je také obvykle netriviální problém (narozdíl od opsání textu). Současně je
poměrně snadné okopírované části odhalit (zvláště u začátečníků) a studenti jsou tedy nuceni uvádět zdroje a dodržovat licenční podmínky. Celkově je předmět student hodnocen poměrně pozitivně. Více jak 70% studentů odpovědělo, že jim předmět přinesl velké množství nových a užitečných informací a současně, že objasňuje různé souvislosti. Více jak 80% studentů je přesvědčeno o přínosu předmětu pro své budoucí uplatnění. Na tomto hodnocení má nepochybně velký podíl současná výsoká popularita webových aplikací a internetu celkově i to, že vývoj webových aplikací je možné řadit mezi RAD (Rapid Application Development) techniky. Tedy, že za poměrně krátký čas a s poměrně malým úsilím (při srovnání s vývojem nativních aplikací) je možné vyvinout funkční aplikaci. * Ing. Miroslav Cepl, e-mail: xcepl@node.mendelu.cz, ústav informatiky, Provozně ekonomická fakulta, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, ČR, tel. +420 545 132 728 Ing. Ondřej Popelka, e-mail: xpopelka@node.mendelu.cz, ústav informatiky, Provozně ekonomická fakulta, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 1, 613 00 Brno, ČR