Prozessorientierte Software-Entwicklunginformatik.bildung-rp.de/fileadmin/user_upload/informatik.bildung-rp... · „Ein Schüler benötigt 45 Minuten, um eine Ampelschaltung zu programmieren

Dr. Hanno Schauer Mons-Tabor-Gymnasium Montabaur

Prozessorientierte Software-Entwicklung

Hoher „Bildungswert“ (Vermittlung von Kernkompetenzen):

• Technologien im Team gestalten

• Systematische Projektarbeit („Ingenieursarbeit“)

• Authentische Anwendung von Modellierungsmethoden

Unterrichtsthema „Software-Entwicklung“

20.05.2015 2 Dr. Hanno Schauer

Herausforderungen in Praxis und Unterricht

1. Software-Entwicklung:

„Ein Schüler benötigt 45 Minuten, um eine Ampelschaltung zu programmieren. Wie lange benötigen 100 Schüler, um das Verkehrsleitsystem einer Stadt mit 80 Ampeln zu planen und zu implementieren?“

Eine „Kapitänsaufgabe“ als Problemaufriss


Große Projekte erfordern ein anderes Vorgehen zur Planung und Durchführung als kleine. !

Herausforderungen:

• Softwareprojekte betreffen die IT und die (Anwendungs-) Domäne

• Beteiligte mit unterschiedlichem Hintergrund: Auftraggeber, Anwender, Entwickler, …

(Zentrale) Erfolgsfaktoren:

• sorgfältige Analyse des Problemgegenstands

• methodengestützte Softwareplanung

• dediziertes Projektmanagement

Große Softwareprojekte


Das Programmieren von Software wird in der Praxis häufig nicht als Herausforderung begriffen.

!

• Komplexität realer Projekte erlebbar machen

• Betonung früher Phasen (Analyse + Entwurf)

• Überforderung von Schüler(inne)n vorbauen (insb. bei Schwächen in Programmierung)

• Zeitliches „Zerfransen“ der Reihe vermeiden

Herausforderungen für den Unterricht:

20.05.2015 6 Dr. Hanno Schauer Es bedarf wohl überlegter Unterrichtskonzepte … !

Prozessorientierte Software-Entwicklung an einem Beispiel

2. Fallstudie „Häck-Eck“ (Ausschnitt)

Der Computerladen „Häck-Eck“ vertreibt u. a. kundenspezifisch konfigurierte Computersysteme über zwei Ladengeschäfte und einen Online-Shop.

Seit der Vergrößerung der Belegschaft (auf 20 Personen) häufen sich Reklamationen bezüglich zu langer Lieferzeiten und Falschlieferungen bei konfigurierten Systemen.

Fallstudie „Häck-Eck“: Ausgangssituation:


Der Geschäftsführer bittet die Computer-AG des örtlichen Gymnasiums um Hilfe. !

Die Computer AG modelliert den Geschäfts-Prozess der Bestellabwicklung als BPMN …

!

Ist-Prozess (in BPMN) „Bestellabwicklung konfigurierter PC“


Prozessmodelle sind für Nicht-Informatiker intuitiv verständlich: Kommunikationsinstrument. !

Prozessmodellierungssprache Business Process Modelling Notation (BPMN)


Gateway (Verzweigung)

Kontrollfluss

Aktivität / Aufgabe

Ereignis

„Sprechende“ Piktogramme (z.B. händischer Prozess)

Prozessmodellierungssprache Business Process Modelling Notation (BPMN)


Gateway (Verzweigung)

Kontrollfluss

Aktivität / Aufgabe

Ereignis

„Sprechende“ Piktogramme (z.B. händischer Prozess)

Was unterscheidet die BPMN von Ablauf- oder Interaktionsbeschreibungssprachen der Informatik?

?

Modellierung automatisierter und menschlicher Tätigkeiten

Möglichkeit, unscharf bzw. unvollständig zu modellieren

!

… zurück zu unserem Beispiel …

Analyse-Phase: Analyse des Ist-Prozesses


Viele händische Tätigkeiten

Papiergebundene Datenhaltung und

-übermittlung

Keine Information über Teileverfügbarkeit.

Fertigungsplanung erst bei Teileverfügbarkeit

Lieferzeiten können nicht zugesagt werden

Die „Produktidee“

20.05.2015 13 Dr. Hanno Schauer Was bedeutet dies für die Organisation „Häck-Eck“? ?

Software verändert die Domäne, in der sie eingesetzt wird.

Bspw. im betrieblichen Umfeld:

• Arbeitsabläufe und (Geschäfts-) prozesse

• Anzahl Arbeitskräfte

• Benötigte Fertigkeiten und Fähigkeiten der Mitarbeiter

• Neu- / andersartige Dienstleistungen und Produkte

• Sogar: Neue Branchen

Technologiefolgen


Technologiefolgen müssen (mit-) geplant werden. !

Entwurfs-Phase 1 – Prozessorganisation: Reorganisierter (Geschäfts-) Prozess


Es gibt viele denkbare Lösungen! (Tipp: Schülerlösungen „diskursiv“ vergleichen!)

!

Entwurfs-Phase 2 – Domänenmodell: BPMN erweitert um ein Klassendiagramm

20.05.2015 Dr. Hanno Schauer 16

Benötigte Informationen (i. W. Attribute) und Services

(Methoden) ableiten:

Entwurfs-Phase 2 – Implementierungsmodell:

20.05.2015 17 Dr. Hanno Schauer Ergänzung weiterer Konzepte (Klassen / Module), die für den Betrieb der Software notwendig sind.

Eine Software-Entwicklungsmethode für den Unterricht

3. ProKlaMation : Prozesse – Klassen – Automation

ProKlaMation: Modelle der Analyse- und Design-Phase


Modellgetriebene Softwareentwicklung Klar abgegrenzte Meilensteine

!

Tipp: „Debugging-Aufgaben“

• Zentrale Sichtweise in Technik und Organisation (Berufsleben)

• Fokus auf Analyse und Entwurf

• Gut verständlich (auch für Schüler(innen) mit Schwächen in der Programmierung)

• Alleinstellungsmerkmal der (Schul-) Informatik (Bildungskanon)

Fazit 1: Prozesse als Unterrichtsgegenstand


• Authentisch – Orientierung an Informatik-Praxis

– Prototypisch auch für Methoden anderer Ingenieursberufe

• „Gestaltungsorientiert“ – Planung und Modellierung im Vordergrund

– Explizite Berücksichtigung organisationaler Veränderungen

• Systematisch: Klar abgegrenzte Phasen und Meilenstein-Ergebnisse – Unterrichtsreihen gut strukturierbar

– Keine durchgängigen Beispiele erforderlich

Fazit 2: Die Methode „ProKlaMation“


Fragen? Vielen Dank!

[email protected]

Bildungsserver Rheinland-Pfalz

bildung-rp.de/

Suchbegriff: „Prozessorientierte Softwareentwicklung“

infodaktik.de (ab Herbst 2015)

Unterrichtsmaterialien

http://www.bildung-rp.de/



http://informatik.bildung-rp.de/

Modellierungswerkzeuge

• Microsoft Visio (BPMN,

Klassendiagramme)

• yEd (BPMN,

Klassendiagramme)

• Violet UML Editor (Klassendiagramme)

Modellierungswerkzeuge +Entwicklungsumgebung (nur Klassendiagramme)

• BlueJ

• JavaEditor

• AmaterasUML/Eclipse

Tools für Analyse und Design


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