Интеграция базовой университетской подготовки специалистов по информатике и информационным технологиям

Принципы модернизации университетского ИТ-образования ктуальность проблемы совершенствования подготовки специалистов по информатике и информационным технологиям (ИТ-специалистов)1 определяется возрастанием роли информационных технологий в формировании ключевых компетенций людей XXI в. и переменами, происходящими в настоящее время в высшем профессиональном образовании (ВПО). Эти перемены связаны с изменениями структуры ВПО (переходом к непрерывной системе бакалавриат — магистратура — аспирантура, становлением прикладного бакалавриата, «подтя- гиванием» колледжей к университетам и т. д.), внедрением компетентностного подхода к целям и результатам образования, пересмотром перечня направлений и специальностей ВПО, предоставлением ведущим университетам права на формирование самостоятельно устанавливаемых образовательных стандартов, необходимостью сближения отечественного ИТ-образования с подготовкой ИТ-специалистов в университетах развитых стран и другими факторами.

Подготовка ИТ-специалистов, в силу высокой мобильности лежащей в ее основе предметной области и растущего спроса, наиболее подвержена изменениям. Потребность страны в высококвалифицированных ИТ-специалистах остается неудовлетворенной на протяжении многих лет, что тормозит развитие ИТ-отрасли и экономики страны в целом. Согласно исследованию [1], проведенному в 2012 г. Ассоциацией

Управление учебным процессом ^^^^^^™ производителей компьютерных и информационных технологий (АП КИТ), Россия по величине кадрового ресурса, потенциально применимого в сфере ИТ, занимает третье место в мире, однако лишь малая часть выпускников вузов готова немедленно приступить к работе, что свидетельствует о неблагополучии в этой сфере и необходимости модернизации университетского ИТ-образования.

По мнению авторов, совершенствование университетского ИТ-образования целесообразно вести на основе системного подхода, базирующегося на следующих принципах.

• 1.    Интеграция базовой части образовательных программ подготовки ИТ-специалистов. В ранее выполненных авторами исследованиях [2, 3] было показано, что в современной российской системе ВПО многообразие направлений и специальностей подготовки ИТ-специалистов является в значительной мере кажущимся. Кластерный анализ структурированного содержания обучения позволил сделать вывод, что все эти виды подготовки можно агрегировать в три группы [2]. Последующий анализ показал, что на начальной стадии подготовки в содержании образовательных программ указанных групп также существует много общего, и эту общую часть целесообразно выделить и реализовать в виде интегрированной базовой части образовательных программ. Достоинство такой интеграции состоит, в частности, в том, что она позволяет отсрочить раннюю специализацию, увязывающую подготовку с некоторой конкретной областью приложения информационных технологий и препятствующую тем самым академической гибкости, возможности для студентов самоопределяться в реальной профессии, имея о ней большее представление, чем в момент поступления в вуз. Ранняя специализация объективно невыгодна и для вуза, реализующего подготовку по нескольким программам ИТ-образования, так как создается дополнительная нагрузка на экономику вуза и организацию учебного процесса.

• 2.    Отражение опыта ведущих российских вузов, формирующих собственные образовательные стандарты. Федеральный закон «Об образовании» предоставляет ведущим российским вузам — федеральным и национальным исследовательским университетам — право разрабатывать самостоятельно устанавливаемые образовательные стандарты (СУОС). Опыт показывает, что в сфере ИТ-образования указанные университеты этим правом активно пользуют

• 3.    Сближение структуры и содержания подготовки ИТ-специалистов с требованиями работодателей из ИТ-отрасли и ИТ-подразделений крупных предприятий . В настоящее время эти требования наиболее четко сформулированы в профессиональных образовательных стандартах, разработанных под эгидой АП КИТ [4]. В 2014 г. разработаны проекты профессиональных стандартов по 14 ИТ-профессиям, отражающих потребности российской экономики; эти проекты одобрены профильным федеральным министерством информационных технологий и связи.

• 4.    Учет опыта подготовки ИТ-специалистов ведущих зарубежных университетов . Возможность доступа к такому опыту достаточно ограничена, так как, вопреки распространенному мнению, лишь немногие университеты публикуют в открытом доступе детальную информацию о содержании подготовки; чаще всего открытые материалы ограничиваются учебными планами и материалами скорее рекламного, нежели образовательного характера. Однако и доступные материалы представляют значительный интерес.

• 5.    Учет рекомендаций международного экспертного сообщества . На протяжении многих лет международная группа экспертов в области ИТ-образования разрабатывает и публикует в открытом доступе детальные рекомендации по его структуре и содержанию, оформленные в виде так называемых ИТ-куррикулумов, являющихся, по сути, неформальными международными образовательными стандартами. Указанные рекомендации выделяют 5 базовых направлений подготовки ИТ-специалистов, и именно по этим направлениям строится в основном подготовка бакалавров в университетах многих стран мира.

ся (в частности, Пермский государственный национальный исследовательский университет разработал СУОСы по 6 направлениям и специальностям ИТ-образования). Указанные документы и сформированные на их основе образовательные программы МГУ, МГТУ, ВШЭ, университетов Санкт-Петербурга, Томска, Новосибирска, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода и других дают богатый материал для анализа путей эволюции подготовки ИТ-специалистов в России.

Основные выпуски работ этой серии, опубликованные Ассоциацией вычислительной техники и Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (Association for Computing Machinery and Computer Society of

IEEE)2, содержат богатейший набор рекомендаций по формированию университетских образовательных программ в сфере компьютинга (русскоязычный обзор можно найти в работе В. А. Сухомлина [5]). Учет этих рекомендаций при модернизации отечественных программ подготовки ИТ-специалистов представляется весьма перспективным.

По нашей оценке, оптимальной в процессе университетской подготовки ИТ-специалистов может стать система, агрегирующая ряд существующих направлений и специальностей подготовки: бакалавриат, включающий интегрированный базовый и вариативный профильный уровни, с продолжением в виде многовариантной магистерской подготовки, в которой будут учтены особенности соответствующих предметных областей профессиональной деятельности ИТ-специалистов (см. рисунок).

Приведем ожидаемые, по нашему мнению, положительные результаты перехода на «кустовой» принцип базовой части подготовки ИТ-специалистов.

• 1.    Возможность более осознанного выбора студентами будущей специальности в рамках ре-

• ализуемых в университете ИТ-программ и возрастание уровня внутриуниверситетской академической мобильности студентов.

• 2.    Отражение в базовой части подготовки опыта ведущих вузов и рекомендаций экспертного сообщества, что будет способствовать повышению уровня академической мобильности студентов как в России, так и за рубежом.

• 3.    Повышение уровня методического обеспечения базовой части подготовки за счет закрепления дисциплин за кафедрами и унификации соответствующих курсов, что способствует созданию высокоразвитой информационно-

• Программы магистратуры

К сожалению, действующие в нашей стране правила не позволяют принимать студентов в университет без жесткой фиксации направ-ления / специальности подготовки. Так, в университетах США студент может поступать на факультет (department), реализующий спектр родственных направлений подготовки, и в пределах года, изучая некоторый набор обязательных для этого факультета дисциплин, определиться с конкретным выбором. Пока наши возможности повысить уровень академической мобильности связаны в основном с местами, освобождающимися в результате отсева (к сожалению, для ИТ-специальностей довольно высокого), и переводом желающих студентов на освободившиеся места. Высокий уровень унификации набора дисциплин и их содержания на первом курсе сделают такой переход более безболезненным.

м2

Mn-i

Схема подготовки ИТ-специалистов в многопрофильном вузе

образовательной среды поддержки учебного процесса.

Пример формирования интегрированной базовой подготовки

ИТ-специалистов

Ниже описан опыт Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ), сделавшего шаг к формированию системы интегрированной базовой подготовки специалистов в области информатики и информационных технологий для группы направлений и специальностей, именуемой ниже «ИТ-куст».

Работа по реализации описанной выше концепции была проведена в 2013 / 14 уч. г. Она включала:

• 1)    выделение в каждой образовательной программе, входящей в ИТ-куст, одинаковой для всех направлений и специальностей базовой части подготовки в объеме 90-100 зачетных единиц ( = 40 % общей трудоемкости, включая все виды дисциплин);

• 2)    разработку собственных образовательных стандартов по всем направлениям и специальностям ИТ-куста, допускающих возможность выделения интегрированной базовой части подготовки;

• 3)    разработку интегрированной части учебного плана для ИТ-куста и, на его основе, отдельных учебных планов направлений и специальностей;

• 4)    разработку единых учебно-методических комплексов для общекустовых дисциплин, учитывающих специфику интегрированной подготовки.

Указанные документы разработаны с учетом того, что уровень подготовки (формируемые компетенции) по каждому направлению и спе циальности, включенным в ИТ-куст, должен быть не ниже предписанного соответствующим ФГОС. Ориентиром при планировании содержания и объема разделов подготовки является ГОС второго поколения, в котором эти параметры, в отличие от ФГОС, четко прописаны. Кроме того, содержание подготовки сопоставлялось с рекомендациями указанных выше ИТ-курри-кулумов.

Интегрированная подготовка частично охватывает реализуемые в ПГНИУ программы бакалавриата:

• •    Прикладная математика и информатика (ПМИ),

• •    Фундаментальная информатика и информационные технологии (ФИТ),

• •    Бизнес-информатика (БИ),

• •    Интеллектуальные системы в гуманитарной сфере (ИСГС);

а также программы специалитета:

• •    Компьютерная безопасность (КБ),

• •    Информационная безопасность автоматизированных систем (ИБАС).

Они реализуются на четырех факультетах: механико-математическом, физическом, экономическом и филологическом.

В процессе работы были сформулированы общепрофессиональные компетенции (ОПК), свойственные всем программам ИТ-куста (табл. 1). Для каждой программы необходимо было установить соответствующие профессиональные компетенции, а также дополнительные общепрофессиональные компетенции. Набор общекультурных компетенций был сформирован методическим советом университета в виде единого списка для всех реализуемых в университете программ ВПО.

Для ИТ-куста был утвержден единый перечень обязательных дисциплин гуманитарного блока и единый перечень специальных дисцип-

Таблица 1

Общепрофессиональные компетенции ИТ-куста

ОПК-1 Способен использовать базовые знания естественных наук, математики и информатики, основные факты, концепции, принципы теорий, связанных с математическими и компьютерными науками

ОПК-2 Способен создавать, анализировать, реализовывать математические и информационные модели с применением современных вычислительных систем

ОПК-3 Способен решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности

ОПК-4 Способен к научно-исследовательской или исследовательской работе под руководством научного руководителя лин базовой части подготовки. Важно отметить, что для общекустовых дисциплин реализована полная, на уровне единых учебно-методических комплексов, унификация как содержания подготовки, так и их места в учебных планах. Доля общекустовых дисциплин в учебном плане по годам обучения такова: 1-й курс — 50 зачетных единиц (далее — з. е.) из 60; 2-й курс — 43 з. е. из 60. Все общекустовые дисциплины реализованы на 1-х и 2-х курсах.

В табл. 2 и 3 приведены общие дисциплины ИТ-куста и соответствующие трудоемкости (в зачетных единицах).

Некоторые общекустовые дисциплины в отдельных образовательных программах имеют продолжения. Например, математический анализ в объеме 12 з. е. недостаточен для подготовки в рамках направления ПМИ, и в учебном плане ПМИ изучение этой дисциплины за пределами ИТ-куста продолжается.

Вклад интегрированной базовой части в профессиональную подготовку по направлениям и специальностям

ИТ-куста

Ниже показано, в какой степени интегрированная часть реализует профессиональную подготовку по каждому направлению и специальности, включенным в ИТ-куст.

Структура области профессиональных знаний ИТ-специалистов в соответствии с рекомендациями Computing Curricula 2005 [6] может быть представлена как совокупность 18 разделов, которые отражены в табл. 4. К этим областям нами добавлена «Фундаментальная математика» — классические анализ, алгебра и геометрия, которые, в соответствии с традициями российского образования, также составляют неотъемлемую часть подготовки ИТ-специалистов.

В табл. 4 приведены выполненные авторами экспертные оценки трудоемкости (в зачетных единицах) 19 разделов базовой части подготовки

Социально-гуманитарные дисциплины ИТ-куста

Таблица 2

Дисциплина	з. е.                         Дисциплина                        з. е.
Безопасность жизнедеятельности Иностранный язык История Логика	3        Правоведение                               3 12        Русский язык и риторика                    4 4        Социология                                 3 3        Физическая культура                        2
Менеджмент	3       Философия                              4

Специальные дисциплины ИТ-куста

Таблица 3

Дисциплина	з. е.
Математический анализ I	12
Алгебра и аналитическая геометрия	8
Алгоритмизация и программирование I	3
Дискретная математика	6
Теоретические основы информатики	3
Языки программирования	4
Теория вероятностей и математическая статистика I	5
Операционные системы	4
Базы данных и СУБД	4
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации	4
Интеллектуальные системы	3
Основы информационной безопасности	4
Социальные, правовые и этические вопросы ИТ	3

Таблица 4

№	Наименование раздела	ИТ-куст	ПМИ	ФИТ	БИ	ИСГС	КБ	ИБАС
п/п
1	Алгоритмы и сложность	3	2	7	1	1	3	3
2	Архитектура и организация вычислительных
	систем	2	0	3	0	0	14	2
3	Человеко-машинное взаимодействие	0,5	2	1,5	0	0	1	0,5
4	Графика и визуализация	0	4,5	4	0	0	0,5	0
5	Дискретные структуры	6	2	4	1,5	0	0	6
6	Интеллектуальные системы	2,5	4	4	4,5	13	2	2,5
7	Информационная безопасность	4	0	0	0	0	55	4
8	Управление информацией	4	6	18,5	17	13	7,5	4
9	Вычислительные науки	0	9,5	5	13	0	5,5	0
10	Операционные системы	4	0	0	0	0	3	4
11	Основы вычислительных систем	1	0,5	0	0	0	2	1
12	Основы разработки программного обеспечения	2	13	4,5	3	4	13	2
13	Иараллельные и распределенные вычисления	1	4,5	4	0	0	6,5	1
14	Ирограммная инженерия	0	8,5	15,5	2	0	10,5	0
15	Разработки на базе программных платформ	0	5,5	3,5	3	3	13,5	0
16	Сети и коммуникации	1	0	0	1	4	17	1
17	Социальные проблемы и профессиональная
	деятельность	3	0	3	0	5	18	3
18	Языки программирования	4	1	4,5	0	0	3	4
19	Фундаментальная математика	25	19	9	0	8	15	25
	Всего	63	78	91	46	51	190	63
	Доля «кустовой» части, %		43	41	58	55	25	50

Оценка трудоемкости подготовки в рамках ИТ-куста, з. е.

(колонка «ИТ-куст») и того, что остается за ее пределами в образовательных программах ИМИ, ФИТ, КБ, ИСГС, БИ, ИБАС. Например, для раздела «Алгоритмы и сложность» общая трудоемкость в учебном плане направления ИМИ оценивается в 5 з. е., из которых 3 з. е. реализуются в ходе общекустовой подготовки, а 2 з. е. — за ее пределами.

Выводы

Анализ данных, приведенных в табл. 4, позволяет сделать вывод о том, что для достаточно разнородных направлений и специальностей подготовки ИТ-специалистов, образующих так называемый ИТ-куст, в пределах интегрированной базовой части реализовано от 41 до 58 % трудоемкости при подготовке бакалавров и от 25 до 50 % — при подготовке специалистов. Ири этом каждый из разделов подготовки ИТ-специалистов в пределах этой интегрированной части для конкретных направлений и специальностей реализуется с разной полнотой. Например, раздел «Архитектура и организация вы числительных систем» для направлений ИМИ и БИ реализуется в интегрированной части подготовки полностью, а для остальных направлении и специальностей — лишь частично. Разделы «Графика и визуализация», «Ирограммная инженерия» и «Разработки на базе программных платформ» интегрированной частью подготовки не охвачены вовсе.

Отметим, что выбор и глубина охвата общего для ИТ-куста учебного материала для каждого из разделов сильно зависят от спектра направлений и специальностей, включенных в ИТ-куст, и при ином его составе были бы иными; также имеет значение и степень взаимопонимания разработчиков — представителей отдельных образовательных программ. Таким образом, каждый университет, который реализует несколько видов подготовки ИТ-специалистов и который примет предложенную схему подготовки, должен выработать собственную интегрированную базовую часть подготовки.

Возвращаясь к теме спектра подготовки ИТ-специалистов в российских университетах, еще раз отметим, что их количество представляется нам чрезмерным. ИТ-куррикулумы выделяют 5 базовых видов подготовки ИТ-специалистов: Computer Engineering, Computer Science, Information Systems, Software Engineering, Information Technology (к примеру, университеты США практически не выходят за этот перечень). Интеграция базовой части подготовки может быть шагом на пути оптимизации программ подготовки ИТ-специалистов в российских университетах.

Подчеркнем, что к экспериментальной апробации описанной выше концепции подготовки ИТ-специалистов ПГНИУ приступает в 2014 / 15 уч. г. Выяснить, насколько оправдаются сформулированные выше ожидания и какие могут возникнуть проблемы на пути реализации указанной концепции, можно будет в ходе этой работы.

• 1.    О мерах по развитию отрасли ИТ в Российской Федерации. Подход бизнес-сообщества. АПКИТ, при участии McKinsey & Company. 2012 [Электронный ресурс]. URL: http://www.teamforce.ru/wp-content/uploads/ 2013 / 03 / О-мерах-по-развитию-отрасли-ИТ-в-Россий-ской-Федерации1.pdf'

• 2.    Русаков С. В., Семакин И. Г., Хеннер Е. К. Анализ структуры подготовки специалистов по информатике и информационным технологиям в российской системе высшего профессионального образования // Вопр. образования. 2010. № 3. С. 135-151.

• 3.    Русаков С. В., Соловьева Т. Н., Хеннер Е. К. Концепция интегрированной подготовки ИТ-специалистов: деятельностно-компетентностный подход // Информатизация образования и науки. 2013. № 1 (17). С. 3-15.

• 4.    Профессиональные стандарты в области ИТ. 2007-2012 г. [Электронный ресурс]. URL: http: // www.apkit.ru/committees/education/projects/standarts2007-2012.php

• 5.    Сухомлин В. Л. Международные образовательные стандарты в области информационных технологий // Прикладная информатика. 2012. № 1(37). С. 33-45.

• 6.    Computing Curricula 2005 (CC2005). The Overview Report. Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE. [Electronic resource]. URL: http://www.acm.org / education / curric_vols / CC2005-March06Final.pdf