Компетентность обучающихся в области использования инструментальных средств разработки информационных систем с применением облачных технологий: структура, содержание, уровни сформированности

Вызовы современного времени определяют необходимость формирования сильной производственной базы государства: развития собственных промышленных технологий с целью ускоренного импортозамещения; разработки инновационной конкурентноспособной продукции и т. д. В соответствии с этим, в структуре промышленности России происходят изменения, направленные на создание множества комплексов высокотехнологичных производств, что является одним из основных факторов социально-экономического развития Российской Федерации [1].

В настоящее время деятельность любого современного высокотехнологичного предприятия связана с: автоматизацией производственных процессов; обеспечением гибкости и мобильности управления производством; созданием и использованием наукоемких технологий; организацией не только локальных вычислительных сетей, но и многоуровневых распределенных систем и т. д. Решение этих задач сегодня базируется на использовании информационных систем (ИС) различного типа, переводимых в облачную среду в соответствии с необходимостью хранения и обработки больших объемов данных (“Big Data”), выполнения высокопроизводительных ресурсоемких вычислений, минимизации затрат на поддержку ИТ-инфраструктуры предприятия, мобильного удаленного доступа к данным, осуществления коллективной работы команды разработчиков различного профиля в условиях территориального распределенного производства [4, 5].

Вышеобозначенные особенности функционирования высокотехнологичных предприятий определяют потребность в высокопрофессиональных инженерных кадрах, способных реализовать этапы жизненного цикла ИС (разработка, преоктирование, сопровождение, отладка и администрирование) в условиях использования облачных технологий – инженерах-разработчиках ИС, требования к которым отражены в профессиональных стандартах [2, 3].

Подготовка обучающихся – будущих инженеров-разработчиков ИС для высокотехнологичных предприятий на сегодняшний день реализуется по направлениям подготовки бакалавриата и магистратуры УГНП 09.00.00 «Информатика и вычислительная техника» в соответствии с требованиями ФГОС ВО 3-го поколения [7].

Основой подготовки обучающихся в системе высшего образования сегодня выступает компе-тентностый подход, основными понятиями которого являются «компетенция» и «компетентность». Эти понятия у различных исследователей отождествляются либо дифференциются. Опираясь на работы ряда российский и зарубежных исследователей (В.А. Адольф, В.И. Байденко, Э.Ф. Зеер, А.И. Зимняя, А.И. Субетто, А.В. Хуторской и др.) [1, 2, 4, 5], определим компетенцию как готовность к осуществлению того или иного вида профессиональной деятельности, а компетентность – как успешно реализованную на практике компетенцию.

В соответствии с ФГОС ВО, результатом освоения основной профессиональной образовательной программы бакалавриата (на примере направления подготовки «Информационные системы и технологии») является набор сформированных компетенций выпускника. Текущая редакция ФГОС ВО 3++ максимально ориентирована на усиление роли работодателя в подготовке обучающихся: теперь результаты освоения программы бакалавриата – это универсальные компетенции (общие для всех направлений подготовки), общепрофессиональные (единые в рамках укрупненной группы направлений подготовки) и профессиональные, определяемые на основании анализа отечественного и зарубежного опыта, а также требований работодателей, отраженных в профессиональных стандартах, с учетом выбранных образовательной организацией обобщенных трудовых функций, которые соответствуют будущей профессиональной деятельности выпускников.

Анализ научно-педагогической литературы (В.И. Байденко, Э.Ф. Зеер, А.К. Маркова, В.П. Пугачев, Ю.Г. Татур и др.) [2, 4, 15] показал, что профессиональные компетенции представляют собой совокупность трех компонентов-индикаторов: теоретических знаний, практических умений и опыта, а также необходимых для успешной реализации профессиональной деятельности личностных качеств.

Исследования в области формирования профессиональных компетенций будущих инженеров-разработчиков ИС нашли отражение в ряде научно-педагогических разработок в области теории и методики профессионального образования, где авторами рассмотрены структура, содержание, теоретические и методические аспекты формирования компетенций обучающихся – будущих инженеров-разработчиков ИС. Однако, проведенный анализ показал, что в этих исследованиях не в полной мере учтена ориентация современных ФГОС ВО на формирование специальных (профессиональноспециализированных) компетенций на основании анализа требований предприятий-работодателей.

Специальные (профессионально-специализированные) компетенции отражают специфику и ключевые особенности конкретной сферы профессиональной деятельности и могут быть представлены в виде профессионально-функциональных знаний и умений, обеспечивающих привязку к конкретному предмету труда [8]. Специальные компетенции формируются в рамках вариативной части ОПОП бака-лариавта в соответствии с профилем, установленным вузом на основании анализа потребностей региональных рынков труда. Однако, анализ показал, что в современных научно-педагогических исследованиях не нашел должного отражения вопрос формирования специальной компетентности обучающихся в области использования инструментальных средств разработки ИС (ИСРИС) с применением облачных технологий, что отвечает современным требованиям работодателей.

На основании анализа профессиональных и международных стандартов, требований работода-талей, современных тенденций и перспективных направлений в области информационных технологий, а также с опорой на исследования в области компетентностного подхода и формирования профессиональных компетенций, под компетентностью обучающихся в области ИСРИС с применением облачных технологий будем понимать владение соответствующими компетенциями. Эти компетенции включают в себя совокупность теоретических знаний в области: проектирования моделей данных в соответствии со стандартами жизненного цикла ИС, реализации возможностей облачных технологий при разработке программно-информационного ядра ИС, реализации возможностей гибких технологий при коллективной разработке ИС; умений в области: выбора и использования инструментальных средств разработки ИС, использования средств автоматизированного проектирования, языка структурированных запросов при разработке ядра ИС на основе систем управления базами данных; осуществления коллективной разработки ИС с использованием облачных технологий, а также опыт применения этих знаний и умений в профессиональной деятельности [6].

Структура компетентности обучающихся в области использования ИСРИС с применением облачных технологий представлена инвариантным и вариативным компонентами.

Инвариантный компонент компетентности связан с изучением основополагающих положений в области ИС и методологии их разработки. Формирование содержание инвариантного компонента происходит в рамках ряда курсов основной профессиональной образовательной программы бакалавриата (на примере направления подготовки «Информационные системы и технологии») в соответствии с учебным планом подготовки.

Вариативный компонент компетентности отражает требования современных предприятий-работодателей к будущим инженерам-разработчикам ИС и проявляется в реальных условиях профессиональной деятельности. Знания и умения обучающихся, а также способность их применения на практике (т. е. сформированная компетенция) формируются в ходе освоения специально разработанного курса формирования компетентности [Там же]. Опыт применения приобретенных теоретических знаний и практических умений обучающимися формируется при прохождении производственной практики на предприятиях региона, что свидетельствует о сформированности компетентности обучающихся в области использования ИСРИС с применением облачных технологий.

Анализ научной и научно-методической литературы (В.П. Беспалько, Б. Блум, Д. Бокк, Дж. Гилфорд, И.Я. Лернер, В.П. Симонов и др.) [3, 12] показал, что на сегодняшний день основу оценки сфор-мированности компетентности составляет уровневый подход.

На основании уровневого подхода, теоретические основы которого были рассмотрены в исследованиях В.П. Беспалько, В.П. Симонова [Там же], а практические аспекты применения – в работах О.В. Насс, В.И. Сердюкова и Н.А. Сердюковой и др. [6, 11], выделим четыре уровня сформированно-сти компетентности обучающихся в области использования ИСРИС с применением облачных технологий: репродуктивный, адаптивный, эвристический, творческий. Каждый из уровней связан с другими, предыдущий – обусловливает последующий и включается в его состав.

Репродуктивный (первый) уровень проявляется в способности обучающегося воспроизводить основные термины и определения в области методологии разработки ИС, базовые понятия облачных технологий; использовать инструментальные программные средства разработки ИС при решении простейших задач проектирования моделей данных и реализации обращения к базам данных; эксплуатировать ИС предприятия с последующим размещением их модулей на облачных серверах.

Адаптивный (второй) уровень характеризуется знаниями в области инструментальных программных средств, используемых на всех этапах жизненного цикла ИС; способностью выполнять отбор инструментальных программных средств, а также демонстрировать навыки их использования при разработки клиент-серверных приложений, реализующих базовую CRUD (create, read, update, delete) функциональность; опытом использования облачных технологий при организации и развертывании ИС управления производством.

Эвристический (третий) уровень выражается в знаниях и умениях применять различные подходы к взаимодействию с базой данных ИС; способности оптимизировать запросы к базе данных путем создания индексов; восприятии ИС предприятия как объектов автоматизации; опыте разработки стратегии перехода на облачные технологии в области автоматизации бизнес-процессов предприятия.

Творческий (четвертый) уровень проявляется в знаниях гибких методологий разработки приложений и умений работы в команде в условиях распределенной разработки; оптимизации производительности баз данных на стороне сервера; способности разрабатывать ИС с разделенными правами доступа за счет механизмов авторизации и аутентификации пользователей; опыте использования облачных технологий на производстве при решении задач программирования, тестирования, отладки, администрирования ИС, а также оценки возможных рисков перехода на облачные технологии.

Уровень сформированности компетентности обучающихся в области использования ИСРИС с применением облачных технологий будущих инженеров-разработчиков ИС определяется на основании полученных данных о сформированности всех компонентов – теоретических знаний, умений и опыта. Выявление уровня сфомированности этих компонентов производится с использованием специально разработанных критериев в соответствии с оптимально выбранными для этих целей методов: оценка сформированности знаний производится на основании результатов выполнения обучающимися итоговой диагностической работы, умений – защиты итоговой проектной работы, опыта – защиты проектно-исследовательской работы на предприятии – базе производственной практики.

Таким образом, базируясь на исследованиях в области компетентностного подхода, были определены структура и содержание компетентности обучающихся в области использования ИСРИС с применением облачных технологий. Формирование этой компетентности обусловлено необходимостью оперативного реагирования на запросы современных предприятий, активно использующих облачные технологии в реализации ряда производственных процессов, и, как следствие, испытывающих потребность в подготовленных кадрах. Формирование компетентности обучающихся в области ИСРИС с применением облачных технологий определяет необходимость совершенствования соответствующих методических подходов, а также реализации ряда педагогических условий и осуществления опытно-экспериментальной работы.