CC BY
200
№ 1 (37) 2012
В. А. Сухомлин, докт. техн. наук, профессор факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ имени М. В. Ломоносова
Международные образовательные стандарты в области информационных технологий
Для развития отечественной высшей школы актуальным вопросом является эффективное применение зарубежного опыта подготовки ИТ-специалистов. Статья посвящена анализу современного состояния международных стандартов программ подготовки бакалавров и магистров в области информационных технологий.
Введение
Быстрое развитие и распространение средств вычислительной техники и программного обеспечения в 60-70-х гг. XX в. способствовали становлению индустрии информационных технологий (ИТ) как одного из ведущих секторов мировой экономики. Возникла потребность в массовой подготовке профессиональных кадров в области ИТ, т. е. подготовке ИТ-профессионалов. В условиях глобализации экономики большое значение для подготовки востребованных кадров имеет выработка соответствующих международных рекомендаций, обладающих высоким уровнем консенсуса в профессиональной среде, которые служат ориентиром для университетов и вузов в образовательной деятельности. Такого рода рекомендации должны систематизировать и унифицировать требования практики к выпускникам вузов и к соответствующим образовательным программам, учитывать достижения и тенденции развития предметной области, обобщать лучшую образовательную практику, служить эффективным инструментом построения актуальных образовательных программ, единого образовательного пространства.
Решение задачи формирования таких ориентиров-рекомендаций в виде типовых учебных программ или куррикулумов
{curriculum) взяли на себя ведущие международные профессиональные организации — Ассоциация компьютерной техники {Association for Computing Machinery, ACM) и Компьютерное сообщество Института инженеров по электронике и электротехнике {Computer Society of the IEEE или IEEE-CS), которые ведут данную работу, начиная с 60-х гг. XX столетия [1, 2].
В 1965 году комитетом по образованию организации АСМ был разработан первый проект типовой программы курсов бакалавриата по компьютерным наукам [3], который после доработки был опубликован в 1968 г. в окончательном виде, получив известность как Curriculum 68 [4]. Через десять лет в 1978 г. ACM выпустила новую версию этого документа, известного как Curriculum 78 [5]. Примерно также велась работа и в рамках IEEE-CS по разработке типовых программ подготовки бакалавров компьютерной инженерии.
В 1985 году ACM и IEEE-CS объединили усилия, создав объединенную целевую группу под председательством профессора Питера Деннинга. В 1989 году они подготовили доклад «Компьютинг как дисциплина» [6], в котором формулировались принципы преподавания дисциплины, названной компьютингом {Computing) и объединившей две дисциплины {поддисциплины) — компьютерные науки {Computer Science) и компьютерную
№ 1 (37) 2012
инженерию (Computer Engineering). В 1991 году объединенная группа опубликовала новое руководство для подготовки бакалавров по компьютингу — Computing Curricula 1991 (CC1991) [7], надолго ставшее по существу эталонной моделью для университетов в деле подготовки ИТ-кадров.
В 1998 году объединенная группа специалистов под эгидой ACM и IEEE-CS приступила к разработке обновленной версии СС — Computing Curricula 2001 (CC2001) [8]. Разработчикам данного документа уже на стадии анализа стало ясно, что за последнее десятилетие область ИТ претерпела столь значительные изменения — развитие и вширь и вглубь, названное в документах группы драматическим, что для ее адекватного представления в академическом пространстве необходимо было разработать целую систему куррикулумов. К этому времени получили интенсивное развитие и сформировались в полноценные и самодостаточные ветви ИТ-образования такие ! дисциплины, как «информационные сис-| темы», «инженерия программного обеспе-£ чения», «системы информационных техно-| логий», которые и были включены в состав S компьютинга в обновленной трактовке. | Все это актуализировало задачу разработки целостной системы куррикулумов, соЛ ответствующей современному состоянию £ науки и отрасли ИТ, потребностям практи-J ки в кадрах, требованиям к уровню их под-^ готовки. Работа заняла годы. Акцент в ней й делался на разработку единого подхода ^ к созданию учебных программ по всем век-§ торам профильной подготовки (поддисцип-линам или профилям) компьютинга, специ-=| фических характерных требований и струк-¡3 турированных объемов знаний для каждого § из профилей подготовки, требований к результатам профессиональной подготовки о выпускников, типовых курсов для различных ! стратегий реализаций куррикулумов. § Состав основных исполнителей этого || масштабного проекта расширился благо-g даря привлечению профессиональных организаций: Ассоциации информационных
систем (The Association for Information Systems — AIS), специализирующейся в области информационных систем, и Ассоциации профессионалов в области ИТ (The Association for Information Technology Professionals — AITP), фокусирующей свой интерес на сфере использования ИТ для удовлетворения потребностей бизнеса и организаций.
К 2005 году был разработан следующий набор документов, описывающих типовые модели учебных программ, называемых стандартами куррикулумов (curriculum standards) или просто куррику-лумами: Computer Science 2001 (CS2001 или CCCS2001) [8], Information Systems 2002 (IS2002) [9], Computer Engineering 2004 (CE2004) [10], Software Engineering 2004 (SE2004) [11, 12], Information Technology (IT 2006) [13], а также документ Computing Curricula 2005 (CC2005) [14], имеющий общее методологическое назначение.
В последующее пятилетие (а процесс развития куррикулумов принял постоянный и непрерывный характер и осуществляется на принципах консорциумной (совместно осуществленной) стандартизации [15, 16]) практически все указанные выше документы были переработаны и вышли в новых редакциях.
Целью настоящей работы и является анализ современного состояния системы международных стандартов образовательных программ в области информационных технологий (компьютинга), а также поиск возможностей для встраивания наработок мирового сообщества в существующее методическое обеспечение отечественной высшей школы, представленное в виде так называемых стандартов третьего поколения.
Методологические основы разработки учебных программ компьютинга
Как отмечалось во введении, процесс разработки типовых учебных программ или куррикулумов для подготовки профессионалов в области ИТ идет по пути создания и непрерывной актуализации системы стан-
№ 1 (37) 2012
дартов куррикулумов. Методологической основой этой системы является документ СС2005, в котором, в частности, сформулирована современная весьма общая трактовка понятия компьютинга как любой технической деятельности, связанной с применением компьютеров. Примеры такой деятельности — проектирование и создание аппаратного и программного обеспечения; обработка, структурирование и управление различными видами информации; выполнение научных исследований с использованием компьютеров; повышение уровня интеллекта компьютерных систем; создание и использование коммуникационных и мультимедийных сред; поиск и сбор релевантной для конкретных целей информации, и пр.
Академическая же дисциплина компьютинг рассматривается как интегральная дисциплина, охватывающая широкий спектр специализированных научно-прикладных дисциплин (поддисциплин), таких, например, как компьютерные науки, искусственный интеллект, компьютерные сети, вычислительная математика, технологии баз данных, информационные системы, мультимедиа, биоинформатика и пр.
Именно широта области ИТ (компьютинга), а также ее приложений, обусловливает необходимость построения многопрофильной системы подготовки ИТ-кадров, т. е. системы, включающей модули профилированной подготовки по наиболее ярко выраженным направлениям специализации (профилям и трекам профессиональной подготовки), поэтому система стандартных куррикулумов строится на принципах целостности (на основе единой архитектурной модели и единой методологии) и модульности. Архитектуре данной системы и методологическим основам ее построения и посвящено руководство СС2005 [14].
Значительное место в нем уделяется описанию характеристик каждого из определенных в указанном документе профилей, нахождению общности между ними. Для этого используются следующие способы:
£
1) краткое описание профессиональных | характеристик профилей (Descriptions of the g computing disciplines); «
2) графическое описание проблемных ^ областей, характерных для каждого определяемого профиля, на основе модели пространства задач (Graphical views of the computing disciplines with problem space model);
3) сравнительный анализ профилей по тематическому содержанию профессиональной подготовки с помощью шкалированной табличной формы (A tabular comparison of computing degree programs);
4) описание итоговых или исходящих профессиональных способностей выпускников (professional capabilities expected of the graduates) в соответствии с профилем подготовки.
Рассмотрим основные положения данного документа.
Архитектура компьютинга
Система стандартов учебных программ бакалаврской подготовки по дисциплине Computing (в качестве эквивалента будем также использовать термин «направление ИТ»), т. е. система куррикулумов, имеет древовидную структуру.
На верхнем уровне этого дерева располагается рассматриваемый методологический документ СС2005, а нижняя часть дерева включает руководства по составлению программ учебных курсов (curricula guidelines или curriculum standards) для следующих профилей:
— вычислительная техника (Computer Engineering — CE);
— компьютерные науки (Computer Science — CS;
— информационные системы (Information Systems — IS);
— программная инженерия (Software Engineering — SE);
— системы информационных технологий (Information Technology — IT).
Для последнего профиля поясняется, что имеются две трактовки понятия ИТ. В широком смысле под ИТ понимается весь объ-
№ 1 (37) 2012
ем понятия imputing. В узком смысле под ИТ понимаются собственно системы ИТ (IT-systems или systems of IT), формирующие современную информационную инфраструктуру бизнеса. Таким образом, данный профиль ориентирован на подготовку интеграторов систем, разработчиков и эксплуатационщиков информационной инфраструктуры предприятий и ее компонент, корпоративных сетей.
Далее указанные профили подготовки, вошедшие в состав СС2005, а именно профили CE, CS, IS, SE, IT, будем называть базовыми или классическими.
Краткое описание профессиональных характеристик базовых профилей
В СС2005 определены основные профессиональные характеристики каждого из базовых профилей. Рассмотрим их, за исключением характеристик профиля «Вычислительная техника», который относится к подготовке кадров более специализированной облас-! ти, требующей определенной инженерной | подготовки, и в соответствии с традициями £ отечественной высшей школы реализуется, | как правило, в технических университетах. Ц 1. Компьютерные науки. | Перед выпускниками по этому профилю открывается широкое поле деятельно-Л сти — от исследований и разработок тео-Е ретических и программно-алгоритмических J решений в области обработки информации ^ до участия в разработках в таких наукоем-й ких областях, как робототехника, компью-^ терное видение, системы искусственного § интеллекта, биоинформатика и др.
Выделяются следующие виды деятель-=| ности:
¡3 • разработка и реализация программ-§ ного обеспечения для исследовательских и проектных работ в области создания но-о вых ИТ, а также руководство наукоемкими ! разработками в области ИТ; § • разработка новых методов использо-|| вания компьютеров и обработки информа-g ции, в том числе в интересах прикладных областей;
• разработка эффективных алгоритмов и методов реализации функций систем ИТ.
2. Информационные системы.
Профессионалы в области информационных систем должны быть компетентны в решении задач интеграции ИТ-решений с бизнес-процессами для достижения конечных целей предприятия (корпоративных целей). При этом акцент в деятельности такого рода делается на информации (а не на ИТ, которые рассматриваются в качестве инструмента, позволяющего производить, обрабатывать, распространять необходимую информацию), а также на процессах, которые предприятие может осуществлять, используя ИТ.
Выпускники данного профиля должны:
• иметь понятие о технических и организационных факторах в своей деятельности;
• определять возможности обеспечения конкурентоспособности предприятия посредством информатизации бизнес-процессов;
• иметь решающий голос при определении требований для корпоративных информационных систем (КИС);
• разрабатывать спецификации КИС;
• осуществлять проектирование и реализацию КИС;
• осуществлять тестирование и комплексные испытания КИС;
• отвечать за оптимизацию бизнес-процессов и т. п.
По существу, такие специалисты должны служить «мостом» между техническими специалистами и управленцами.
3. Системы информационных технологий.
Профессионалы по этому профилю в отличие от специалистов по информационным системам делают акцент в своей деятельности не на корпоративной информации, а на самих ИТ, точнее системах ИТ, составляющих информационную инфраструктуру предприятий. Они должны обеспечивать необходимый уровень качества функционирования систем ИТ, их эксплуатацию, модер-
№ 1 (37) 2012
низацию, информационную безопасность, повышение эффективности использования информационных и технических ресурсов и т. д. Таким образом, специалисты данного профиля должны сочетать хорошую академическую подготовку, позволяющую им быстро адаптироваться к новым технологиям и стандартам, с практическими умениями решать текущие производственные задачи.
Профессионалы по профилю «Системы ИТ» обладают следующими компетенциями:
• инсталляция сетей;
• сетевое администрирование;
• управление сетевой безопасностью;
• разработка и поддержание мультимедийных ресурсов предприятия;
• установка и настройка коммуникационного оборудования компьютерных сетей;
• администрирование почтовых серверов и систем;
• управление жизненным циклом ИТ-сервисов;
• модернизация ИТ-систем и их оборудования;
• администрирование операционных систем
и т. п.
4. Программная инженерия.
Профессионалы по этому профилю ^Е-профессионалы) должны быть компетентными в области создания и сопровождения систем программного обеспечения, отвечающих требованиям надежности, эффективности, сопровождаемости, открытости и т. п.
Особенно важной сферой их деятельности являются сложные, критические и военные приложения. Специалисты данного профиля должны иметь высокий уровень подготовки по математике и компьютерной науке.
Профессионалы по профилю «Программная инженерия» обладают следующими компетенциями:
• владение методами и средствами разработки программного обеспечения, удовлетворяющего требованиям надежности;
£
• управление процессами жизненного Щ цикла программных систем; g
• разработка комплектов тестов; ^
• разработка и реализация методов тес- ^ тирования и испытания программных комплексов;
• интеграции и сопровождение программных систем;
• моделирование окружений функционирования программных систем
и др.
Графическое описание проблемных областей базовых профилей на основе модели пространства задач
Для иллюстрации различий и общности рассмотренных выше базовых профилей в документе СС2005 предложен графический метод характеристики областей деятельности выпускников данных профилей на основе модели пространства задач в области компьютинга.
В данном методе пространство задач, или проблемная область (problem space) ИТ-деятельности, представляется посредством диаграммы (рис. 1).
Горизонталь диаграммы представляет собой непрерывную шкалу, характеризующую свойство «научность/практичность» некоторой профессиональной деятельности, т. е. предполагается, что в левой части плоскости диаграммы концентрируются наукоемкие работы, отличающиеся теоретическим характером, научностью, новизной, инновационностью, а в правой — деятельность практического характера (например использование приложений, установка программного обеспечения, конфигурирование систем, администрирование сетевых ресурсов и пр.).
По вертикали диаграммы показаны уровни абстракции видов деятельности. Нижний слой диаграммы — компьютерное оборудование и архитектура (Computer Hardware and Architecture) — включает области деятельности, связанные с разработкой компьютерных архитектур, c созданием и эксплуатацией аппаратного обеспечения.
№ 1 (37) 2012
Группы изучаемых Дисциплин
Организационные sen росы и
иь^п р.ШЩНОнН ы f системы
Прикладные
ТЕХНОЛОГИИ
Методы и технологии программ ирйаанчя
Системная инфраструктура
Компьютерное оборудование « аркитектура
кпмпьк kB терные ■ки ^ пр< * грамыирпвание / Т # *
✓ У инфй[ / мационныв 1сгемы "ч •ч \ : Ï
/ нпмпыотер! ■ инженери ч N ан X * ■ V \ .7 / у
•s. ч информационные ТЕХНОЛОГИИ /
1СЮ
Теоретические знания, в % от оэъе-ча щупаемых дисциплин
рпя профнгмГТ ПИНвЛдАмЭ
ДПР пг^о-inp IS
(ннфйршцнемньм
еж1«иы)
длп профиля СЕ
1ПЯ ЧЧфИПЧ SF
^■îpoi F JKJWHM HK«HefJH*|
я длп ррофнлп CS
|Н0МПЬ4ТСРНЫЕ HDVhlih
0 Умения, навыыи, в Коз объема изучаемы* дисциплин
Рис. 1. Модель пространства задач для базовых профилей дисциплины «Компьютинг»
Следующий слой — системная инфра-! структура (Systems Infrastructure) — с соз-I данием и эксплуатацией системной инфра-£ структуры предприятий (например корпо-I ративной сетевой инфраструктуры), по-§ следующий слой (Software Methods and I Technologies) охватывает деятельности по разработке программного обеспечения jg и программных систем. £ Слой прикладные технологии (Applica-J tion Technologies), предшествующий наи-^ высшему слою в иерархии, включает рабой ты по созданию прикладных технологий (на-^ пример систем автоматизации научных ис-§ следований, e-коммерции).
Самый верхний слой — организацион-
=| ные вопросы и информационные систе-
î§ мы (Organizational Issues & Information Sys-
§ tems) — соответствует созданию корпора-
<| тивных информационных систем и систем
о автоматизации организационной деятель-
is ности предприятий.
§ На рисунке 1 совместно представлены
|| области базовых профилей на диаграмме
g пространства задач, где границы областей
Ü заданы выпуклыми кривыми разного стиля:
штрих-пунктир короткий — для профиля CS (компьютерные науки), пунктир — для профиля SE (программная инженерия или просто программирование), сплошная — для профиля CE (компьютерная инженерия), штрих-пунктир длинный — для профиля ^ (информационные технологии), точечная линия — для профиля Ю (информационные системы).
Рассмотренный выше метод описания областей деятельности посредством соответствующих диаграмм позволяет сравнивать различные профили ИТ-профессии на качественном уровне.
Для более детального описания различий и общности классических профилей и соответственно различий между ними применяется другой подход, который рассмотрим далее.
Анализ базовых профилей по тематическому содержанию профессиональной подготовки
Анализ требований, предъявляемых к ИТ-профессионалам со стороны ИТ-отрасли, выполненный под руководством профессора П. Деннинга [6], а также рабочими группами в процессе разработки стандартов
№ 1 (37) 2012
куррикулумов для бакалаврских программ по базовым профилям, показал, что акцент в подготовке бакалавров должен быть сделан на изучение около 40 так называемых базовых или ключевых технологий, знание которых и умение ими пользоваться определяют профессиональную состоятельность выпускника, независимо от его профилиза-ции, хотя уровень владения конкретной темой может существенно меняться в зависимости от профиля подготовки.
Например, администраторы сетей практически не сталкиваются с необходимостью разрабатывать большие программы на языках программирования, однако должны уметь пользоваться современными языками для решения собственных локальных задач, возникающих в процессе сетевого администрирования. В то же время разработчики программного обеспечения должны владеть языками и средами, поддерживающими разработку программ, а также процессами жизненного цикла программных средств на экспертном уровне.
Список таких ключевых технологий составлен разработчиками СС2005 на основе обобщения тем, описанных в упомянутых выше руководствах программ учебных курсов для базовых профилей. Этот список, дополненный шкалированными весовыми характеристиками и отражающий уровень освоения каждой темы учащимися соответствующих профилей, позволяет в компактной табличной форме сравнить содержание профессиональной подготовки по базовым профилям на тематическом уровне.
Для определения уровня профессиональной подготовки по ключевым темам в зависимости от профиля используется модификация метода Блума [17], в котором оценки уровня подготовки выражаются в некоторых абстрактных значениях в диапазоне от 0 до 5. Высшая оценка соответствует критической важности темы в подготовке бакалавра заданного профиля, определяя необходимость максимального акцента к теме. Значение 0 соответствует ситуации, когда компетенция для конкретного профиля является
£
несущественной. Остальные ненулевые зна- | чения шкалы характеризуют соответствую- g щий уровень значимости данной темы для ^ конкретного профиля подготовки. ^
На основе экспертных оценок и анализа опыта реализации большого числа наиболее успешных университетских программ в СС2005 предложены шкалированные оценки уровня подготовки выпускников для каждого базового профиля, сведенные вместе для удобства их сравнения в одну таблицу (табличная шкалированная модель) (табл. 1, где min соответствует минимальному уровню, а max — максимальному). В левом столбце перечислены ключевые технологии, темы профессиональной подготовки, а каждый из следующих столбцов содержит диапазоны числовых оценок важности этой темы для соответствующего столбцу профиля. Таким образом, на пересечении строк и столбцов стоят два весовых значения шкалы, левое значение соответствует минимальному уровню подготовки по данной теме для рассматриваемого профиля, правое — максимальному уровню.
Минимальное значение отражает акцент в подготовке по теме, рекомендуемый для программ образовательного стандарта по конкретному профилю подготовки. Максимальное значение используется для ограничения объема внимания, уделенного конкретной теме в учебных планах с учетом выбранных студентом дополнительных курсов, как некоторая ограничительная мера, предотвращающая однобокость подготовки выпускников.
Таблица 1, по существу, представляет систему целей обучения по соответствующим профилям подготовки.
Аналогичный подход применяется и при определении требований к подготовке ИТ-бакалавров по непрофильным темам.
Описание исходящих профессиональных характеристик выпускников базовых профилей
С точки зрения работодателя, ценность выпускника университета определяется его способностями (исходящими или рабочими
-ч ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА
№ 1 (37) 2012 ' -
Таблица 1
Шкалированная модель уровня подготовки выпускников по ключевым темам для классических профилей
1
о §
g
Ig
0 §
1
I
U
s
чЗ о
£ Е
Ц
<и
Í «
Й Sa
о
Й SI
о
í S
Ï
Наименование области или технологии ИТ CE min max CS min max IS min max IT min max SE min max
Основы программирования (Programming Fundamentals) 4 4 4 5 2 4 2 4 5 5
Компонентно-базированное программирование (Integrative Programming) 0 2 1 3 2 4 3 5 1 3
Алгоритмы и сложность (Algorithms and Complexity) 2 4 4 5 1 2 1 2 3 4
Архитектура и организация компьютеров (Computer Architecture and Organization) 5 5 2 4 1 2 1 2 2 4
Разработка и принципы операционных систем (Operating Systems Principles & Design) 2 5 3 5 1 1 1 2 3 4
Конфигурирование и использование операционных систем (Operating Systems Configuration & Use) 2 3 2 4 2 3 3 5 2 4
Разработка и принципы сетевых технологий (Net Centric Principles and Design) 1 3 2 4 1 3 3 4 2 4
Использование и конфигурирование сетевых технологий (Net Centric Use and configuration) 1 2 2 3 2 4 4 5 2 3
Платформенные технологии (Platform technologies) 0 1 0 2 1 3 2 4 0 3
Теория языков программирования (Theory of Programming Languages) 1 2 3 5 0 1 0 1 2 4
Человеко-машинное взаимодействие (Human-Computer Interaction) 2 5 2 4 2 5 4 5 3 5
Графика и визуализация (Graphics and Visualization) 1 3 1 5 1 1 0 1 1 3
Интеллектуальные системы (Intelligent Systems) 1 3 2 5 1 1 0 0 0 0
Теория баз данных (Information Management (DB) Theory) 1 3 2 5 1 3 1 1 2 5
Приложения и использование баз данных (Information Management (DB) Practice) 1 2 1 4 4 5 3 4 1 4
Численные методы (Numerical mthds) 0 2 0 5 0 0 0 0 0 0
Социальные и этические вопросы ИТ (Legal / Professional / Ethics / Society) 2 5 2 4 2 5 2 4 2 5
Разработка информационных систем (Information Systems Development) 0 2 0 2 5 5 1 3 2 4
№ 1 (37) 2012
Окончание табл. 1
Наименование области или технологии ИТ CE min max CS min max IS min max IT min max SE min max
Анализ бизнес-требований (Analysis of Business Requirements) 0 1 0 1 5 5 1 2 1 3
Е-бизнес (E-business) 0 0 0 0 4 5 1 2 0 3
Анализ технических требований (Analysis of Technical Requirements) 2 5 2 4 2 4 3 5 3 5
Основы программной инженерии (Engineering Foundations for SW) 1 2 1 2 1 1 0 0 2 5
Экономика программной инженерии (Engineering Economics for SW) 1 3 0 1 1 2 0 1 2 3
Моделирование и анализ программного обеспечения (Software Modeling and Analysis) 1 3 2 3 3 3 1 3 4 5
Проектирование программного обеспечения (Software Design) 2 4 3 5 1 3 1 2 5 5
Верификация и испытания программного обеспечения (Software Verification and Validation) 1 3 1 2 1 2 1 2 4 5
Сопровождение программного обеспечения (Software Evolution (maintenance)) 1 3 1 1 1 2 1 2 2 4
Процессы программного обеспечения (Software Process) 1 1 1 2 1 2 1 1 2 5
Качество программного обеспечения (Software Quality) 1 2 1 2 1 2 1 2 2 4
Технология вычислительных систем (Comp Systems Engineering) 5 5 1 2 0 0 0 0 2 3
Схемотехника (Digital logic) 5 5 2 3 1 1 1 1 0 3
Встроенные системы (Embedded Systems) 2 5 0 3 0 0 0 1 0 4
Распределенные системы (Distributed Systems) 3 5 1 3 2 4 1 3 2 4
Основы безопасности ИТ (Security: issues and principles) 2 3 1 4 2 3 1 3 1 3
Управление безопасностью ИТ (Security: implementation and mgt) 1 2 1 3 1 3 3 5 1 3
Системное администрирование (Systems administration) 1 2 1 1 1 3 3 5 1 2
Организационное управление ИС (Management of Info Systems Org.) 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0
Системная интеграция (Systems integration) 1 4 1 2 1 4 4 5 1 4
Технологии мультимедиа, разработка (Digital media development) 0 2 0 1 1 2 3 5 0 1
Техническая поддержка (Technical support) 0 1 0 1 1 3 5 5 0 1
№ 1 (37) 2012
характеристиками) к выполнению конкретных видов работ.
По аналогии с примененным выше методом шкалирования для моделирования целей обучения по ключевым темам/технологиям для классических профилей в СС2005 предложена система рабочих или исходящих характеристик для выпускников в соответствии с профилем подготовки, которая представлена в табличной форме (Table 3.3. документа Relative performance capabilities of computing graduates by discipline [14]). Таблица включает более 60 примерных видов работ, разбитых на 11 классов по видам технологий. Она (или ее модификация) может служить опорным элементом при построении практико-ори-ентированной части учебных программ (спецкурсов, семинаров, мастер-классов, курсовых и дипломных работ, производственной практики). В частности, участие в реализации этой части программы представителей работодателей является чрез-
§ вычайно важным. s
Рассмотрев общую методологию раз-£ работки стандартов куррикулумов для об-| ласти ИТ, перейдем к анализу современ-§ ных куррикулимов для бакалавриата и ма-
| гистратуры. &
t
* Стандарты куррикулумов бакалавриата
s
и
Л Современный стек стандартов куррику-
^ лумов дисциплины «Компьютинг», ориенти-
й рованный на подготовку бакалавров, вклю-
^ чает следующие основные документы: ¡1 • Computing Science 2001 (CS2001) [8]; S • Computer Science 2008 (CS2008) [18]; § • Information Systems 2010 (IS2010) [19]; § • Software Engineering 2004 (SE2004)
Ü [11, 12];
§ • Information Technology 2008 (IT2008)
ï [13].
js Дадим краткий анализ этих докумен-
§ тов за исключением документа Computer
|| Engineering 2004 (CE2004), необходимого —
g с учетом сделанного выше замечания — для
Ü инженерного образования, а также доку-
мента Computing Curricula 2009: Guidelines for Associate-Degree Transfer Curriculum in Computer Science, ориентированного на доучивание на бакалаврскую степень выпускников колледжей с двухлетней профессиональной подготовкой.
Компьютерные науки
В настоящее время методический базис в сфере подготовки бакалавров по профилю «Компьютерные науки» составляют два руководства:
• Computing Science 2001 (CS2001) [8];
• Computer Science 2008 (CS2008) [18].
Несмотря на то что руководство CS2001
было разработано более десятилетия назад, при его создании заложены столь основательные решения, что многие из них оказались актуальными и по сей день. В частности, в отличие от других куррикулумов в документ CS2001 вошел обширный методический материал по педагогическим стратегиям и моделям реализации описанного в документе объема знаний, а также были включены описания (в приложениях) большого числа курсов для разных педагогических стратегий реализации данного куррикулума.
Руководство CS2008 разрабатывалось с целью актуализации основных разделов CS2001, а именно: спецификаций объема знаний и его ядра, целей обучения и итоговых профессиональных характеристик выпускника. Таким образом, документ CS2008 не является полной ревизией своего предшественника, а только редакцией его отдельных разделов. Структура объема знаний осталась неизменной, поэтому при составлении реальных учебных программ руководство CS2001 также может успешно использоваться с учетом того, что отдельные разделы документа актуализированы в CS2008.
Основными методическими положениями указанных куррикулумов для профиля Computer Science являются следующие решения:
1. Для представления объема знаний CS используется типовая (иерархическая)
№ 1 (37) 2012
модель. На верхнем уровне она содержит предметные области (areas), в которых выделяются разделы или модули знаний (units). Последние, в свою очередь, разбиваются на темы (topics). Структура знаний осталась неизменной и в документе CS2008. Она содержит 14 предметных областей, включая: дискретные структуры (DS), основы программирования (PF), алгоритмы и теорию сложности (AL), архитектуру и организацию ЭВМ (AR), операционные системы (OS), распределенные вычисления (NC), языки программирования (PL), взаимодействие человека и машины (HC), графику и визуализацию (GV), интеллектуальные системы (IS), управление информацией (IM), социальные и профессиональные вопросы программирования (SP), программную инженерию (SE), методы вычислений (CN).
2. Одной из центральных в куррикулу-ме является концепция ядра или обязательной части объема знаний, которая должна присутствовать во всех учебных программах по данному профилю. Объем почасовой лекционной нагрузки ядра составляет 280 лекционных часов (и в CS2001, и в CS2008). При этом объем внеаудиторных занятий должен примерно в три раза превосходить объем аудиторных занятий, т. е. раздел, требующий 3 аудиторных часа, должен изучаться примерно 12 часов (3 часа в аудитории и 9 часов самостоятельно). А для 15-недельно-го семестрового цикла трехкредитный курс потребует около 40 лекционных часов при общей учебной нагрузке 160 часов.
3. CS2008 содержит обзор пересмотренного объема знаний (Приложение A), детальное описание обновленного объема знаний (Приложение B), описание некоторых новых рекомендованных курсов (Приложение С), дополняющих описания курсов документа CS2001.
4. Определена типовая модель учебной программы и классификация курсов на вводные (introductory), основные (intermediate), углубленные или специальные (advanced).
5. В качестве инструментов диверсификации учебных программ документ CS2001
£
предлагает широкий спектр решений по- Щ строения программ на основе различных g образовательных и тематических парадигм. ^ В частности, в данном руководстве опреде- ^ лены шесть различных стратегий реализации вводных курсов, четыре подхода к компоновке основных курсов. Комбинация этих способов дает широкие возможности вузам для творческого подхода к построению конкретных учебных программ. В руководстве CS2008 поддерживается принцип многообразия учебных программ, в том числе акцентируется внимание на целесообразности использования подхода к диверсификации программ на основе их ориентации по выбранному научно-прикладному направлению.
6. Определена классификация целей обучения (Learning Objectives) и система целей, связанная с элементами объема знаний и пронизывающая его на всех уровнях описания.
7. В CS2008 приведен обновленный весьма обширный список результатов обучения, т. е. ожидаемых характеристик выпускника, состоящий из наборов общих характеристик, когнитивных способностей и навыков, дополнительных профессиональных навыков.
Далее дадим краткую качественную характеристику основных изменений в ядре объема знаний, которые обусловливают внесение соответствующих изменений в вводные и базовые курсы соответствующих учебных программ российских вузов:
— в области «Дискретные структуры (DS)» — существенно больший акцент делается на логичности рассуждения, способности студентов приводить строго обоснованные и аргументированные доказательства, в то же время снижается внимание к формальным (символическим) доказательствам;
— в области «Архитектура и организация ЭВМ (AR)» — введено рассмотрение многоядерных и мультитредовых процессоров;
— в области «Распределенные вычисления (NC)» — введены новые темы, посвя-
№ 1 (37) 2012
щенные сервисно-ориентированной архитектуре и распределенным вычислениям, включая гриды, в то же время темы, посвященные коммутации каналов и пакетной коммутации, потокам и дейтаграммам, программному обеспечению шлюзов, были удалены из ядра;
— в области «Интеллектуальные системы (IS)» — включены темы, посвященные изучению концепции понимания (perception), онтологий, теории планирования, понятий игрового программного обеспечения;
— в области «Методы вычислений (CN)» — акцент переместился с методов вычислений на высокопроизводительные вычислительные технологии и параллелизм, и теперь эти темы становятся претендентами на включение в ядро.
Информационные системы (information systems - IS)
Для профиля «Информационные системы» актуальными являются два технически § эквивалентных руководства: I • Information Systems 2010 (IS2010) [19], £ а также его эквивалент, реализованный ! в виде Iiki-ресурса — IS Curriculum Wiki (Ре-§ жим доступа: http://blogsandwikis.bentley.edu/ I iscurriculum/index.php/Main_Page ).
• Второй материал, выполненный в виде Л веб-ресурса, служил технологической пло-£ щадкой для коллективной разработки стан-J дарта куррикулума IS. После того как веб-^ версия объема знаний и других разделов й куррикулума достигла полного консенсуса, ^ ресурс был закрыт для внесения изменений, § и на основе его материала издан том курри-кулума в традиционном исполнении. Такой =| подход позволил вовлечь в проект широкий í§ круг профессиональной общественности. § Основной причиной, обусловившей актуальность разработки IS2010, явились зна-о чительные изменения в этой области, в том ! числе в стандартизации процессов проек-§ тирования IS, широком внедрении веб-тех-|| нологий, создании новых архитектурных g парадигм, широком использовании круп-Ü номасштабных систем ERP, повсеместном
распространении мобильных компьютеров и гаджетов, широком использовании инфраструктурных фреймворков (таких как ITIL, COBIT, ISO 17799) и пр.
Данный куррикулум разрабатывался в ложное кризисное время, поэтому с некоторой осторожностью декларирует следующие ожидаемые результаты обучения, которые он может обеспечить:
— совершенствование организационных процессов;
— использование возможностей, созданных технологическими инновациями;
— понимание и решение информационных потребностей;
— проектирование и управление архитектурой предприятия;
— определение и оценка решений, поиск альтернатив;
— обеспечение безопасности данных и инфраструктуры;
— понимание, управление и контроль ИТ-рисков.
Рассмотрим основные решения IS2010.
1. Для представления объема знаний IS используется типовая (иерархическая) модель. На верхнем уровне она содержит курсы, которые разбиваются на модули знаний, в свою очередь обозначаемые как наборы тем. Но понятие курса трактуется не жестко. Отмечается возможность комбинирования курсов и их содержимого.
2. Объем знаний профиля IS состоит из двух категорий курсов: основных курсов или курсов ядра (core courses) и факультативных курсов или курсов по выбору (electives). Первые содержат знания, необходимые для всех треков профессиональной подготовки, а вторые — модули знаний, из которых формируются части треков профессиональной подготовки, относящиеся к направлениям специализации.
Структура знаний включает семь основных курсов:
• IS 2010.1 Foundations of Information Systems;
• IS 2010.2 Data and Information Management;
№ 1 (37) 2012
• IS 2010.3 Enterprise Architecture;
• IS 2010.4 IS Project Management;
• IS 2010.5 IT Infrastructure;
• IS 2010.6 Systems Analysis and Design;
• IS 2010.7 IS Strategy, Management and Acquisition.
Указанный в куррикулуме примерный список дополнительных курсов содержит следующие курсы:
1) Application Development;
2) Business Process Management;
3) Collaborative Computing;
4) Data Mining/Business Intellgence;
5) Enterprise Systems;
6) Human-Computer Interaction;
7) Information Search and Retrieval;
8) IT Audits and Controls;
9) T Security and Risk Management;
10) Knowledge Management;
11) Social Informatics.
3. Объем почасовой лекционной нагрузки обязательных курсов сопоставим с объемом ядра куррикулума для рассмотренного ранее профиля CS — семь курсов ядра в среднем по 40 лекционных часов, т. е. примерно 280 лекционных часов.
4. IS2010 содержит пересмотренную модель ожиданий (результатов) подготовки IS-выпускников, а также определение хорошо систематизированной системы учебных целей в форме требований «знания-умения-навыки» (knowledge-skills).
5. Определен примерный набор факультативных курсов, являющихся строительными блоками для треков профессиональной подготовки (17 треков-специализаций).
6. Основным инструментом диверсификации программ служит модель представления объема знаний в удобной табличной форме, аналогичной показанной в табл. 2. Строкам соответствуют основные или факультативные курсы, а столбцам — треки специализации. На пересечении строк и столбцов таблицы ставится черный или белый кружок. Черный кружок означает, что курс должен читаться в полном объеме, белый — возможно неполное покрытие
£
тем курса. Всего разработано 17 следую- Щ щих треков-специализаций: §
1) разработчик приложений; ^
2) бизнес-аналитик; ^
3) аналитик бизнес-процессов;
4) администратор баз данных;
5) аналитик баз данных;
6) менеджер е-бизнеса;
7) егр-специалист;
8) специалист по информационному ау-
диту и совместимости данных;
9) архитектор информационных техно-
логий;
10) менеджер ИТ-активов;
11) ИТ-консультант;
12) менеджер ИТ-операций;
13) менеджер по рискам и ИТ-безопас
ности;
14) сетевой администратор;
15) менеджер проекта;
16) разработчик пользовательского ин
терфейса;
17) менеджер веб-контента.
7. Документ IS2010 содержит детальное описание изменений в ядре по сравнению с IS2002, а также рассматривает три модели реализации куррикулума — в Североамериканской школе бизнеса, имеющей AACSB-аккредитацию, в школе информатики и в Европейской бизнес-школе с трехлетним бакалавриатом.
8. Куррикулум содержит развернутую спецификацию основных и дополнительных курсов.
9. Для оценки глубины знаний и умений используется пятиуровневая шкала, основанная на методе Блума.
Программная инженерия (software engineering - SE)
Для профиля «Программная инженерия» продолжает оставаться актуальным куррикулум Software Engineering 2004 (SE2004) [11, 12]. Учитывая, что имеется качественный перевод этого руководства на русский язык, будем предельно кратки при его описании.
1. В нем представлено определение сфер деятельности профессионалов облас-
-N ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА
№ 1 (37) 2012 ' -
Таблица 2
Модель куррикулума IS
ти программной инженерии, дающее более детальное описание области, нежели представленное в документе CC2005.
2. Кроме того, в нем определены результаты обучения в виде списка фундаментальных навыков и знаний, которыми необходимо обладать всем выпускникам программ данного профиля, сформулированных достаточно полно и в то же время общо, что позволяет легко адаптировать эти требования к конкретным учебным программам.
3. Основным содержанием SE2004 является спецификация объема знаний, называемого здесь SEEK (Software Engineering Education Knowledge) и определяющего содержание обучения по профилю, при этом модель SEEK аналогична модели объема знаний документа CS2001 (Computing Curricula: Computer Science). Основой для проектирования структуры и содержания
SEEK послужил общепризнанный документ SWEBOK [21], определяющий сумму знаний, которыми должен овладеть профессионал с четырехлетним опытом работы в области программной инженерии.
4. SEEK, построенный структурно по типовому иерархическому принципу, — предметные области (arrears) -> модули (units) -> темы (topics), включает следующие десять предметных областей знаний: основы компьютинга (CMP); основы математики и инженерии (FND); профессиональная практика (PRF); моделирование и анализ программного обеспечения (MAA); проектирование программного обеспечения (DES); верификация и аттестация программного обеспечения (VAV); эволюция программного обеспечения (EVL); процессы разработки программного обеспечения (PRO); качество программного обеспечения (QUA); управление программными проектами (MGT).
1
0 §
1
i
0 §
1
I
Треки A B C D E F G H K L I M N O P Q
Обязательные курсы — — — — — — — — — — — — — — — — —
IS2010 . 1 • • • • • • • • • • • • • • • • •
IS2010 . 3 о • о о о • о о о о • о о о • о о
IS2010 . 7 о • о о о • о о • о • о о о • о о
IS2010 . 2 • о о • • о о • • о • о • о о о о
IS2010 . 6 • • • о о о • о о о о о о о • • •
IS2010 . 5 о о о • о о о • • • о о • • о о о
IS2010 . 4 • о о о о • о о о о • о о о • • •
Элективные курсы о о о о о о о о о о о о о о о о о
1 • о о о о о о о о о о о о о о • •
2 — • • — — о о о — о • — — — о — —
3 — — — — — о — — — — — — — о — — о
4 — • — • • о о о • — о о о о о — о
5 — • • о о о • • о — • • о о — — —
6 • — — — — о о — — — о — — — — • —
7 — о — о • — — — — — — — о — — — •
8 о — • о о о о • — • о — о о о — о
9 о — — о о о о • • о о — • • о — о
10 — • — о — о о — — о — — — — — — —
11 — — — — — — — — — — — — о — о — —
U
s
о со
¡S £
S
Ц
<и
Í «
Й §
о
Й SI
о
Í s
Ï
№ 1 (37) 2012
5. Как и в других куррикулумах, центральной в SEEK является концепция ядра, содержание которого рассматривается как обязательная составляющая всех учебных программ по профилю SE. Ядро определятся на уровне тем модулей совокупности знаний. Число основных (ядерных) тем — 235. Минимальный объем ядра требует более 400 аудиторных часов, что значительно больше объема ядра профиля CS. Однако анализ содержания основных тем для SE покажет, что они включают большую часть содержания ядра для профиля CS. Таким образом, профиль SE легко реализуется как некоторая специализация профиля CS. Статистика подтверждает, что такой подход весьма распространен, а именно: 50% учебных программ по программной инженерии реализуется на факультетах компьютерных наук.
6. SEEK заимствовал из SWEBOK рейтинговую систему для классификации разделов знаний, основанную на классификации образовательных целей по Блуму [17], т. е. для каждой темы определено некоторое значение, соответствующее классификации Блума и показывающее, каким уровнем владения темой должен обладать выпускник конкретного трека подготовки. Заметим, что в описании SEEK используется модифицированный метод Блума, охватывающий только три из шести уровней целей обучения: знание, понимание, применение согласно классификации Блума. Кроме того, для каждой темы определена степень ее значимости, показывающая, является ли данная тема необходимой (E), желаемой (D) либо факультативной (O) по отношению к основному набору знаний по программной инженерии.
7. Дипломный проект в программе обучения программной инженерии оценивается как критически важный. По учебной нагрузке он приравнивается к годовому курсу (т. е. 80 лекционных часов).
8. Значительное место в куррикулуме отведено описанию возможных стратегий реализации учебной программы, приводятся рекомендации по разработке учебных планов,
£
типовые шаблоны их построения, рекомен- | дации по компоновке отдельных курсов. g
9. В качестве основного способа дивер- ^ сификации учебных программ предлагает- ^ ся использовать специализацию в одной
из предметных областей SEEK или в некоторой прикладной области из рекомендованного в SE2004 (но не исчерпывающего перечня всех областей) списка. Этот список включает следующие прикладные области, характеризующиеся спецификой создаваемого для них программного обеспечения:
1) SAS.net Распределенные системы;
2) SAS.inf Информационные системы и обработка данных;
3) SAS.fin Финансовые системы и системы электронной коммерции;
4) SAS.sur Отказоустойчивые и живучие (survivable) системы;
5) SAS.sec Хорошо защищенные системы;
6) SAS.sfy Системы с повышенными требованиями к безопасности;
7) SAS.emb Встроенные системы и системы реального времени;
8) SAS.bio Биомедицинские системы;
9) SAS.sci Научно-исследовательские системы;
10) SAS.tel Телекоммуникационные системы;
11) SAS.av Авиационное электронное оборудование и транспортные системы;
12) SAS.ind Системы контроля промышленного процесса;
13) SAS.mm Мультимедийные, игровые и развлекательные системы;
14) SAS.mob Системы для малых и мобильных платформ;
15) SAS.ab Cистемы, основанные на агентах (agent-based systems).
10. Приведено описание категорий курсов учебной программы, их способа кодирования, шаблонов построения циклов для вводных и промежуточных курсов. Завершается руководство приложением, содержащим детальное описание учебных курсов.
№ 1 (37) 2012
Системы информационных технологий (information technology - IT)
Методическим руководством для подготовки бакалавров по этому профилю является стандарт куррикулума Information Technology 2008 (IT2008) [13].
Как и в рассмотренных выше стандартах, основная цель данного руководства состояла в определении объема профессиональных знаний по профилю подготовки специалиста, а также подходов и методов реализации процесса обучения.
Состав и взаимосвязь важнейших тем, определяющих содержание профиля IT как академической дисциплины, раскрывает архитектурная модель профиля в виде аркадной конструкции, изображенная на рис. 2. Ее фундаментом служит область знаний «основы информационных технологий», на которой и устанавливаются пилоны-столпы, представляющие базовые для профиля области знаний — программирование, компьютерные сети, взаимодействие человека ! с компьютером, базы данных и веб-системы.
На этих основах формируется завершение £ арочной конструкции в виде таких облас-| тей знания, как информационная безопас-Ц ность и защита информации, а также раз-| дел, именуемый в данной модели термином «профессионализм». Последняя область Л аккумулирует широкий свод знаний, начи-£ ная с профессиональной этики, патентове-J дения, лицензионной практики и заканчивая ^ принципами взаимоотношений в коллективе й и с пользователями.
а Основное содержание данного куррику-Е лума включает:
1. Описание объема знаний для бака-=| лаврских учебных программ профиля ИТ, î§ разработанного на основе подхода руко-§ водства CS2001 в виде иерархической системы — предметные области, структуриро-о ванные на модули знаний (units), которые js в свою очередь детализируются до уровня § тем и целей (результатов) обучения (learning || outcomes).
g На верхнем уровне иерархии декомпозицию объема знаний составляют следую-
Рис. 2. Модель куррикулума IT
щие 13 предметных областей: основы информационных технологий (Information Technology Fundamentals (ITF)), взаимодействие человека с компьютером (Human Computer Interaction — HCI), информационная безопасность и защита данных (Information Assurance and Security — IAS), управление информацией (включая технологии баз данных) (Information Management (IM)), интегративное программирование и технологии (Integrative Programming and Technologies — IPT), математика и статистика для ИТ (Math and Statistics for IT — MS), сетевые технологии (Networking — NET), основы программирования (Programming Fundamentals — PF), платформенные технологии (Platform Technologies — PT), администрирование и обслуживание систем (Systems Administration and Maintenance — SA), архитектура и интеграция систем (System Integration & Architecture — SIA), социальные и профессиональные вопросы (Social and Professional Issues — SP), веб-технологии и системы (Web Systems and Technologies — WS).
2. Описание результатов/целей обучения, определенных для каждого модуля объема знаний, которые используются при под-
№ 1 (37) 2012
робном описании объема знаний, представленного в Приложении А куррикулума. Для большинства модулей определяются обязательные цели обучения (core outcomes), т. е. связанные с изучением обязательных элементов объема знаний.
3. Ядро объема знаний выявляется на уровне помодульной декомпозиции предметных областей объема знаний. Оно включает 81 модуль (unit) из 85 модулей, составляющих объем знаний данного профиля. Объем ядра оценивается в 314 аудиторных часов. Анализ содержания ядра показывает, что реализация профиля IT на основе ядра модуля CS в рамках бакалаврской программы не сложна.
4. Ожидаемые результаты обучения (The IT Advanced Outcomes) по учебной программе, соответствующей настоящему руководству.
5. Описание моделей построения учебной программы для двух основных подходов подготовки бакалавров по профилю IT.
6. В качестве основных способов диверсификации учебных программ по профилю IT рассматривается два подхода к подготовке бакалавров, которые условно можно назвать «сначала интеграция» (integration first) и «сначала пилоны» (pillars first), т. е. базовые знания.
Цель первого подхода — как можно раньше дать студентам интегрированное представление о профессиональной сфере деятельности. В качестве основного инструмента для реализации указанного подхода предлагаются два курса второго года обучения — ИТ-системы и веб-системы. Пример реализации такого подхода дан в Приложении B куррикулума.
Второй подход предполагает раннее погружение в области знаний, изображенные на рис. 2 в виде пилонов-столпов, а интеграционные аспекты вводятся по мере накопления «столповых» знаний. Реализация такого подхода детально описана в том же Приложении B.
Дальнейшее варьирование учебных программ предполагается осуществлять при по-
£
мощи введения специальных курсов на чет- Щ вертом году обучения. При такой методике g достигается независимость построения спе- ^ циализированных учебных программ от вы- ^ бранных образовательных парадигм, т. е. от того, каким из двух основных способов реализуется бакалаврская программа.
Для поддержки специализации учебных программ в руководстве предложен список из более чем 60 спецкурсов, содержание и актуализация которых должны поддерживаться на сайте рабочей группы — разработчика данного куррикулума. Еще одним методическим решением, предлагаемым в IT2008 и способствующим интегративно-му характеру обучения столь многогранной дисциплине, является рекомендация использовать на финише обучения так называемый capstone-подход (integrative capstone experience) — по существу, актуальный коллективный проект, способствующий интеграции знаний, полученных учащимися в процессе обучения.
С учетом практической направленности деятельности выпускников учебных программ по данному профилю большое место в рассматриваемом куррикулуме уделено вопросам организации профессиональной практики.
Стандарты куррикулумов магистратуры
Рассмотренные выше стандарты куррикулумов были разработаны с целью формирования глобального образовательного пространства в сфере самого массового вида ИТ-образования — подготовки бакалавров по родственным направлениям (профилям) дисциплины «компьютинг».
Как уже говорилось, основное содержание этих руководств составляли описание актуальных объемов знаний для обучения соответствующим профессиям, а также описание методик построения совместимых по базовым знаниям образовательных программ и рекомендаций по реализации процессов обучения.
№ 1 (37) 2012
В конце 2009 года появился куррику-лум, регламентирующий подготовку магистров по профилю «Программная инженерия» — Graduate Software Engineering 2009 (GSwE2009) [20], который определил новые тенденции в магистерском обучении, а именно: перенос в магистратуру технологий разработки учебных программ на базе куррику-лумов с их характерными чертами — четким описанием целей и результатов обучения, детальной спецификацией объемов знаний профессионального образовательного поля, выделением обязательного набора знаний (ядра) для всех учебных программ, определением примерного перечня актуальных направлений специализации.
Этот документ стал первым стандартом куррикулума магистерского уровня, созданным в рамках нового амбициозного iSSEc-проекта (Integrated Software & Systems Engineering Curriculum (iSSEc) Project) — проекта куррикулумов по интегрированной программной и системной инженерии. ! Указанный проект, начатый в 2007 г., реа-| лизуется коалицией из академических, ин-£ дустриальных, правительственных и про-| фессиональных организаций. Его основным S спонсором является Министерство оборо-| ны США. Активную роль в проекте играют профессиональные организации, включая Л Международный совет по системной инже-£ нерии (INCOSE), промышленную ассоциа-J цию национальной обороны США (NDIA), ^ Компьютерное сообщество Института ин-й женеров по электронике и электротехнике [| (IEEE-CS), Ассоциацию компьютерной тех-il ники (ACM) и др.
щ Документ GSwE2009 нацелен, прежде 1 всего, на подготовку магистров в облас-¡3 ти программной инженерии с акцентом § на практической деятельности. Разработчики данного руководства уверены, что оно о окажет сильное влияние на развитие маги! стерского образования в целом. § GSwE2009 включает следующие описа-|| ния:
g — набора исходных требований к выпускникам или результатов подготовки ма-
гистров по программам, соответствующим GSwE2009 (далее — GSwE2009-программы или программы GSwE2009);
— входных требований к подготовке студентов, желающих обучаться по GSwE2009-программам;
— архитектурной модели куррикулума;
— ядра объема знаний (Core Body of Knowledge — CBOK), определяющего обязательный свод знаний для GSwE2009-про-грамм;
— модифицированного метода Блума, используемого для спецификации учебных целей при изучении объема знаний;
— учебных курсов, содержащих материал CBOK, дополняющий свод знаний SWEBOK [21], взятый за основу содержания CBOK и др.
Объем знаний GSwE2009 (и соответственно CBOK) построен в виде четырехуровневой иерархической системы структурных элементов (дидактических единиц), включающей предметные области на высшем уровне иерархии, структурированные далее на модули знаний (второй уровень), которые детализируются до уровня тем, а темы до уровня подтем (третий и четвертый уровни соответственно). С каждой дидактической единицей связан некоторый индекс, определяющий необходимый уровень освоения этой единицы учащимся и шкалируемый с помощью модифицированного метода Блума.
Архитектура учебных программ приведена на рис. 3.
Изображенная архитектура куррикулу-ма включает:
— подготовительный материал (preparatory material), владение которым необходимо при поступлении на GSwE2009-программы;
— материалы ядра (core materials), т. е. CBOK;
— материалы университета (university-specific materials);
— материалы по выбору студента (elective materials);
— обязательный capstone-проект (mandatory capstone experience), ниже ко-
№ 1 (37) 2012
I I
od
Рис. 3. Архитектура учебных программ GSwE2009
торого на рисунке имеется пространство профессиональной деятельности магистра, удовлетворяющего исходящим требованиям.
Важно отметить, что в перечне исходящих требований (или результатов подготовки) по программам GSwE2009 первым стоит требование владеть на магистерском, т. е. экспертном уровне знаниями, входящими в CBOK. Эти знания формируются на базе свода знаний SWEBOK, дополненного рядом тем по системной инженерии, информационной безопасности, профессиональной подготовке, человеко-машинному интерфейсу, инженерной экономике, управлению рисками, качеству программного обеспечения.
Объем CBOK — 200 аудиторных или контактных часов, необходимых для его изуче-
ния (т. е. общих часов в четыре раза больше — 800), что эквивалентно пяти семестровым учебным курсам по 40 аудиторных часов за семестр (160 общих часов на каждый курс).
Структура ядра показана на рис. 4 в виде левого полукруга, состоящего из секторов, соответствующих ядерной части некоторой предметной области знаний, при этом размер сектора соответствует доли данной части в процентах относительно самого ядра. В ядро входят модули из 11 предметных областей, взятых в основном из SWEBOK: а) основы профессиональной этики (Ethics and Professional Conduct), б) создание программного обеспечения (System Engineering), в) формирование требований(Requirements Engineering), г) проектирование программного обеспечения (Software De-
№ 1 (37) 2012
Обязательная часть
Создание программного обеспечения, 2-3%
Формирование требований, 6-8%
Проектирование программного обеспечения, 9-11%
Разработка программного обеспечения, 1-3%
Тестирование, 4-6% Сопровождение программного -обеспечения, 3-4% Управление конфигурацией, 2-3%
Управление созданием программного обеспечения, 7-9%
Основы профессиональной этики, 1-2%
Необязательная часть, 50%
Процесс создания
программного обеспечения, 3-4%
Качество программного обеспечения, 3-4%
1
о §
g
Ig
0 §
1
I
U
s
о
£ Е
Ц
<и
Í «
Е §
о
Й SI
о
Í s
Ï
Рис. 4. Структура CBOK
sign), д) разработка программного обеспечения (Software Construction), е) тестирование (Testing), ж) сопровождение программного обеспечения (Software Maintenance), з) управление конфигурацией (Configuration Management — CM), и) управление созданием программного обеспечения (Software Engineering Management), к) процесс создания программного обеспечения (Software Engineering Process), л) качество программного обеспечения (Software Quality).
В заключение обзора CBOK отметим, что объем содержащегося в нем обязательного для изучения материала в 200 аудиторных часов весьма значителен — около 50% всей учебной программы. Это, безусловно, новое веяние в подготовке магистров. Анализируя далее содержание CBOK, можно говорить об исключительно большом значении, которое отводится в GSwE2009 изучению современных международных стандартов, прежде всего в области системной и программной инженерии, включая SWEBOK, CMMI, ISO/
IEC 12207, ISO/IEC 15288, пакет стандартов программной инженерии IEEE (порядка 40). Также от магистров требуется знание образовательных стандартов компьютинга, описанных выше.
Заключение
Основные принципы и особенности разработки куррикулумов
Анализ рассмотренной выше методологической базы построения учебных программ по направлению «Информационные технологии» или «Компьютинг» позволяет представить общую картину процесса стандартизации учебных программ в этой наиболее динамично развивающейся научно-прикладной области, выявить основные тенденции, закономерности и характерные особенности этого процесса. В частности, к общим принципам его реализации можно отнести такие стороны, как целенаправ-
52
№ 1 (37) 2012
ленность, системность, концептуальная целостность, модульность, консорциумный подход на основе объединения усилий при создании куррикулумов, оценка их качества на основе консенсуса.
К важнейшим характерным чертам стандартов куррикулумов относятся следующие аспекты:
— единая структура построения и единый понятийный контекст;
— ориентированность на знания: спецификация структуры и собственно объемов знаний по профилям подготовки (до уровня тем/подтем) является основным содержанием любого куррикулума;
— единый способ структурирования и представления объемов знаний в виде 3-4-уровневой иерархической структуры: на верхнем уровне иерархии располагаются предметные области, являющиеся самыми крупными частями объема знаний, которые подразделяются на разделы или модули знаний, последние в свою очередь разбиваются на темы, в некоторых случаях темы делятся на подтемы;
— концепция ядра: выделение в объемах знаний минимально необходимого образовательного содержания,реализация которого во всех учебных программах обеспечивает единство образовательного пространства, мобильность учащихся в рамках профиля или всего направления, гарантию качества базовой подготовки;
— четкая спецификация профессиональных характеристик профилей, системы целей обучения, итоговых профессиональных характеристик выпускников;
— рекомендации методического характера по диверсификации направлений подготовки, составлению учебных планов, компоновки курсов из модулей знаний в соответствии с выбранной педагогической стратегией реализации учебной программы, организации профессиональной практики, реализации процессов обучения;
— описание учебных курсов и пакетов курсов для различных педагогических стратегий реализации куррикулумов.
Международные стандарты ИТ-образования | в методическом обеспечении российской §
высшей школы §
Рассмотренная технология развития сис- ^ темы ИТ-образования на основе стандартизованных на международном уровне куррикулумов создавалась для достижения вполне очевидных целей: глобализации процессов подготовки востребованных мировой экономикой ИТ-кадров, обеспечения единства и однородности образовательного пространства, мобильности студентов и преподавателей, интеграции усилий академических, промышленных, коммерческих и правительственных организаций в создании и непрерывной актуализации современного методического и научного обеспечения системы ИТ-образования. Все это обусловливает необходимость развития национальной образовательной системы в области ИТ с учетом международного опыта. В противном случае российское образование может быстро потерять даже надежды на конкурентоспособность на мировом образовательном рынке.
В то же время анализ современного состояния методических основ отечественной высшей школы [22], в основе которых лежит навязанная системе образования административным путем концепция федерального государственного образовательного стандарта третьего поколения (ФГОС), показывает, что перенести рассмотренные образовательные технологии в систему российского образования невозможно.
В частности, из ФГОС изъято содержание обучения (т. е. сами знания, а передача знаний и есть суть образования), которое заменено лозунгами-компетенциями. Это делает бесполезными ФГОСы для практики, исключает возможность использования современных технологий управления знаниями, закладывает опасные тенденции, которые ведут к разрушению единого образовательного пространства страны, сформированного на базе стандартов второго поколения. Последнее негативное явление многократно усиливается «полистандартизацией» российского образования [22] — предписан-
№ 1 (37) 2012
1
о §
g
Ig
0 §
1 f
u
s
о
£ s?
s
u <u
Í «
Ë Sa
о
Й si
о
Í S?
ï
s
ным на законодательном уровне требованием к элитным университетам (а таких порядка 40) учить по самостоятельно устанавливаемым стандартам.
Для изменения ситуации нужно проделать огромную работу, которая по силам только сплоченному профессиональному сообществу, поэтому крайне важен поиск организационных форм интеграции усилий профессиональной общественности в решении неотложных проблем российского образования.
Список литературы
1. Перекатов В. И. Компьютерные дисциплины в представлении профессиональных обществ США: вехи академической легенды // Информационные технологии и вычислительные системы. 2002. № 1.
2. Перекатов В. И. Компьютерные дисциплины в представлении профессиональных обществ США: последний куррикулум? // Информационные технологии и вычислительные системы. 2002. № 4.
3. Association for Computing Machinery, Curriculum Committee on Computer Science. An undergraduate program in computer science — preliminary recommendations. Comm. ACM, 8, 9 (Sept. 1965).
4. Curriculum 68. Recommendations for Academic Programs in Computer Science. Comm. of the ACM, 11, 3 (March 1968).
5. Curriculum'78. Recommendations for the Undergraduate Program in Computer Science. Comm. of the ACM, 22, 3 (March 1979).
6. Report «Computing as a Discipline». Comm. of the ACM, 32, 1 (January 1989).
7. Computing Curricula 1991. Report of the ACM/ IEEE-CS Joint Task Force. IEEE Computer Society Press, 1991.
8. Computing Curricula 2001. Computer Science Volume. Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE. URL: http://www.acm.org/education/cc2001/final.
9. Information Systems 2002 (IS2002). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
10. Computer Engineering 2004 (CE2004). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
11. Software Engineering 2004 (SE2004). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
12. Санкт-Петербургский государственный университет. Рекомендации по преподаванию информатики в университетах. СПб., 2002.
13. Information Technology 200В (IT2008). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
14. Computing Curricula 2005 (CC2005). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
15. Сухомлин В. А. Введение в анализ информационных технологий. М.: Горячая линия — Телеком, 2003. — 457 с.
16. Сухомлин В. А. ИТ-образование. Концепция, образовательные стандарты, процесс стандартизации. М.: Горячая линия — Телеком, 2005. — 176 с.
17. Bloom B. S. (Ed.), Taxonomy of educational objectives: The classification of educational goals: Handbook I, cognitive domain, Longmans, 1956.
18. Computer Science 200В (CS2008). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
19. Information Systems 2010 (IS2010). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE (IS Curriculum Wiki http://blogsandwikis. bentley.edu/iscurriculum/index.php/Main_Page).
20. Graduate Software Engineering 2009 (GSwE2009). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
21. SWEBOK. URL: http://www.computer.org/portal/ web/swebok.
22. В. А. Сухомлин. Реформа высшей школы — анализ итогов. Сб. трудов V Международной научно-практической конференции «Современные информационные технологии и ИТ-образование» / под ред. В. А. Сухомлина. М.: ИНТУИТ, 2010. С. 3-22.
23. В. А. Сухомлин. Анализ международных образовательных стандартов в области информационных технологий. Сб. избранных трудов VI Международной научно-практической конференции «Современные информационные технологии и ИТ-образование» / под ред. В. А. Сухомлина. М.: ИНТУИТ, 2011. С. 1- 44.
54
