CC BY
61
О разработке фондов оценочных средств в области ИКТ с учетом профессиональных стандартов
Захарова Ирина Владимировна доцент, к.ф.-м.н., заместитель декана по учебной работе факультета прикладной математики и кибернетики,
Тверской государственный университет, ул. Желябова, 33, г. Тверь, 170100, (84822)585410 zakhar iv@mail.ru
Аннотация
Процессы сопряжения требований профессиональных и образовательных стандартов высшего образования в части оценивания эффективности подготовки выпускника выявляют определенные проблемы. Основной задачей является разработка карт компетенций и создание адекватных фондов оценочных средств, что позволит оценить уровень сформированности компетенций. В статье излагается опыт ведущих российских университетов в разработке образовательных программ в области информационных и коммуникационных технологий с учетом принимаемых профессиональных стандартов. Представленные результаты основаны на методологии международных и российских научно-методических проектов. The processes of linking the requirements of professional and educational standards of higher education in terms of assessing the effectiveness of graduate training reveal certain problems. The main task is the development of competence maps and the creation of adequate funds for evaluation tools, which will allow us to assess the level of competence formation. The article describes the experience of leading Russian universities in the development of educational programs in the field of information and communication technologies, taking into account the accepted professional standards. Presented results are based on the methodology of international and Russian scientific and methodical projects.
Ключевые слова
федеральные государственные образовательные стандарты, компетенции, фонд оценочных средств
Federal state educational standards, competencies, estimation fund
Введение
Сегодня для вузов открыты возможности создания высокоэффективных образовательных программ, проектирования и внедрения оптимальных контрольно-измеримых материалов, выявляющих качество обучения, уровень сформированности ключевых и профессиональных компетенций. Актуальным направлением деятельности педагогического сообщества становится проблема проектирования оценочных средств, позволяющих осуществить объективную оценку образовательных результатов. Реализация требований федеральных образовательных стандартов поставила перед вузами задачу не только обновления основных профессиональных образовательных программ, но и разработки системы оценивания образовательных результатов, обновления оценочных средств, позволяющих реализовать практико-ориентированность образовательного процесса. Отличительной особенностью практико-ориентированного образования является направленность на приобретение
совокупности элементов, таких как знания, умения, навыки и опыт практической деятельности. Образование становится практико -ориентированным лишь в процессе приобретения опыта деятельности. При этом затрагиваются все стороны организации образовательного процесса, включая содержание, методы, средства и технологии обучения.
В 2015 году была принята новая редакция федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС 3+). Целью стандартов нового поколения является внедрение европейских принципов Болонского процесса в российском образовании, одним из которых является компетентностный подход [1]. Сущность данного подхода заключается в том, что требования к содержанию подготовки отражаются в компетенциях, которыми должны обладать выпускники того или иного направления. Акценты образовательного процесса переносятся с содержания образования на результаты обучения, которые должны быть прозрачны, т.е. понятными всем заинтересованным сторонам - работодателям, преподавателям, студентам. Компетенции - это динамическая комбинация знаний, умений, способностей и личностных качеств, которые студент способен продемонстрировать после получения образования.
Российские вузы с внедрением стандартов нового поколения получают все большую самостоятельность в формировании основных образовательных программ, в выборе содержания, форм и методов обучения, что позволяет им конкурировать на рынке образовательных услуг, реагировать на запросы рынка труда. Оборотной стороной такой свободы служат слишком общий характер формулировок указанных компетенций и отсутствие даже рамочных требований к объему и содержанию отдельных частей образовательных программ различных подготовки. Это порождает проблему сохранения единства образовательного пространства в России и сохранения традиционно высокого уровня преподавания математических дисциплин в российских вузах. Российское научное и педагогическое сообщество совместно с промышленностью и бизнесом в настоящее время ищут пути решения этой проблемы [2, 3, 4].
Компетентностный подход в системе высшего образования привел к кардинальной перестройке и модернизации существующей системы обучения [5, 6]. Оказалось, что эффективное использование компетентностного подхода немыслимо без адекватной системы оценки степени сформированности у обучающегося каждой компетенции, как обязательной для данного образовательного направления. Соответственно возникает потребность в разработке и внедрении фондов оценочных средств, позволяющих провести такую оценку, чтобы дать квалифицированное заключение относительно соответствия образовательного процесса нормативным требованиям. Необходимость наличия такого фонда у каждой образовательной организации закреплена в Приказе Министерства образования и науки Российской Федерации от 19.12.2013 № 1367 (редакция от 15.01.2015): «20. Оценочные средства представляются в виде фонда оценочных средств для промежуточной аттестации обучающихся и для итоговой (государственной итоговой) аттестации. 21. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю) или практике, входящий в состав соответственно рабочей программы дисциплины (модуля) или программы практики, включает в себя: перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы; описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования, описание шкал оценивания; типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы; методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы формирования компетенций. Для
каждого результата обучения по дисциплине (модулю) или практике организация определяет показатели и критерии оценивания сформированности компетенций на различных этапах их формирования, шкалы и процедуры оценивания». Таким образом, фонд оценочных средств является существенным элементом обеспечения обучения. Только с помощью него можно активно отслеживать процесс формирования компетенций на всех этапах, вносить коррективы в учебный процесс, принимать заключение о выполнении государственного задания по подготовке выпускника, обладающего необходимым набором компетенций.
Итак, в настоящее время перед российскими вузами стоит актуальная задача по разработке образовательных программ с учетом имеющихся профессиональных стандартов, создание адекватных фондов оценочных средств.
В работе рассматривается опыт ведущих российских университетов по разработке образовательных программ в области информационно-коммуникационных технологий. Представлена методология создания фондов оценочных инструментов для проверки формирования компетенций. Полученные результаты опираются на использование опыте выполнения международных и российских научно-методических проектов.
В связи с этим представляет интерес имеющийся опыт ведущих российских университетов в данной области, приобретенный при выполнении международного проекта Tempus MetaMath «Современные образовательные технологии при разработке учебного плана математических дисциплин инженерного образования России» [5, 7] и российских научно-методических проектов «Научно-методическое сопровождение разработки примерных основных профессиональных образовательных программ (ПрОПОП) по областям образования», «Разработка моделей гармонизации профессиональных стандартов и ФГОС ВО по направлениям подготовки / специальностям в области математических и естественных наук, сельского хозяйства и сельскохозяйственных наук, наук об обществе, гуманитарных наук и уровням образования (бакалавриат, магистратура, специалитет)» (2016 г.) [8]. Изложение этого опыта для обучения в сфере информационно-коммуникационных технологий составляет цель настоящей публикации.
Некоторые трудности внедрения ФГОС ВО
В ходе внедрения выявились следующие недостатки федеральных государственных образовательных стандартов. В настоящее время для недобросовестных участников образовательного процесса существует возможность необоснованно сокращать содержание программ дисциплин и требований к их освоению. Раньше, если дисциплина была слишком сложной для освоения студентами, то вуз изыскивал возможность увеличить контактные часы для ее изучения. В настоящее время имеет место тенденция к сокращению часов, отводимых в образовательных программах на освоение математических дисциплин.
Переход на двухуровневую систему образования привел к сокращению часов, отводимых на математику. Такое снижение может достигать 50% уровня по различным инженерным программам, по сравнению с теми же требованиями стандартов второго поколения [9]. Особенно эта тенденция исключения базовых математических дисциплин из учебного процесса наблюдается в гуманитарных областях, несмотря на все более широкий круг проблем, в которых математика может быть применена. Ситуация усугубляется также тем обстоятельством, что внедрение Единого государственного экзамена (ЕГЭ) для школьников привело к существенному снижению входного уровня математической подготовки студентов большинства российских вузов. В то же время новые информационные технологии, позволяющие
эффективно повысить этот уровень, не используются в должной мере в учебном процессе.
Несмотря на то, что в новых редакциях ФГОС3+ осуществлено сокращение числа общекультурных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций будущего выпускника и их унификация по укрупненным группам специальностей и направлений, формулировки компетенций ФГОС остаются довольно расплывчатыми и труднопроверяемыми. Нередко они превращаются в абстрактные декларации с очень широкими и противоречивыми толкованиями.
Для примера рассмотрим компетенцию «Способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат и основные законы науки», направление подготовки «Прикладная математика и информатика» [9]. Ее формулировка сразу вызывает ряд вопросов: «Что это значит? Как это можно проверить? Каков обязательный набор дисциплин, которые формируют эту компетенцию?»
Новые стандарты не дают ответов на эти вопросы. Следовательно, необходимо иметь дополнительные методические материалы для конкретизации смысла компетенций.
Как отмечалось ранее, Приказ российского Министерства образования и науки № 1367 требует от образовательной организации создать собственные фонды оценочных средств для проверки сформированности всех компетенций. Эти фонды должны содержать показатели, критерии и шкалы оценки каждой компетенции. Иными словами, фонды должны содержать карты компетенций, чтобы раскрыть их содержание.
Наличие такого фонда необходимо и для проведения государственной аккредитации образовательной программы. Официальная процедура экспертизы качества образовательной программы в рамках государственной аккредитации предполагает, что, во-первых, эксперт изучает фонд оценочных средств образовательной организации. Если при этом эксперт сочтет, что фонд является валидным, то он выбирает 5-7 компетенций и проверяет степень их сформированности среди студенческой группы. Таким образом, образовательной организации необходимо иметь эффективные проверочные тесты для оперативной проверки сформированности компетенций. Но на современном этапе понимания компетентностного подхода большинству российских вузов трудно разработать собственные фонды оценочных средств.
Опыт модернизации математического образования в российских университетах в результате участия в научно-методических проектах
Преемственность ФГОС ВО выдвигает, кроме того, и дополнительные требования, в том числе - в вопросе качества высшего образования, что предполагает использование инноваций, создание иного нового подхода к совершенствованию системы подготовки студентов, организации учебного процесса.
Модернизация системы высшего образования с внедрением новых образовательных стандартов предусматривает следующие шаги [10, 11]:
• качественный отбор содержания математических дисциплин с учетом будущих профессиональных задач;
• конкретная формулировка компетенций;
• разработка карт компетенций с указанием этапов их формирования;
• описание и критерии оценки компетенций на разных этапах их формирования;
• разработку фондов оценочных средств;
• учет потребности бизнеса и промышленности (профессиональные стандарты).
Один из подходов к модернизации высшего образования был предпринят в рамках проекта «Научно-методическое обеспечение разработки примерных основных профессиональных образовательных программ для различных областей образования», в которых группы авторов разрабатывали примерные основные образовательные программы, направленные на формирование общепрофессиональных и универсальных компетенций для укрупненных групп специальностей и направлений (УГСН).
Работа [7] описывает разработку примерной основной образовательной программы для УГСН 02.00.00 «Компьютерные и информационные науки» области образования «Математические и естественные науки», подготовленную участниками проекта. В данную группу входят 6 направлений с учетом программ подготовки бакалавров и магистров, а именно:
• Математика и компьютерные науки;
• Фундаментальная информатика и информационные технологии;
• Математическое обеспечение и администрирование информационных
систем.
Анализ общепрофессиональных компетенций направлений подготовки УГСН 02.00.00 (как бакалавриата, так и магистратуры) позволил сформировать перечень оптимизированных общепрофессиональных компетенций с учетом специфики направлений подготовки данной укрупненной группы и необходимости сохранения математической компетентности у выпускников. Был проведен анализ профессиональных стандартов на предмет соответствия оптимизированных общепрофессиональных компетенций (ООПК) обобщенным трудовым функциям (ОТФ) и трудовым функциям (ТФ), имеющим отношение к профессиональной деятельности выпускников [3, 4].
Специалист после окончания школы должен иметь определенный набор профессиональных компетенций, список которых должен отражать реальные потребности рынка труда в разных странах. Для обеспечения высокого качества ИТ-специалистов современные университеты должны внедрять специализированные курсы и программы непрерывного образования в области информационных технологий на основе конкретных требований будущих работодателей - ведущих 1Т-компаний [12].
В ходе анализа был сформулирован перечень необходимых математических знаний и навыков. ФГОС ВО предлагает вузам самостоятельно определить перечень дисциплин, входящих в базовую часть программы, тем самым давая полную свободу в выборе перечня дисциплин и их содержания. Перед вузами возникает необходимость качественного отбора содержания математических и ИКТ - дисциплин с учетом видов профессиональной деятельности студента и его будущих профессиональных задач. В результате на основе списка был создан примерный перечень дисциплин математического цикла с разделением на этапы их освоения и описания критериев оценки.
В рамках укрупненной группы направлений и специальностей 02.00.00 «Компьютерные и информационные науки» области образования «Математические и естественные науки» был предложен перечень оптимизированных общепрофессиональных компетенций выпускников программ бакалавриата и магистратуры, которые являются сквозными для программ подготовки бакалавров и магистров.
Далее на примере оптимизированной компетенции ОПК-1 мы рассмотрим ее реализацию в рамках примерной основной образовательной программы. Для этого формируются отдельные этапы освоения компетенции, причем:
1 этап - 1,2 курсы;
2 этап - 3,4 курсы;
3 этап - магистратура.
Таблица 1
Компетенция ОПК-1 - уметь применять знания в области фундаментальной и прикладной математики при разработке программного обеспечения_
Этап (уровень)освоения компетенции Планируемые результаты обучения (показатели достижения заданного уровня освоения компетенций)
Первый этап (уровень) Умение применять базовые математические навыки З (ОПК-1) -11: знать базовые математические понятия и методы
У (ОПК-1) -11: уметь применять фундаментальные математические знания при решении прикладных задач
Второй этап (уровень) Способность применять математические методы при разработке программного обеспечения (ПО) З (ОПК-1) -21: знать математические алгоритмы решения прикладных задач
У (ОПК-1) - 21: уметь формализовывать математический алгоритм
У (ОПК-1) - 22: уметь строить математические модели задач предметной области
В (ОПК-1) - 21: владеть программным обеспечением (ПО) при решении математических задач
Третий этап (уровень) Способность совершенствовать существующие и развивать новые математические знания и методы У (ОПК-1) - 31: уметь совершенствовать существующие математические методы
В (ОПК-1) - 31: владеть навыками проведения научного исследования в области фундаментальной и прикладной математики и информатики
Оценка качества освоения программ бакалавриата обучающимися включает текущий контроль успеваемости, промежуточную и итоговую (государственную итоговую) аттестацию. Конкретные формы и процедуры текущей и промежуточной аттестации обучающихся по каждой дисциплине (модулю) и практике самостоятельно устанавливаются образовательной организацией и доводятся до сведения обучающихся. Во многих отечественных вузах внедрена балльно-рейтинговая система. В рамках этой системы мерилом учебных достижений студента объявлен рейтинг, получаемый на основе оценки всех видов его деятельности по той или иной дисциплине [13].
Для осуществления процедур текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся образовательная организация создает фонды оценочных средств (ФОС), позволяющие оценить достижение запланированных в образовательной программе результатов обучения и уровень сформированности всех компетенций, заявленных в образовательной программе. Полезным в процессе обучения является использование компьютерных тренажеров [14].
В целях приближения текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации обучающихся к задачам их будущей профессиональной деятельности вузам рекомендуется привлекать внешних экспертов к процедурам экспертизы
оценочных средств, проведения итоговой аттестации.
Перечислим формы и методы проведения текущей, промежуточной и итоговой аттестации.
Для проведения текущей аттестации используются следующие виды работ:
• выполнение курсовых работ;
• выполнение расчетно-графических работ;
• выполнение домашних контрольных и самостоятельных работ;
• проведение тестов;
• написание эссе и рефератов;
• индивидуальное собеседование;
• разработка приложений;
• выполнение лабораторных работ;
• выполнение кейс-заданий;
• выполнение индивидуальных проектов и творческих заданий;
• подготовка докладов;
• работа в малых группах;
• решение ситуационных задач.
Для проведения промежуточной аттестации используются следующие
формы:
• зачет;
• экзамен.
Для проведения государственной итоговой аттестации - выпускная квалификационная работа.
Приведем в качестве примера ФОС для проверки уровня сформированности оптимизированной общепрофессиональной компетенции ОПК-1.
знать базовые математические понятия и методы (З - 11) Форма контроля: устный или письменный опрос
1. Дать определение булевой функции, стандартных булевых связок. Привести пример трехместной булевой функции, которая является самодвойственной, но не является линейной.
2. Дать определение графа, дерева, матрицы смежности. Привести пример графов, один из которых является деревом, а второй — нет.
3. Дать определение языка, формальной грамматики, линейного вывода в формальной грамматике, вывода в виде дерева. Привести пример дерева вывода и линейного вывода одного и того же слова в одной и той же грамматике.
4. Дать определение автомата с магазинной памятью. Привести пример МП-автомата для распознавания некоторого нерегулярного языка.
5. Дать определение счетчиковой машины, конфигурации счетчиковой машины, функции, вычислимой на счетчиковой машине. Привести пример счетчиковой машины для вычисления какой-либо функции.
уметь применять фундаментальные математические знания при решении прикладных задач (У - 11)
Форма контроля: письменное решение задач
1. Трехместная булева функция задана следующей строкой при лексикографическом упорядочении строк-аргументов: 01001001. Построить таблицу истинности в явном виде, представить эту булеву функцию в виде КНФ, ДНФ и полинома Жегалкина. С помощью теоремы Поста проверить, будет система, состоящая из одной этой функции, полной.
2. Доказать, что следующий язык не является регулярным: множество всех слов в алфавите {0,1}, в которых число нулей меньше числа единиц.
3. Доказать, что следующий язык не является контекстно-свободным: все слова в алфавите {А,В,С}, в которых число букв А больше числа букв В, а оно, в свою очередь, больше числа букв С.
Форма контроля: выпускная квалификационная работа
1. При выполнении работы должны быть грамотно использованы математические методы и алгоритмы, подходящие для решения поставленной задачи
знать математические алгоритмы решения прикладных задач (З - 21)
Форма контроля: устный или письменный опрос
1. Описать метод Блейка построения сокращенной ДНФ. Доказать его корректность.
2. Доказать корректность «жадного» алгоритма построения минимального остовного дерева.
3. Описать алгоритм детерминизации конечного автомата. Доказать его корректность.
4. Описать алгоритм построения конечного автомата по регулярному выражению. Доказать его корректность.
5. Описать алгоритм нахождения недостижимых символов в контекстно-свободной грамматике. Доказать его корректность.
6. Описать алгоритм перечисления выводимых слов в перечислимом исчислении. Доказать его корректность.
7. Описать алгоритм моделирования многоленточной машины Тьюринга на многоголовочной одноленточной за линейное время. Доказать его корректность.
уметь формализовать математический алгоритм (У - 21)
Форма контроля: письменное решение задач
1. Построить счетчиковую машину для нахождения факториала числа.
2. Построить машину Тьюринга для проверки того, является ли входное слово палиндромом.
3. Построить клеточный автомат для сложения двух чисел, записанных в двоичной системе счисления
4. Предложить недетерминированный алгоритм, работающий полиномиальное время, для определения изоморфности двух графов.
уметь строить математические модели задач предметной области (У-22)
Форма контроля: письменное решение задач
1. Построить формулу для трехместной булевой функции, которая принимает значение 1 тогда и только тогда, когда в точности один из аргументов равен 1. Построить схему, реализующую эту функцию.
2. Показать, что побитовые операции языка С могут быть реализованы на счетчиковой машине.
3. Построить атрибутную транслирующую грамматику для следующего выражения: diff(E, Е1, Е2, ..., Е№) равное разности наибольшего и наименьшего из значений выражений в скобках.
4. Для указанной предметной области построить ER-диаграмму, затем последовательно построить 1-4 нормальные формы схемы реляционной базы данных. Для каждой сущности привести 3-4 атрибута (если возможно). Предметная область: зоопарк (вольеры, кто там содержится, чем и сколько их кормят).
Форма контроля: расчетно-графическая/курсовая работа
1. Построить по карте нагруженный граф, вершинами которого являются районные центры Тверской области, ребра указывают наличие автомобильных дорог, вес ребра равен длине дороги. Представить граф в виде матриц смежности и инцидентности.
2. Написать контекстно-свободную LR-грамматику для части языка C, включающей целочисленные переменные и константы, арифметические операции, сравнения и присваивание, if-else, while, do-while. Форма контроля: выпускная квалификационная работа
1. При выполнении работы должны быть аргументированно выбраны и применены методы, подходящие для построения математической модели предметной области.
владеть программным обеспечением (ПО) при решении математических задач (В - 21)
Форма контроля: проверка лабораторных и самостоятельных работ
1. С помощью lex сгенерировать лексический анализатор языка, который состоит из слов в алфавите {A,B,C,D}, эти слова начинаются и оканчиваются одной и той же буквой и при этом нигде в слове буквы A и B не встречаются рядом.
2. С помощью yacc сгенерировать синтаксический анализатор языка lambda-выражений.
3. С помощью grep найти в текстовом файле строки, в которых между любыми двумя буквами A располагается четное число букв B.
Форма контроля: выпускная квалификационная работа
1. При выполнении работы должно быть аргументированно выбрано и применено программное обеспечение, которое является оптимальным для решения поставленной задачи.
Таким образом, использование существующих ФГОС 3+ невозможно без разработки карт компетенций, без наполнения компетенций определенным контентом, который коррелирует с учебным материалом конкретных дисциплин.
Модернизация ПрООП с учетом требований ПС была продолжена в рамках научно-методического проекта «Разработка моделей гармонизации профессиональных стандартов и ФГОС ВО по направлениям подготовки / специальностям в области математических и естественных наук, сельского хозяйства и сельскохозяйственных наук, наук об обществе, гуманитарных наук и уровням образования (бакалавриат, магистратура, специалитет)».
В рамках данного проекта перед группой авторов стояли следующие задачи:
• соотнесение профессиональных стандартов и их проектов с направлениями подготовки, которым они полностью или частично соответствуют;
• выявление соответствия обобщенных трудовых функций и их составляющих из ПС ОПК- и ПК- компетенциям;
• формирование перечня избыточных видов деятельности во ФГОС ВО по направлениям подготовки;
• определение перечня трудовых функций, не обеспеченных видами деятельности и компетенциями.
Согласно проведенному анализу и в соответствии с Реестром ПС профессиональная деятельность выпускников, освоивших программу бакалавриата по направлению подготовки 02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии, может осуществляться в следующих областях:
• «01. Образование (в сфере среднего общего образования, среднего профессионального образования и дополнительного профессионального образования, при наличии документа, подтверждающего профессиональную пригодность в образовательном процессе)»;
• «02. Компьютерные и информационные науки», а также в сфере научных и прикладных исследований в области информационно-коммуникационных технологий;
• «06. Связь, информационные и коммуникационные технологии» (в сфере проектирования, разработки и тестирования программного обеспечения; проектирования, создания, поддержки и администрирования информационно -
коммуникационных систем и баз данных, создания и управления информационными ресурсами в сети Интернет);
• «08. Финансы и экономика»;
• «25. Ракетно-космическая промышленность» (в сфере создания и поддержи систем автоматического управления и информационно-коммуникационных систем);
• «32. Авиастроение» (в сфере проектирования, создания и поддержки систем автоматического управления и информационно-коммуникационных систем, а также математического моделирования);
• «40. Сквозные виды профессиональной деятельности в промышленности», например, ракетно-космическая, авиа- и судостроение и др. (в сфере проектирования, создания и поддержки систем автоматического управления и информационно-коммуникационных систем, а также математического моделирования и внедрения технологических процессов производства изделий микроэлектроники).
Одна из важных задач в вопросе интеграции ПС и ФГОС ВО - выявление соответствия ОТФ и их составляющих из ПС общепрофессиональным и профессиональным компетенциям из ФГОС ВО. Ниже представлен фрагмент таблицы соответствия трудовых функций, предусмотренных действующими ПС и проектами ПС, общепрофессиональным компетенциям и ПК-компетенциям ФГОС ВО по направлению подготовки 02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии.
Таблица 2
Фрагмент ГОС-2 по направлению подготовки бакалавров 02.03.02 Фундаментальная информатика и информационные технологии_
Проект ПС/ПС 6.001 Программист
ОТФ из ПС Интеграция программных модулей и компонент и проверка работоспособности выпусков программного продукта Разработка требований и проектирование программного обеспечения
ТФ из ПС Разработ ка процедур интеграции програм мных модулей (С/01.5) Осуществление интеграции программных модулей и компонент и верификации выпусков программного продукта (С/02.5) Анализ требований к програм мному обеспечению (0/01.6) Разработка технических спецификаций на программные компоненты и их взаимодействие (0/02.6) Проектиро вание программного обеспечения (0/03.6)
Компетенции из ФГОС ВО ОПК 1,2,3,4 1-4 1,2,4 1,2,3,4 1-4
ПК по видам деятельности научно-исследовательская ПК-1 + + +
ПК-2 + + +
ПК-3 + + +
ПК-4 +
ПК-5 +
проектная и производственно- ПК-6 + + + + +
ПК-7 + + + +
технологическая ПК-8 + + + + +
организационно-управленческая ПК-9 + + +
ПК-10 +
ПК-11 +
Роль проекта Ме1аМа1:И в решении проблем российского образования
Современные информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) предоставляют множество инструментов, которые могут быть использованы создании фондов оценочных средств. Преподаватели могут проводить свои курсы, используя учебные платформы, такие как МооШе. В этой среде можно размещать материалы курсов, осуществлять коммуникацию, сотрудничество и проводить лекции с помощью средств видео-конференции. Студенты могут получать обратную связь о своих математических навыках от своего преподавателя, сверстников, а также с помощью тщательно подобранных компьютерных упражнений, которые автоматически проверяются системами компьютерной алгебры (MathBridge (http://www.math-bridge.org/)) [15]. Существуют и другие математические программы, такие как МайаЬ и МаШетайса, которые поддерживают математическое моделирование реальных проблем [16]. Системы электронного обучения также позволяют автоматизировать и, как результат, упростить процесс оценки знаний [17].
Информационные и коммуникационные технологии могут улучшить преподавание, но хорошие технологии не могут компенсировать плохое преподавание. Использование технологий само по себе не гарантирует лучших результатов обучения, но может даже ухудшить успеваемость учащихся. Этот очевидный факт известен давно. Разработка компьютерной учебной системы должна основываться на контенте конкретных исследований обучения и понимания и педагогической модели учащегося, и учебного процесса. При разработке компьютерных учебных и обучающих сред следует учитывать реальные дидактические задачи. Нужно тщательно подумать, чему учить и как учить.
Проект MetaMath может помочь вузам решить эти проблемы. Международный проект «Современные образовательные технологии при разработке учебного плана математических дисциплин инженерного образования России» (MetaMath) [5] стартовал 01.12.2013 года и продолжался в течение трех лет. Целью проекта было выявление путей решения проблем современной математической подготовки высшего инженерного образования России. Проект MetaMath был направлен на то, чтобы помочь российским университетам решить проблемы высшего образования, связанные с переходом на новые образовательные стандарты. Анализ современного состояния образовательного процесса, выполненный в рамках проекта, предполагал сравнение российской системы инженерного образования с системой европейских партнеров. Был проанализирован опыт Технологического университета Тампере (г. Тампере, Финляндия), Университета земли Саар (г. Саарбрюккен, Германия), Первого Лионского университета им. Клода Бернара (г. Лион, Франция), Технического университета Хемница (г. Хемниц, Германия).
Математическое обучение для инженеров в европейских университетах опирается на стандарт 8ББ1 - Европейского общества инженерного образования. Если сравнить российские федеральные стандарты и стандарт 8ББ1, можно отметить, что российские компетенции математической подготовки (например, «способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный
математический аппарат и основные законы науки») соответствуют системе общих компетенций SEFI, которые требуют формирования способности:
- математического мышления;
- математического обоснования решения;
- постановки и решения математических задач;
- математического моделирования;
- представления математических структур;
- использования математических символов и формализма;
- общения с помощью и о математике;
- использования средств и инструментов математики.
Кроме того, стандарт SEFI содержит набор профессиональных компетенций (результатов обучения), которые раскрывают содержание математической подготовки инженера.
Используя компетенции SEFI, несложно разработать карты для российских математических компетенций. Далее, используя электронные пакеты Math Bridge, Moodle и другие электронные системы [15, 16], можно разработать полезные инструменты для формирования компетенций, в частности, для создания электронного управляемого курса.
Таким образом, результаты проекта MetaMath очень полезны для российских университетов в условиях федеральных государственных образовательных стандартов.
Заключение
В статье рассматриваются проблемы инженерного образования в России в части разработки образовательных программ и создания фондов оценочных средств. Эти проблемы проанализированы в ходе участия в различных отечественных и международных проектах. Целью этих проектов является модернизация российской системы образования в соответствии с международными тенденциями, передовой практикой европейских университетов и учетом культурных и образовательных традиций России, а также потребностей бизнеса и промышленности в части учета профессиональных стандартов при разработке основных образовательных программ.
В статье анализируется опыт модернизации образовательных программ высшего образования с учетом профессиональных стандартов. В настоящее время полученные результаты апробации методологии показали, что выбранные методы модернизации являются эффективным инструментом решения заданных математических задач в инженерном образовании в российских университетах, и, следовательно, студенты станут более адекватно соответствовать потребностям рынка труда.
Литература
1. Петрова И.Ю., Зарипова В.М., Ишкина Е.Г., Маликов А.В., Варфоломеев В.А., Захарова И.В., Кузенков О.А., Курмышев Н.В., Милицкая С.К. Ключевые ориентиры для разработки и реализации образовательных программ в предметной области «Информационно-коммуникационные технологии». Бильбао. 2013. 87 с.
2. Кузенков О.А. Опыт реализации требований образовательных и профессиональных стандартов в области ИКТ в Российском образовании / И.В. Захарова, О.А. Кузенков // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2016. Т.12. № 3-1. С. 17-31.
3. Дудаков С.М. О разработке примерного учебного плана по УГНС «Компьютерные и информационные науки» в соответствии с профессиональными стандартами /И.В. Захарова, С.М. Дудаков, А.В. Язенин // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Педагогика и психология. 2016. № 2. С. 84-100.
4. Дудаков С.М. О разработке магистерской программы по УГНС «Компьютерные и информационные науки» в соответствии с профессиональными стандартами /И.В. Захарова, С.М. Дудаков, А.В. Язенин// Вестник Тверского государственного университета. Серия: Педагогика и психология. 2016. № 3. С. 114-126.
5. Кузенков О.А., Рябова Е.А., Бирюков Р.С., Кузенкова Г.В. Модернизация программ математических дисциплин ННГУ им. Н.И. Лобачевского в рамках проекта MetaMath // Нижегородское образование. 2016. № 1. С.4-10.
6. Гергель В.П., Гугина Е.В., Кузенков О.А. Разработка образовательного стандарта Нижегородского госуниверситета по направлению «Фундаментальная информатика и информационные технологии» // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2010. Т.1. № 6. С. 51-60.
7. Захарова И.В., Дудаков С.М., Язенин А.В., Солдатенко И.С. О методических аспектах разработки примерных образовательных программ высшего образования // Образовательные технологии и общество. 2015. Т. 18. № 3. C. 330-354.
8. Солдатенко И.С. Проектирование образовательных программ в области ИКТ с четом профессиональных стандартов/ И.С. Солдатенко, С.М. Дудаков, И.В. Захарова// Инженерное образование. 2017. № 21. С 140-144.
9. Язенин А.В. О некоторых тенденциях современного математического образования на примере анализа ГОС ВПО, ФГОС ВПО и ФГОС ВО по направлению подготовки «Прикладная математика и информатика» /И.В. Захарова, А.В. Язенин// Образовательные технологии и общество. 2015. Т. 18. № 4. C. 629-640.
10. Soldatenko I.S., Balandin D.V., Kuzenkov O.A., Zakharova I.V., Biryukov R.S., Kuzenkova G.V., Yazenin A.V., Novikova S.V. Modernization of math-related courses in engineering education in Russia based on best practices in European and Russian universities. В книге: 44th Annual Conference of the European Society for Engineering Education - Engineering Education on Top of the World: Industry-University Cooperation, SEFI 2016 44, Engineering Education on Top of the World: Industry-University Cooperation. 2016. С. 131.
11. Zakharova I.V., Kuzenkov O.A., Soldatenko I.S., Yazenin A.V., Novikova S.V., Medvedeva S.N., Chukhnov A.S.Using SEFI framework for vodernization of requirements system for mathematical education in Russia. В книге: 44th Annual Conference of the European Society for Engineering Education - Engineering Education on Top of the World: Industry-University Cooperation, SEFI 2016 44, Engineering Education on Top of the World: Industry-University Cooperation. 2016. С. 164.
12. Новикова С.В., Снегуренко А.П. К вопросу создания мультиязычных электронных обучающих курсов // Международный электронный журнал «Образовательные технологии и общество (EducationalTechnology&Society)». 2016. Т. 19. № 4. С. 429-439.
13. Сыромясов А.О. Применение балльно-рейтинговой системы в вузе (на примере дисциплин математического цикла) // Интеграция образования. 2013. № 2 (71). С. 15-21
14. Новикова С.В. Преимущества компьютерных тренажёров при изучении вычислительных методов // Международный электронный журнал «Образовательные технологии и общество (Educational Technology&Society)» -2015. - V.18. -№2. - C.478-488. - ISSN 1436-4522. URL: http://grouper.ieee.org/groups/ifets/russian/depository/v18_i2/pdf/6.pdf
15. Новикова С.В., Валитова Н.Л., Кремлева Э.Ш. Особенности создания учебных объектов в интеллектуальной системе обучения математике Math-Bridge. // Международный электронный журнал «Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society)» -2016. -V.19. -№3. -C.451-462. ISSN 14364522. http://grouper.ieee.org/groups/ifets/russian/depository/v19_i3/pdf/
16. Новикова С.В. Проблемы интеграции практико-лабораторных модулей в дистанционный обучающий комплекс среды Learning Space // Международный электронный журнал «Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society)». 2014. -V.17. -№4. -C.543-554. ISSN 1436-4522.
17. Захарова И.В., Дудаков С.М. Мониторинг сформированности математических компетенций у студентов IT-специальностей // Инженерное образование. 2017. № 21. С. 90-95.
