Переоценка статуса ИТ в обществе вызвала необходимость предложить наконец-то систематизированный подход к переопределению содержания раздела «Информатика» для различных образовательных направлений и специальностей в новом поколении стандартов.

Такой раздел имеется практически в любой программе обучения, однако, все они разрабатывались самостийно, без какой-либо идеи. Благодаря стремительному развитию ИТ, ее ведущей роли в научно-техническом прогрессе, в преображении жизни общества, произошла переоценка статуса данной области и в системе образования [1].

  • ИТ — обширная и актуальная сфера научно-производственной деятельности — в университетском образовании завоевали позиции самостоятельного, динамично развивающегося образовательного направления (часто обозначаемого за рубежом словом Computing), целью которого является подготовка профессиональных кадров для научной и производственной сфер самой области ИТ.
  • ИТ нашли свое отражение в образовании как дисциплина, имеющая фундаментальное значение для подготовки кадров по любым образовательным направлениям и специальностям, выполняя в современном образовании роль базовой дисциплины, такой же как, например, математика для естественнонаучных направлений обучения.

В этой связи в стандарты образовательных программ высшего образования независимо от специальности или направления вводится раздел «Информатика», предназначенный для обучения основам ИТ, а также навыкам и умениям по использованию технологий, наиболее применимых для конкретной специализации. Рассмотрим подход к ИТ-образованию, осуществляемому в рамках основных образовательных программ непрофильных направлений и специальностей, например, программ подготовки химиков, инженеров, военных, работников сельского хозяйства, и др.

Естественно, что основных образовательных программ великое множество (см. например, www.informika.ru) и очевидно, что для разных специализаций требования к подготовке по ИТ могут существенно различаться. Так, например, раздел «Информатика» образовательной программы подготовки инженеров по эксплуатации компьютерных систем и сетей или инженеров по САПР будет существенно отличаться от такого же раздела программы подготовки медиков или журналистов, причем, как по объему часов, так по содержанию. Может показаться, что при таком разнообразии специализаций и соответствующих им требований к ИТ-образованию, вряд ли будет уместен какой-либо целостный систематический подход к разработке содержания раздела «Информатика» (требований к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы в части раздела «Информатика») для всего множества основных образовательных программ. Тем не менее, попробуем привнести некоторую систематизацию в этот вопрос.

Во-первых, представляется возможным классифицировать все множество стандартов образовательных программ по объему часов, отводимых для раздела «Информатика» (как бы, по уровню образованности в области ИТ). Несколько идеализируя ситуацию, можно определить следующие три уровня образовательных программ по уровню ИТ-образованности: с объемом 400 часов; с объемом 300 часов; с объемом 200 часов. Напомним, что сегодня в системе образования действуют так называемые стандарты второго поколения, большинство из которых были введены в действие, начиная с 2000 года, после осуществления Министерством образования РФ программы работ по обновлению образовательных стандартов.

Материал раздела «Информатика» логично было бы структурировать на следующие части: основы ИТ; практикум; вузовский компонент.

Содержание первого раздела разработать несложно, особенно учитывая, что ИТ (Computing) как научно-образовательная дисциплина уже сформировались и для нее разработан согласованный на международном уровне объем базовых знаний — СС2001 [2]. Содержание данной части следовало бы формировать из наиболее подходящих для конкретных целей обучения модулей ядра СС2001.

Для двух других частей раздела «Информатика» какой-либо систематический подход сейчас предложить затруднительно ввиду существенной зависимости их содержания как от специфики требований к ИТ-образованию со стороны конкретных специализаций, так и разнообразия сложившихся в вузах традиций в преподавании программирования. Заметим, что часто под вузовской информатикой все еще понимается обучение программированию на конкретных языках, а не систематическое изучение пространства ИТ, с их законами развития. Поэтому, как это ни показалось бы неправильным, но сегодня обучение программированию на конкретном языке (языках) программирования следовало бы отнести и к вузовскому компоненту. Это объясняется тем, что учебными целями в данном случае является обучение основам и методам программирования для написания специалистом программ для собственных нужд, а не обучение методам и средствам промышленного создания ИТ-продуктов, как это имеет место при подготовке ИТ-профессионалов. Поэтому выбор базового языка и подходов к обучению программированию здесь не столь критичен. Обучение программированию, включая поддерживающие практикумы, а также практикумы по освоению различных продуктов ИТ, на данном этапе можно отнести к одному разделу, в качестве которого выберем именно вузовский компонент, ввиду его значительной зависимости от конкретной учебной практики и слабой формальной регламентированности. Таким образом, материал раздела «Информатика» в дальнейшем будем подразделять на две части: основы ИТ и вузовский компонент.

Важной составляющей ИТ-образования является обучение практическому использованию наиболее актуальных технологий для конкретной специализации, что мы уже отнесли к вузовскому компоненту, который должен быть поэтому достаточно емким, хотя очевидно, что количества часов для практических занятий по ИТ всегда будет недостаточно. Остается надеяться, что вузы смогут расширить экспертизу своих студентов в области ИТ, введя использование ИТ в практические занятия по другим дисциплинам, а студенты будут искать возможность расширить свои познания и умения в области ИТ, посещая, например, программы дополнительного образования.

Принципы формирования раздела «Информатика» для образовательных программ

Принцип 1. Целесообразным представляется уточнение названия раздела «Информатика», заменой его на «Информатика (Информационные технологии)» или «Информационные технологии».

Термин «информатика» используется на протяжении последних трех десятилетий (в основном в нашей стране) для ссылки на область, включающую как научные аспекты теории информации, так и прикладные направления, связанные с передачей и обработкой (в широком смысле) информации посредством использования ЭВМ. Данный термин не вполне удачен для применения в образовательных стандартах ввиду того, что он не имеет конкретного определения и за ним не стоит конкретная научная область или образовательная дисциплина с общепринятым объемом знаний — информатика как конкретная научная область не сложилась. Как правило, вместе с данным термином желательно использовать уточнение этого понятия, например, биоинформатика, экономическая информатика, квантовая информатика и пр.

В середине 80-х годов мировым сообществом было признано становление новой интегральной научно-прикладной области «Информационные технологии», что нашло свое отражение, в частности, в деятельности и документах международных организаций ISO, IEC, ITU [1]. В начале 90-х в мире сложилось научно-образовательное направление Computing (также используется термин «Информационные технологии»), как образовательная университетская дисциплина, ориентированная на подготовку специалистов для области ИТ, а международные организации IEEE и ACM разработали рекомендации для базового образования по данному направлению Computing Curricular 2001 [2]. В этом документе определены структура и содержание рекомендуемого для международной образовательной системы объема знаний для подготовки бакалавров ИТ, в частности, выделено ядро базовых знаний, по существу определяющее требования к минимальному объему знаний для подготовки бакалавров по различным направлениям ИТ. В 2002 году приказом по Министерству образования РФ № 4175 от 29.11.2002 создано новое направление подготовки бакалавров и магистров 511900 «Информационные технологии», разработанное, в частности с учетом рекомендаций СС2001 [3].

В связи с этим, при разработке образовательных стандартов для специальностей и направлений, не являющихся профильными по отношению к ИТ, целесообразно содержание раздела «Информатика» ассоциировать с научно-прикладной дисциплиной «Информационные технологии».

Принцип 2. Требования к минимальному объему знаний по разделу «Информатика (Информационные технологии)» для непрофильных направлений и специальностей следует формировать из модулей ядра документа СС2001.

Целесообразность формирования содержания (в части «основы ИТ») данного раздела из модулей ядра обусловлена тем, что объем знаний дисциплины ИТ (Computing) и ее минимально необходимая часть определены и гармонизированы на международном уровне, а также представлены в технологичном для учебных процессов виде. Для отечественной системы высшего образования это эквивалентно формированию данных требований на основе объема знаний раздела общепрофессиональных дисциплин направления 511900 «Информационные технологии».

Принцип 3. Требования к минимальному объему знаний для части основы ИТ раздела «Информатика (Информационные технологии)» из модулей ядра СС2001 следует формировать на основе следующих рекомендаций:

  • сократить набор базовых разделов или областей знаний, содержащих ядерные модули знаний, опустив те из них, которые в первую очередь предназначены для подготовки ИТ-профессионалов. В частности, разделы «Программная инженерия» и «Социально-этические аспекты ИТ» могут быть опущены;
  • сократить объем часов для разделов «Дискретные структуры» и «Алгоритмы и сложность», упростив также содержание отдельных модулей этих разделов;
  • объединить модули раздела «Алгоритмы и сложность» и раздела «Основы программирования» в общий раздел «Алгоритмы и основы программирования»;
  • раздел «Языки программирования» заменить соответствующим разделом вузовского компонента, предназначенным для изучения одного или большего числа практических языков программирования на основе сложившейся практики.

В итоге определяется следующий набор базовых разделов: дискретные структуры; алгоритмы и основы программирования; архитектура вычислительных систем; операционные системы; компьютерные сети; компьютерная графика; технологии баз данных; вузовский компонент.

Принцип 4. Обучение программированию на конкретном языке (языках) программирования вместе с поддерживающими практикумами, а также практикумами по освоению ИТ, необходимых для формирования профессионального профиля выпускника, целесообразно включить в вузовский компонент раздела «Информатика (Информационные технологии)».

Принцип 5. Для этапа экспериментальной отработки стандартов образовательных программ нового поколения объем регламентируемой стандартом учебной нагрузки для раздела «Информатика. (Информационные технологии)» должен составлять не менее 60% от общей учебной нагрузки для данного раздела. Т.е. по существу этот объем соответствует части «основы ИТ», а для оставшейся части дать возможность вузам использовать накопленный опыт, что особенно важно в переходной период.

По адресу www.it-edu.ru выложен для обсуждения вариант программы с примерным объемом знаний по ИТ для основных образовательных программ непрофильных специальностей и направлений, рассчитанный на 400 часов учебной нагрузки, а также приводятся варианты его модификации для учебной нагрузки в 300 и 200 часов.

Работа посвящается сетевому программисту и журналисту Сухомлину В.В., на протяжении ряда лет помогавшему автору в работе.

Литература
  1. В.А. Сухомлин, Введение в анализ информационных технологий. М.: «Горячая линия — Телеком», 2003.
  2. Computing Curricula 2001. Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
  3. Владимир Сухомлин, Программы дополнительного ИТ-образования. «Открытые системы», 2004, № 2.

Владимир Сухомлин (www.sukhomlin.ru) — профессор ВМК МГУ им. Ломоносова.

Итоговая модель минимального объема знаний по разделу Информатика (ИТ)

На уровне модульного представления названия или метки модулей знаний (например, ДМ, ОП, АР, и др.) совпадают с названиями, соответствующих модулей стандарта бакалавра ИТ (направления 511900)

1. Дискретные структуры

ДМ1: Функции, отношения, множества

ДМ2: Основы математической логики

ДМ4: Комбинаторика

ДМ5: Графы и деревья

ДМ6: Элементы теории вероятностей

Примечание: в случае реализации модулей данного раздела в составе математических дисциплин, освободившиеся часы могут использоваться по усмотрению вуза.

2. Алгоритмы и основы программирования

ОП1: Основные конструкции языков программирования

ОП2: Алгоритмы и процесс решения задачи

АЛ1: Основы анализа алгоритмов

ОП3: Объектно-ориентированное программирование

ОП4: Основные структуры данных

АЛ2: Стратегии алгоритмов

АЛ3: Основные алгоритмы обработки информации

ОП6: Событийно-управляемое и параллельное программирование

ОП7: Прикладные программные интерфейсы и их применение

3. Архитектура вычислительных систем

АР1: Цифровая логика и цифровые системы

АР2: Представление данных на машинном уровне

АР3: Машинная организация на ассемблерном уровне

АР4: Архитектура и организация систем памяти

АР5: Интерфейсы и связь

АР6: Функциональная организация

АР7: Параллельные и нетрадиционные архитектуры

4. Операционные системы

ОС1: Обзор операционных систем

ОС2: Принципы создания операционных систем

ОС3: Параллелизм

ОС4: Планирование и диспетчеризация

ОС5: Управление памятью

5. Компьютерные сети

КС1: Введение в сетевую обработку данных

КС2: Связь и компьютерные сети

КС3: Сетевая безопасность

КС4: Web как пример обработки с архитектурой клиент-сервер

6. Компьютерная графика

ГР1: Основы человеко-машинного взаимодействия

ГР2: Основные методы компьютерной графики

ГР3: Графические системы

ГР4: Интерактивная компьютерная графика

7. Технологии баз данных

БД1: Информационные системы

БД2: Системы управления базами данных

БД3: Модели данных.

8. Вузовский компонент