Дидактические основы перехода высшей школы

на двухуровневую систему обучения по направлению

«Информационные системы»

 

Л.М.Шарнин,

зав. кафедрой автоматизированные системы обработки информации и управления, Казанский государственный технический университет им.А.Н. Туполева,

профессор, д.т.н., ул. К. Маркса,10, г. Казань, 420111, (843) 231-00-28

 sharnin@asu.kstu-kai.ru

 

В.А. Суздальцев,

доцент, кафедра автоматизированные системы обработки информации и управления, Казанский государственный технический университет им.А.Н. Туполева,

 ул. К. Маркса,10, г. Казань, 420111, (843) 231-00-28

sva@asu.kstu-kai.ru

 

 

АННОТАЦИЯ

При разработке двухуровневых систем обучения высшего профессионального образования необходимо выделять различные дидактические аспекты, обеспечивающих целостность и оптимальность подготовки школа-вуз-предприятие. Особое внимание уделяется разработке и использованию учебно-методических комплексов в учебном процессе бакалавров (магистров) на основе мультимедиа технологий.

For designing two-tier high professional educational approach must be various aspects, for ensuring the integrity and optimization of preparing systems (school, university, organization) particular attention paid to the development and uses teaching facilities in the educational process of bachelors (master of science) based on multimedia technology.

 

 

Ключевые слова

информационное общество, информационные системы, мультимедиа технологии, учебно-методические комплексы, бакалавр, магистр;

Information society, information systems, multimedia technology, teaching facilities, bachelor, master of science.

 

 

Введение

                Для современного общества информационная индустрия имеющая научное и прикладное значения становится важнейшим экономическим фактором. Информационные технологии представляют широкие возможности для извлечения, формализации, моделирования, систематизации, интеграции, транспортировки, обработки и применения информации и знаний. Ключевая роль в становлении информационного общества отводится системе высшего профессионального образования, обеспечивающей подготовку высококвалифицированных специалистов, отвечающих современным требованиям. Переход университетского образования в соответствии с Болонским процессом на двухуровневую систему (бакалавр, магистр) предусматривает изменение содержания, форм и методов обучения. На кафедре АСОИУ в рамках инновационного образовательного проекта ведутся исследования по созданию методологических подходов обучения бакалавров  и магистров на основе учебно-методических комплексов с использованием мультимедиа технологий.

 

Учебный план – основа дидактической модели обучения.

 

                Зарубежный опыт подготовки специалистов по информационным технологиям отражен в стандарте Computing Curricula (учебный план по компьютерным технологиям). Стандарт содержит шесть томов: обзорный том Computing Curricula 2005: Overview Report и пять томов посвященных подготовке специалистов по соответствующим направлениям.

В томе Computing Curricula 2005: Overview Report приведен обзор всего проекта Computing Curricula, его история, обсуждено понятие computing, указаны принципы разработки стандартов учебных планов.

В стандарте выделены пять направлений подготовки специалистов: Computer Engineering («Компьютерная инженерия»), Computer Science («Компьютерные науки»), Information Systems («Информационные системы»), Information Technology («Информационные технологии»), Software Engineering («Программная инженерия»).

Направление «Информационные системы» соответствует по этой классификации направлению Information Systems («Информационные системы»). При этом учитываются также рекомендации стандарта Computer Science («Компьютерные науки») как базового для всех остальных направлений.

Для каждого из указанных направлений указаны минимальный и максимальный вес различных областей знаний с точки зрения необходимости их включения в учебный план. Результаты получены путем опроса большого числа авторитетных специалистов, поэтому достаточно точно отражают необходимость тех или иных знаний для студентов выбравших одно из этих направлений. Эти данные могут быть использованы для выбора дисциплин включаемых в учебный план и определения их содержания.

Более детально области знаний, соответствующие направлениям Information Systems и Computer Science, описаны в стандартах Computing Curricula 2002: Information Systems (IS2002) и Computing Curricula 2001: Computer Science (CS2001)[1]. Там же приведены рекомендации по выбору обязательных для изучения дисциплин и их содержанию и разработке учебных планов подготовки бакалавров.

Учебные планы подготовки магистров по программам 230200.68-12 «Технология управления знаниями» и 230200.68-24 «Технология разработки ИС»должен учитывать базовую подготовку, полученную студентами в рамках обучения по учебному плану бакалавров по направлению 230200.62 «Информационные системы»[2]. В настоящее время в КГТУ им. А.Н.Туполева разработан инновационный учебный план по данному направлению, который максимально полно (в рамках ГОС) учитывает рекомендации стандарта Computing Curricula.

                В ГОС по направлению 230200 «Информационные системы» определены:

- нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки магистров,

- должности, определенные в соответствии с требованиями «Квалификационного справочника должностей руководителей, специалистов и других служащих»,

- области профессиональной деятельности (в общей форме),

- объекты профессиональной деятельности (в общей форме),

- виды профессиональной деятельности (в общей форме),

- обобщенные задачи профессиональной деятельности,

- квалификационные требования (общего характера),

- направления дальнейшего образования (научные специальности),

- аннотированные магистерские программы (основное содержание программ подготовки),

- общие требования к основной образовательной программе подготовки магистра,

- требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки магистра,

- требования к разработке и условиям реализации основной образовательной программы подготовки магистра,

- требования к уровню подготовки магистра.

ГОС являются основными нормативными документами при разработке учебного плана подготовки магистра по программе 230200 «Информационные системы».

Согласно ГОС основная образовательная программа подготовки магистра должна иметь следующую структуру:

·         в соответствии с программой подготовки бакалавра:

цикл ГСЭ – «Общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины»;

цикл ЕН – «Общие математические и естественнонаучные дисциплины»;

цикл ОПД – «Общепрофессиональные дисциплины направления»;

цикл ФТД – Факультативные дисциплины;

цикл СД – Специальные дисциплины;

ИГА – итоговая государственная аттестация бакалавра;

·          в соответствии с программой специализированной подготовки:

цикл ДНМ - дисциплины направления специализированной подготовки;

цикл СДМ - специальные дисциплины магистерской подготовки;

РМ - выпускная квалификационная работа (диссертация) магистранта;

ИГАМ - итоговая государственная аттестация магистранта.

Составляющая учебного плана подготовки магистра, содержащая циклы ГСЭ, ЕН, ОПД, ФТД, СД и ИГА, соответствует учебному плану подготовки бакалавров по направлению 230200 «Информационные системы» и поэтому рассматриваться не будут.

Ряд дисциплин цикла ДНМ регламентируется ГОС:

- ДНМ.Ф.01 – «Современные проблемы информатики и вычислительной техники»,

- ДНМ.Ф.02 – «История и методология информатики и вычислительной техники»,

- ДНМ.Ф.03 – «Компьютерные технологии в науке и образовании».

Поэтому дисциплины, соответствующие им согласно решениям Министерства образования и науки, включены в учебный план по программе подготовки магистра.

Кроме того, при разработке учебного плана необходимо учитывать изменения, внесенные в ГОС приказом Минобрнауки РФ № 62 от 22.03.06. Изменения были внесены в целях обеспечения академической свободы вузов при формировании программ высшего профессионального образования специализированной подготовки магистра, в том числе междисциплинарных и практикоориентированных программ, как вида программ, направленных на формирование высококвалифицированных специалистов, подготовленных к различным видам инновационной деятельности, требующей углубленной фундаментальной и специальной подготовки.

Аннотированная магистерская программа 230200.68-12 «Технология управления знаниями»  содержит перечень основных областей знания, которые должен освоить магистрант. В соответствии с этим в учебный план подготовки магистров введены следующие дисциплины:

·         «Мультиагентные  интеллектуальные информационные системы»,

·         «Представление информации в геоинформационных системах»,

·         «Человеко-машинное взаимодействие в системах, основанных на знаниях»,

·         «Представление нечетких и неточных знаний»,

·         «Интеллектуальные информационно-управляющие системы».

Содержание указанных дисциплин приведено ниже в аннотированном перечне.

                Для выпускника по данной магистерской программе можно рекомендовать заниматься видами деятельности, определенными в стандартах на профессии «Специалист по информационным системам» и «Исследователь в сфере информационных технологий».

Согласно указанным профессиональным стандартам выпускник с квалификацией магистр должен выполнять в основном организационно-управленческую и аналитическую деятельность. Специалист по информационным системам осуществляет планирование, руководство и координацию различных видов деятельности в сфере создания и эксплуатации бизнес-приложений, а также руководит группой программистов и осуществляет консультационную деятельность. Исследователь в сфере информационных технологий проводит фундаментальные и прикладные исследования в области вычислительной техники и информатики, осуществляя научно-исследовательскую, опытно-конструкторскую, научно-педагогическую, консультационную или изобретательскую деятельность.

Квалификационные требования по профессиям «Специалист по информационным системам» и «Исследователь в сфере информационных технологий» изложены в методических указаниях по модернизации и совершенствованию учебного плана и рабочей программы подготовки магистров по программе 12 «Технология управления знаниями» направления 230200 «Информационные системы».

 В соответствии с этим в учебный план подготовки магистра по программе  230200.68-12 «Технология управления знаниями»  введены следующие дисциплины:

·         «Технология управления знаниями»,

·         «Системы представления знаний».

 

Соответствие дисциплин разработанного инновационного учебного плана и процессов ISO 12207 представлено закрашенными клетками в следующей таблице.

Коды дисциплин

Процессы по стандарту ISO 12207

основные

вспомогательные

организационные

заказ

поставка

разработка

эксплуатация

сопровождение

документирование

управление конфигурацией

обеспечение качества

верификация

аттестация

совместный анализ

аудит

решение проблем

управление

создание инфрастуктуры

усовершенствование

обучение

ДНМ.Ф.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНМ.Ф.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНМ.Ф.03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНМ.Р.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНМ.Р.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНМ.В.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДНМ.В.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СДМ.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СДМ.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СДМ.03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СДМ.В.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СДМ.В.02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СДМ.В.03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учебно-методические комплексы  - современный дидактический подход к изучению дисциплин по направлению «Информационные системы»

 

                Учебно-методические комплексы (УМК) представляют механизм практической реализации инновационного подхода в обучении. УМК обеспечивает систематизацию учебного материала, с последовательным его изложением, а использование мультимедиа технологии повышает наглядность и уровень восприятия учебного материала.

                В состав УМК входят:

·         рабочая учебная программа;

·         конспект лекций;

·         компьютерная презентация курса лекций;

·         методические указания к лабораторным работам;

·         компьютерная презентация к методическим указаниям по лабораторным работам;

·         учебное пособие по дисциплине;

·         методические указания по самостоятельной работе;

·         тестовые задания: на промежуточные и итоговые аттестации;

·         экзаменационные билеты или вопросы на зачеты.

 

Содержание соответствующего материала отражает специфику изучаемой дисциплины.

На кафедре АСОИУ КГТУ им.А.Н. Туполева в рамках инновационного образовательного проекта разработаны учебно-методические комплексы по следующим дисциплинам:

1.        «Информатика для школьников»;

2.        «Заочная школа юных программистов»;

3.        «Программирование и структура данных»;

4.        «Объектно-ориентированное программирование»;

5.        «Моделирование систем»;

6.        «Теория информационных процессов и систем»;

7.        «Теория информации»;

8.        «Базы данных»;

9.        «Системы реального времени»;

10.      «Системы мультимедиа и компьютерной графики»;

11.      «Web-технологии»;

12.      «Технология разработки информационных систем (ИС)»;

13.      «Системы представления знаний в ИС»;

14.      «Системы электронного бизнеса»;

15.      «Периферийные устройства»;

16.      «Геоинформационные системы»;

17.      «Автоматизированные информационно-управляющие системы»;

18.      «Корпоративные информационные системы»;

19.      «Инструментальные средства ИС»;

20.      «Технология программирования и платформа Java»;

21.      «Технология программирования и платформа Net»;

22.      «Системное программное обеспечение»;

23.      «Сети ЭВМ и телекоммуникации».

 

Организация научно-исследовательской работы

 

Научно-исследовательская подготовка  магистров включает: научно-исследовательскую работу в семестре, научно-исследовательскую практику,  научно-педагогическую практику, подготовку магистерской диссертации и осуществляется на базе научных школ, направлений, научно-исследовательских лабораторий.

Для обеспечения научно-исследовательской работы студентов необходимо организовать доступ к источникам информации, рабочие места для выполнения и оформления исследовательских работ, участие в научных конференциях и семинарах по тематике проводимых исследований и опубликование результатов в научно-технических изданиях.

Источниками информации для проведения научно-исследовательской работы могут выступать патентные и литературные источники (монографии, научные сборники, научные статьи, тезисы докладов и материалы конференций, учебники и учебные пособия и т.д.), авторефераты и диссертации на соискание ученых степеней, научно-технические отчеты и т.д. Поэтому необходимо при организации научно-исследовательской работы установить порядок приобретения литературных источников, доступ в центральные и научно-технические библиотеки, в том числе ведущих научно-исследовательских предприятий и высших учебных заведений, и к Интернет-ресурсам по тематике проводимых исследований.

Рабочие места для выполнения и оформления исследовательских работ должны базироваться на программно-аппаратном обеспечении современных персональных компьютеров с обязательным подключением к Интернету. Программные средства должны включать операционную систему Windows 2000/XP/Vista, Microsoft Visual Studio, клиентское и серверное программное обеспечение распределенных информационных систем, средства Web-программирования, CASE-средства проектирования информационных систем, офисные средства. Кроме того, необходимо определить порядок обновления, дополнения и замены программно-аппаратных средств рабочего места.

Участие в научных конференциях и семинарах и опубликование статей в научно-технических изданиях подразумевает осмысление и оформление промежуточных и окончательных результатов исследований и являются важными этапами в подготовке магистерской диссертации.

Студентам, обучающимся по программе подготовки магистров 230200 «Информационные системы» на кафедре «Автоматизированных систем обработки информации и управления» Казанского государственного технического университета имени А.Н. Туполева, рекомендуется ежегодное участие в международной молодежной научной конференции «Туполевские чтения», опубликование научной статьи в журнале «Вестник КГТУ» и участие в открытом конкурсе на лучшую студенческую научную работу по естественным, техническим и гуманитарным наукам в высших учебных заведениях Российской Федерации.

Важнейшим элементом в подготовке магистров является педагогическая и научно-исследовательская практика.

 

В ГОС определено, что педагогическая практика студентов имеет целью приобретение практических навыков проведения учебных занятий. Практика проводится на выпускающих кафедрах высшего учебного заведения. Руководство педагогической практикой возлагается на научного руководителя магистранта. Во время педагогической практики студент должен

изучить:

– государственный образовательный стандарт и рабочий учебный план по одной из основных образовательных программ;

– учебно-методическую литературу, лабораторное и программное обеспечение по рекомендованным дисциплинам учебного плана;

– организационные формы и методы обучения в высшем учебном заведении;

освоить:

– проведение практических и лабораторных занятий со студентами по рекомендованным темам учебных дисциплин;

– проведение пробных лекций в студенческих аудиториях под контролем преподавателя по темам, связанным с научно-исследовательской работой магистранта.

Согласно ГОС научно-исследовательская практика имеет своей целью систематизацию, расширение и закрепление профессиональных знаний, формирование у студентов навыков ведения самостоятельной научной работы, исследования и экспериментирования. Во время научно-исследовательской практики студент должен

изучить:

– патентные и литературные источники по разрабатываемой теме с целью их использования при выполнении выпускной квалификационной работы;

– методы исследования и проведения экспериментальных работ;

– правила эксплуатации исследовательского оборудования;

– методы анализа и обработки экспериментальных данных;

– физические и математические модели процессов и явлений, относящихся к исследуемому объекту;

– информационные технологии в научных исследованиях, программные продукты, относящиеся к профессиональной сфере;

– принципы организации компьютерных сетей и телекоммуникационных систем;

– требования к оформлению научно-технической документации;

выполнить:

– анализ, систематизацию и обобщение научно-технической информации по теме исследований;

– теоретическое или экспериментальное исследование в рамках поставленных задач, включая математический (имитационный) эксперимент;

– анализ достоверности полученных результатов;

– сравнение результатов исследования объекта разработки с отечественными и зарубежными аналогами;

– анализ научной и практической значимости проводимых исследований, а также технико-экономической эффективности разработки.

Тема научно-исследовательской практики студента, обучающего по магистерской программе «Информационные системы» должна быть связана с исследованиями в областях, связанных с разработкой информационных систем, указанными в ГОС с учетом профессиональных стандартов «Специалист по информационным системам» и «Системный аналитик».

За время научно-исследовательской практики студент должен в окончательном виде сформулировать тему магистерской диссертации и обосновать целесообразность ее разработки.

 

Организации государственного экзамена и защиты магистерской диссертации.

 

Итоговые государственные экзамены по направлению 230200 «Информационные системы» проводятся по философии, иностранному языку и по специальности.

Государственный экзамен по специальности проводится по дисциплинам направления и специальным дисциплинам, предусмотренным учебным планом, в объёме соответствующих учебных программ.

Порядок проведения и программа государственного экзамена по направлению подготовки магистров «Информационные системы» определяются вузом на основании методических рекомендаций и соответствующих примерных программ, разработанных УМО вузов по университетскому политехническому образованию, на основании Положения об итоговой государственной аттестации выпускников высших учебных заведений, утвержденного Министерством образования и науки Российской Федерации, и на основании государственного образовательного стандарта.

Уровень требований, предъявляемых на итоговых государственных экзаменах (квалификационных испытаниях) в магистратуре, должен соответствовать уровню требований на вступительных экзаменах в аспирантуру или кандидатских экзаменах по непрофилирующим дисциплинам (философия и иностранный язык) для следующих научных специальностей:

05.13.05 Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления;

05.13.06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям);

05.13.11 Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей;

05.13.12 Системы автоматизации проектирования (по отраслям);

05.13.13 Телекоммуникационные системы и компьютерные сети;

05.13.15 Вычислительные машины и системы;

05.13.17 Теоретические основы информатики;

05.13.18 Математическое моделирование, численные методы и комплексы;

05.13.19 Методы и системы защиты информации, информационная безопасность.

Программа государственного экзамена по специальности должна строиться на базе интеграции междисциплинарных знаний, определяющих целостные требованию к уровню теоретической и практической подготовки выпускника, составляющей основу его профессиональной деятельности, профессионального мышления и кругозора и умения самостоятельно принимать правильные решения.

 

Подготовка магистерской диссертации по направлению 230200 – «Информационные системы» является заключительным этапом двухлетнего специализированного обучения, ориентированного на организационно-управленческую, аналитическую и научно-исследовательскую деятельность в области, связанной с методами и средствами разработки информационных систем. Согласно профессиональным стандартам магистерская диссертация должна отражать способность выполнять должностные инструкции четвертого и пятого квалификационных уровней. Таким образом, магистерская диссертация должна являться квалификационной работой, отражающей знания, умения и навыки выпускника по решению научно-практических задач, связанных с его профессиональной деятельностью.

Защита магистерской диссертации осуществляется не менее чем через месяц после проведения итогового государственного экзамена. К защите допускаются студенты, успешно сдавшие государственный экзамен.

Защита магистерской диссертации проводится перед комиссией, состав которой утвержден установленным в ВУЗе порядком на основании положений Министерства образования и науки Российской Федерации.

Защита проводится в следующем порядке:

- доклад магистранта с привлечением средств иллюстрации материалов;

- ответы магистранта на вопросы членов комиссии;

- выступление научного руководителя магистранта или зачитывание его отзыва на магистерскую диссертацию;

- выступление рецензента или зачитывание его отзыва на магистерскую диссертацию;

- обсуждение результатов исследований, отраженных в магистерской диссертации;

- вынесение оценки;

- доведение оценки до магистранта.

С учётом мнений научного руководителя, руководителя магистерской программой и заведующего выпускающей кафедрой, успеваемости за время обучения и мнения членов государственной аттестационной комиссии (ГАК) может быть принято решение о рекомендации студента к поступлению в аспирантуру.

 

Выводы: 

                Таким образом, интегрированный подход к разработке учебного плана с использованием учебно-методических комплексов на базе мультимедиа технологий целостная организация практик, гос. экзамена и защит магистерских диссертаций образует качественно новую модель подготовки специалистов с высшим образованием.

 

Литература

1. Рекомендации по преподаванию информатики в университетах:

Под редакцией Павлова, перевод с английского. – СПб: Санкт-Петербургский государственный университет, 2002. – 372с.

2. Советов Б.Я., Цехоновский В.В. «Информационные технологии: учебник для вуза» - М.: Высшая школа, 2005г.-263с.