Разработка образовательного стандарта Нижегородского госуниверситета по направлению "Фундаментальная информатика и информационные технологии"

Разработка образовательного стандарта Нижегородского госуниверситета

по направлению «Фундаментальная информатика и информационные технологии»

В.П. Гергель, Е.В. Гугина, О.А. Кузенков

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского,

кыва 7@ше. ппоу. ги

В рамках реализации проекта национального исследовательского университета Нижегородскому государственному университету им. Н.И.Лобачевского было предоставлено право создания собственных образовательных стандартов. С 2010 года начата разработка первого стандарта Нижегородского госуниверситета по направлению «010300 Фундаментальная информатика и информационные технологии (ФИ-ИТ)» (степень бакалавр) в соответствии с требованиями Закона Российской Федерации «Об образовании» и Федерального закона «О высшем и послевузовском профессиональном образовании». За основу собственного стандарта был взят федеральный государственный образовательный стандарт по соответствующему направлению подготовки, введенный в действие Приказом Минобрнауки № 712 от 8 декабря 2009 г. [1]. Кроме этого учитывались международные и отечественные рекомендации бакалавров к подготовке бакалавров в области информационных технологий [2-4].

Основная цель собственного стандарта состоит в более полном учете потребностей регионального рынка труда, запросов работодателей, возможностей научного, кадрового потенциала и материально-технической базы Нижегородского госуниверситета. При этом создаваемый стандарт призван расширить и углубить круг требований, предъявляемых к выпускникам ННГУ по направлению ФИИТ.

В настоящее время в регионе существует ряд предприятий, которые являются основным местом работы для бакалавров указанного направления. В первую очередь к ним относятся академические институты: институт прикладной физики, институт физики микроструктур, институт металлорганической химии, институт химии высокочистых веществ Российской академии наук. Во-вторых, это крупнейшие научно-исследовательские институты и центры: ФГУП «НИИ измерительных систем им. Ю.Е. Седакова»; Всероссийский НИИ экспериментальной физики (Саров); ФГУП «Опытное конструкторское бюро машинострое-

ний им. И.И.Африкантова»; ФГУП Научно-производственное предприятие «Полет»; НИИ прикладной математики и кибернетики при ННГУ; Волго-Вятский центр новых информационных технологий и другие. В-третьих, это международные и отечественные IT-корпорации, имеющие представительства в Нижнем Новгороде, с которыми ННГУ осуществляет сотрудничество: Intel, Microsoft, Teleca (Telma), IBM, Т-платформы, а также предприятия малого и среднего бизнеса, осуществляющие разработку и использование систем информационных технологий и их программного обеспечения, продуктов и сервисов информационной инфраструктуры. Требования, предъявляемые этими предприятиями к подготовке выпускников, составили важнейшую часть создаваемого стандарта.

В ННГУ существуют все условия для углубленной подготовки бакалавров по направлению ФИИТ. Здесь сформировался научно -педагогический коллектив, обладающий высоким творческим потенциалом. Выполнение научных работ проводится в рамках научных коллективов и школ, получивших международное признание: «Теория колебаний и автоматического регулирования», «Динамика, механика, управление и математическое моделирование», «Модели и методы параллельных вычислений для многопроцессорных систем», «Модели и методы дискретной математики и математической кибернетики», «Динамические системы», «Оптимизация в САПР и АСУ», «Модели и методы обработки видеоинформации пространственно распределенных данных, распознавание образов, геоинформационные технологи», тематика которых соответствует профилям подготовки.

Создана необходимая учебно-материальная база, которая включает:

- высокопроизводительный вычислительный кластер Нижегородского университета, функционирующий в составе Суперкомпьютерного центра факультета ВМК, обладающий огромной вычислительной мощностью - 3 триллиона операций в секунду, входящий в десятку самых производительных вычислительных систем университетов России;

- центр компетенции, выполняющий работы по расширению применимости современных суперкомпьютерных вычислительных систем на основе технологий компании Microsoft для решения сложных вычислительно-трудоемких научно-технических и производственных проблем в организациях, предприятиях и компаниях образования, науки, индустрии и бизнеса Приволжского федерального округа. В составе Центра 10 мощных компьютеров на основе четырехядерных процессоров Intel Core 2 Quad, и два персональных мини-кластера с производительностью более 200 миллиардов операций в секунду;

- лабораторию «Информационные технологии» (ИТЛаб), созданн-ную при поддержке компании Intel. В составе ИТЛаб имеется класс ма-

шинной графики, класс высокопроизводительных вычислений, борудо-вание виртуальной реальности и стерео-видео-графики;

- лабораторию программного обеспечения мобильных средств связи (ТелмаЛаб), созданную при поддержке компании Teleca (Telma) и направленную на целевую дополнительную подготовку специалистов в области приложений моблильных средств связи;

- образовательный центр Microsoft IT Academy в ННГУ;

- образовательный центр Cisco Networking Academy в ННГУ. Кроме того, учебно-лабораторная база содержит:

12. Лабораторию общего вычислительного практикума;

13. Лабораторию «Динамика и оптимизация»;

14. Лабораторию «Моделирование и управление»

15. Лабораторию автоматизации научных исследований;

16. Терминал-класс геоинформатики;

17. Центр компьютерных технологий в обучении.

В основу создаваемого стандарта был также положен богатый опыт факультета ВМК ННГУ [5]: участие с 2002 года совместно с МГУ и СПбГУ в эксперименте по подготовке бакалавров информационных технологий, почти десятилетний опыт подготовки выпускников по направлению «Информационные технологии», участие в разработке нового поколения ФГОС ВПО по проекту ФПРО 2005 г.

Структура собственного образовательного стандарта в основных чертах повторяет структуру федерального государственного стандарта. Он состоит из следующих разделов:

I. Область применения

II. Используемые сокращения

III. Характеристика направления подготовки

IV. Характеристика профессиональной деятельности бакалавров

- область деятельности

- виды предприятий

- объекты деятельности

- виды деятельности

- задачи деятельности

V. Требования к результатам освоения образовательных программ бакалавриата

- общекультурные компетенции

- профессиональные компетенции

VI. Требования к структуре образовательных программ бакалавриата

- учебные циклы и разделы

- структура ООП

VII. Требования к условиям реализации основных образовательных программ бакалавриата

- условия разработки ООП

- права и обязанности обучающихся

- проведение учебной и производственной практик

- обеспеченность научно-педагогическими кадрами

- обеспеченность учебно-методической литературой

- финансирование реализации ООП

- обеспеченность материально-технической базы

VIII. Оценка качества освоения основных образовательных программ бакалавриата.

С учетом статуса стандарта область его применения формулируется следующим образом: «Настоящий образовательный стандарт представляет собой совокупность требований, обязательных при реализации в Нижегородском государственном университете в соответствии с лицензией на ведение образовательной деятельности основных образовательных программ (ООП) бакалавриата по направлению подготовки 010300 Фундаментальная информатика и информационные технологии».

В университетском стандарте отражено иное видение области профессиональной деятельности по сравнению с федеральным. В ФГОС область профессиональной деятельности формулируется в зависимости от видов деятельности - научной или прикладной и производственной. При этом в первом случае приводится перечень отдельных направлений, во втором - перечень должностей. Нетрудно заметить при этом условность разделения области по видам деятельности, например, «инженерия знаний и программного обеспечения», «мультимедиа- и веб-технологии», «системное администрирование» отнесены к направлениям научной деятельности, в то время как они еще в большей степени относятся к прикладной и производственной деятельности. Кроме этого, имеет место излишняя детализация отдельных направлений научной деятельности, например, «вычислительные технологии» и «супервычисления»; «технологии баз данных» и «электронные библиотеки»; отсутствуют упоминания важнейших направлений научной деятельности, например, есть «биоинформатика», но нет «геоинформатики»; есть «автоматизация научных исследований», но нет «систем автоматизированного проектирования»; нет «криптографии», «теории нейронных сетей», «информационно-телекоммуникационных систем», «экспертных систем» и т. п.; отсутствует возможность учета в этом перечне вновь появляющихся научных направлений. Описание области прикладной и про-

изводственной деятельности сводится к перечислению должностей, некоторые из которых не являются специфическими, например, «бизнес -аналитик», «аналитик бизнес-проектов», «менеджер проекта», «менеджер бизнеса», в то же время нет упоминания множества других должностей, которые могут занимать бакалавры, нет возможности учитывать вновь появляющиеся должности.

В стандарте ННГУ сделана попытка избежать излишней детализации в определении области профессиональной деятельности, но в то же время, дать ее четкие границы, сделав ее зависимой от области фундаментальной информатики:

«Областью профессиональной деятельности бакалавров является создание, использование, поддержка и развитие систем и процессов получения, обработки, хранения, преобразования и защиты информации на основе компьютерных технологий, а также их программного обеспечения

Эта область предполагает следующие направления деятельности:

- развитие и использование теории информации

- развитие и использование компьютерных наук

- создание, поддержка и эксплуатация информационных и информационно-телекоммуникационных систем

- разработка и использование программного обеспечения

- информационное и программное обеспечение конкретных предметных областей (биоинформатика, геоинформатика и т. п.)»

Такое понимание области профессиональной деятельности диктует пересмотр объектов профессиональной деятельности. В частности, здесь на первое место выходят «системы и процессы хранения, передачи и обработки информации».

Перечень компетенций бакалавра по ФГОС содержит ряд дублирований, например, ОК-9 и ОК-15; ПК-3, ПК-9, ПК-29; ПК-2, ПК-28 и другие. Здесь опять наблюдается излишняя детализация при отсутствии упоминания важнейших моментов компетентности бакалавра и невозможность учесть вновь появляющиеся требования. Поэтому формулировки компетенций в собственном образовательном стандарте были

пересмотрены с целью расширить и углубить круг требований, исключить неоправданное дублирование, избыточную детализацию, но при этом определить укрупненный перечень, сохраняющий свою актуальность и при возникновении новых сфер информационных технологий:

«Выпускник должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК):

• способность выстраивать и реализовывать траектории интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования (ОК-1);

• уважительно и бережно относиться к историческому наследию и культурным традициям, толерантно воспринимать социальные и культурные различия (ОК-2);

• понимать движущие силы и закономерности исторического процесса; роль насилия и ненасилия в истории, место человека в историческом процессе, политической организации общества (ОК-3);

• понимать и анализировать мировоззренческие, социально и лично-стно значимые философские проблемы (ОК-4);

• проявлять настойчивость в достижении цели с учетом моральных и правовых норм и обязанностей (ОК-5);

• владеть культурой мышления, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-6);

• знать основы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий и применения современных средств поражения, основные меры по ликвидации их последствий, способность к общей оценке условий безопасности жизнедеятельности (ОК-7);

• владеть одним из иностранных языков на уровне не ниже разговорного (ОК-8);

• владеть средствами самостоятельного, методически правильного использования методов физического воспитания и укрепления здоровья, быть готовым к достижению должного уровня физической подготовленности для обеспечения полноценной социальной и профессиональной деятельности (ОК-9);

• способность формировать суждения о значении и последствиях своей профессиональной деятельности с учетом социальных, профессиональных и этических позиций (ОК-10).

Выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями:

• способность понимать сущность информации и ее значение в развитии современного информационного общества, проводить оценку ее количества и смысла, оперировать с разными видами информации (ПК-1);

• способность понимать сущность информационных процессов, способы их реализации и анализа, владеть методами и средствами получения, хранения, переработки информации (ПК-2);

• способность к разработке, созданию, эксплуатации, поддержке и развитию информационных и информационно-телекоммуникационных систем разных уровней на основе компьютерных технологий (ПК-3);

• способность владеть методами защиты информации, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ПК-4);

• способность профессионально разрабатывать и использовать программное обеспечение для поддержки информационных систем и процессов, владеть современными инструментальными вычислительными средствами (ПК-5);

• способность осуществлять информационную и программную поддержку в конкретных предметных областях (ПК-6);

• способность в составе научно-исследовательского и производственного коллектива решать задачи профессиональной деятельности

• способность приобретать новые научные и профессиональные знания, используя современные образовательные и информационные технологии, осуществлять целенаправленный поиск информации о научных и технологических достижениях в сети Интернет и из других источников

• способность собирать, обрабатывать и интерпретировать данные современных научных исследований, необходимые для формирования выводов по соответствующим научным и профессиональным проблемам

• способность применять на практике международные и профессиональные стандарты информационных технологий, оценивать, разрабатывать и применять на практике процессы жизненного цикла информационных систем

• способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности основные законы естественнонаучных дисциплин и физические основе работы компьютерных сетей и способов кодирования и передачи информации для проектирования современных телекоммуникационных систем

• способность критически переосмысливать накопленный опыт, изменять при необходимости вид и характер своей профессиональной деятельности

• способность приобретать и использовать организационно -управленческие навыки в профессиональной и социальной деятельности

• способность составлять и контролировать план выполняемой работы, планировать необходимые для выполнения работы ресурсы, оценивать результаты собственной работы

• способность реализовывать процессы управления качеством производственной деятельности, связанной с созданием и использованием систем информационных технологий, осуществлять мониторинг и оценку качества процессов производственной деятельности (ПК-15);

• знание кодекса профессиональной этики и следование ему в жизни (ПК-16);

• способность осуществлять мониторинг за соответствием производственных процессов требованиям систем контроля окружающей среды и безопасности труда (ПК-17);

компетенции владения математическим аппаратом:

• способность понимать концепции и использовать на практике базовые математические дисциплины на уровне, приведенном в нижеследующей таблице 1 (ПК-18).

Таблица 1. Компетенции владения математическим аппаратом

Наименование предметной Уровень

области компетенции

Математический анализ I 3-4

Математический анализ II 3-4

Кратные интегралы и ряды 3-4

Алгебра и геометрия 3-4

Теория функций комплексной переменной 2-3

Функциональный анализ 2-3

Математическая логика и теория алгоритмов 4-5

Теория автоматов и формальных языков 4-5

Дифференциальные и разностные уравнения 3-4 Теория вероятностей и математическая статистика 3-4

Вычислительные методы 4-5

Методы оптимизации и исследование операций 4-5

Значения шкалы уровней владения компетенциями имеют следующий смысл:

0 - уровень отсутствия знаний;

1 - уровень ознакомления (понимание общих принципов вопроса);

2 - уровень технической грамотности (уверенное знание методических основ, понимание функциональных возможностей, областей применения);

3 - уровень понимания концепций/способности использования (понимание концепций и абстракций, способность использовать на практике);

4 - углубленные знания/применение в приложениях (детальное знание средств и решений);

5 - уровень эксперта.

Компетенции владения базовыми технологиями.

Выпускник должен обладать знанием теоретических и методических основ, пониманием функциональных возможностей базовых технологий на уровне, приведенном в следующей таблице 2

Таблица 2. Компетенции владения базовыми технологиями

Наименование базовых технологий Уровни

компетенций

Теория информации 2-3

Архитектура вычислительных систем 2-4

Теория языков программирования 3-5

Основы программирования 4-5

Алгоритмы и сложность 4-5

Численные методы 2-5

Объектно -ориентированное

и компонентно-базированное программирование 2-3

Разработка и принципы организации

операционных систем 3-5

Разработка и принципы сетевых технологий 2-4

Системное администрирование 2-3

Конфигурирование и использование

операционных систем 2-4

Теория баз данных 2-5

Приложения и использование баз данных 2-4

Проектирование информационных систем 2-3

Параллельные и распределенные вычисления 2-4

Поддержка средств мобильной связи 1-3

Моделирование биологических систем 1-3

Системы автоматизации проектирования 1-3

Системы искусственного интеллекта 2-4

Информационные системы в государственной деятельности,

муниципальной области, юриспруденции 1-3

Компьютерная графика и визуализация 2-5

Технологии мультимедиа 2-3

Проектирование пользовательских интерфейсов 2-4

Геоинформатика 2-4 Моделирование и анализ

программного обеспечения 2-3

Основы безопасности ИТ 1-4

Основы программной инженерии 1-3

Анализ и управление требованиями 2-4 Верификация и испытания

программного обеспечения 1-3

Проектирование программного обеспечения 3-5

Экономика программной инженерии 1-2

Качество программного обеспечения 1-2

Сопровождение программного обеспечения 1-2

Социальные и этические вопросы ИТ 2-4

Литература

1. Приказ Минобрнауки России от 8 декабря 2009 г. N 712

2. Computing Curricula 2005 (CC2005). Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.

3. Рекомендации по преподаванию программной инженерии и информатики в университетах. Пер. с англ. - М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-Университет Информационных Технологий», 2007. 462 с.

4. Профессиональные стандарты в области информационных технологий. - М.: АП КИТ, 2008. 616 с.

5. Факультет вычислительной математики и кибернетики/Под. ред. В.П.Гергеля, В.П.Савельева. - Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 2008. 262 с.