Спецкурс для не-ИТ специальностей: обзор современной информатики на базе CC2001

А.Г. Дубинский
http://dubinsky.ru
Днепропетровский национальный университет.

Динамика рынка труда такова, что многие выпускники отечественных ВУЗов, получившие естественнонаучное или техническое образование по специальностям, непосредственно не относящимся к сфере ИТ, тем не менее, трудоустраиваются на рабочие места, тесно связанные с информационными технологиями. Поначалу они испытывают дополнительные трудности из-за нехватки знаний, которая вызвана неполным соответствием полученного образования требованиям работодателя.

Так, например, специалисты-физики, выпускники кафедры экспериментальной физики ДНУ умеют программировать на Pascal и C, решать задачи, связанные с выполнением разнообразных математических вычислений; на соответствующих спецкурсах осваивают методы цифровой обработки сигналов, методы обработки изображений, основы проектирования цифровых электронных схем на языке VHDL, основы моделирования нейронных сетей, основы телекоммуникационных сетей и пр. Но, к сожалению, в учебном плане не была предусмотрена дисциплина, дающая студентам единый системный взгляд на информатику в целом.

Таким образом, возникает задача, не уменьшая фундаментальную составляющую образования, дополнить совокупность изучаемых дисциплин новым обзорным курсом, построенным на основе хорошо проработанного современного подхода к содержанию и наполнению предмета информатики.

Такой подход с общим описанием содержания современной информатики можно найти в документе Computing Curricula 2001: Computer Science, который разработан ACM и IEEE-CS. Последнее, 2001 г. издание тома, посвященного теоретической информатике (Computer Science) переведено на русский язык [1]. К сожалению, предложенный в [2] метод приведения программ обучения в соответствие с CC2001:CS без "революционных преобразований", который заключается в изменении программ дисциплин (а не учебных планов) не вполне подходит для не-ИТ специальностей. В [3] рассмотрены подходы к разработке методических рекомендаций и учебных планов преподавания информационных технологий для непрофильных специальностей.

В весеннем семестре 2003/04 учебного года автору доклада предстояло читать группе студентов-физиков краткий курс лекций под названием "Современные проблемы информатики". Первоначально курс задумывался как обзор основных направлений научных исследований в ИТ последних лет. Однако, обзор "переднего края" науки и техники будет полезен лишь тем студентам, кто хорошо владеет основами ИТ-дисциплин. Потому была принята такая концепция курса: "познакомить студентов с основными направлениями современной информатики, согласно CC2001".

В фундаментальное образование нельзя включить все то нужное и полезное, что может пригодиться будущим выпускникам через сколько-то лет. Одна из важнейших задач системы образования - научить учиться. А изучить нужную область знаний, например, освоить очередную технологию программирования, разобраться в новых подходах к построению информационных систем хорошие специалисты смогут и самостоятельно.

Учебный план предусматривает 18 часов занятий (9 лекций). Что можно рассмотреть за это время? Можно дать содержание информатики в формате развернутого "оглавления книги". Понятно, что это будет лишь краткий обзор, который позволит получить системное видение, даст студентам "карту местности" предмета информатики. Какие при этом знания получат студенты?

И до и после курса, студенты не знают многие конкретные разделы или технологии (подставьте нужное название, например: криптографические алгоритмы, сжатие и распаковка данных, обработка естественного языка, использование программных интерфейсов приложений:).

Но если ранее студенты не знали, что они не знают чего-то а, значит, и не знали, чего именно они не знают, то теперь они знают, что они не знают многого и даже знают, чего именно они не знают. А далее очередь за самообразованием - остается изучить те из названных разделов, которые реально потребуются в последующей работе.

Существующая программа обучения специалистов-физиков включает ряд связанных с ИТ спецкурсов, в которых изучаются в достаточном объеме следующие области знаний: основы программирования, архитектура и организация ЭВМ, операционные системы, графика и визуализация. Потому в данном курсе эти области знаний не рассматриваются. В курс вошли такие области знаний СС2001: дискретные структуры, взаимодействие человека и машины, программная инженерия, распределенные вычисления, языки программирования, интеллектуальные системы, социальные и профессиональные вопросы программирования.

Содержание каждой лекции складывается из трех частей. В первой части дается описание одной из областей знаний СС2001. Вторая часть - это введение в один или два раздела из этой области знаний. В третьей части лекции рассматриваются некоторые важные вопросы одного из этих разделов.

Разделы из области знаний выбираются на основе следующих критериев. Во-первых, их содержание должно иметь определенную ценность даже в отрыве от остальных разделов данной области знаний. Во-вторых, должны быть доступны качественные учебные материалы.

Выбор вопросов для подробного рассмотрения в третьей части лекции основан на их важности и интересности с (субъективной) точки зрения автора курса, а также коллег, которые ведут спецкурсы по информационным технологиям.

Отметим, что качественная подготовка лекций курса в силу широкого охвата содержимого, требует от преподавателя значительных затрат времени. Разработка курса несколько осложняется тем, что и сам автор получил в свое время не ИТ, а естественнонаучное образование (по специальности "физика"). С другой стороны, это позволяет точнее понимать потребности и возможности студентов и лучше компоновать содержание лекций.

Отметим, что студентам не привычен стиль изложения курса с использованием распечаток вместо конспектирования. Также студенты отмечают избыток информации, когда только малая часть упоминаемого нового материала разбирается достаточно детально.

Остановимся на возможностях применения курса. Очевидно, что подобный курс будет полезен не только физикам, но и студентам других не-ИТ специальностей. Понятно, что при внедрении в иных условиях нужно выполнить адаптацию - проанализировать программу соответствующей специальности и, при необходимости, выбрать иную комбинацию рассматриваемых областей знаний теоретической информатики.

С другой стороны, такой курс может быть полезен и для студентов ИТ специальностей в одном из первых семестров. Также цикл лекций, дающий обзор содержания современной информатики, может быть прочитан в рамках школ молодых ученых.

1. Рекомендации по преподаванию информатики в университетах Computing Curricula 2001: Computer Science. Перевод на русский язык под редакцией В.Л.Павлова и А.А.Терехова //из-во СПбГУ, СПб, 2002 http://se.math.spbu.ru/cc2001
2. А. М. Чеповский Внедрение стандарта Computing Curricula'2001 в учебные планы // Доклады открытой всероссийской конференции "Преподавание информационных технологий в России" http://www.it-education.ru/reports/chepovsky.htm
3. А.В.Михалев Вопросы преподавания информационных технологий для непрофильных специальностей // Доклады открытой всероссийской конференции "Преподавание информационных технологий в России" http://www.it-education.ru/reports/mihalev.htm