УДК 378+658

Проект создания экспериментального учебного курса по программной инженерии

Бойко Н.И., Дубинский А.Г., Мозговая И.В., Павлов В.Л., Фирсов А.Д.,
Днепропетровский национальный университет, Союз менеджеров Днепропетровска
г. Днепропетровск, пер. Научный, 13, ФПМ, кафедра МО ЭВМ
тел. (056) 744-76-83, e-mail: mboyko@acm.org, alexd2000@hotmail.com, mir_ra@mail.ru, vlpavlov@ieee.org, phirsof@mail.ru.

Введение

Современный этап развития информатики характеризуется формированием на ее базе нескольких самостоятельных научных дисциплин: теоретическая информатика (computer science), программная инженерия (software engineering), разработка ЭВМ (computer engineering), информационные системы (information systems) [1]. К сожалению, отечественная система образования не успевает за изменениями в современных компьютерных дисциплинах, что не лучшим образом сказывается на конкурентоспособности отечественных вузов и их выпускников на глобальном высокотехнологическом рынке. Особенно актуальным это является не для фундаментальных академических дисциплин, в преподавании которых отечественная высшая школа традиционно занимает сильные позиции, а для прикладных и инженерных направлений, таких как информационные системы и программная инженерия.

Постановка проблемы

Одним из путей ликвидации существующего отставания является изменение учебных программ отечественных вузов с учетом требований международных образовательных стандартов, в первую очередь - ACM/IEEE Computing Curricula 2001: Computer Science [2]. Хотя полноценное внедрение такого рода стандартов невозможно без осуществления комплексных программ на уровне министерства образования и науки Украины, отдельные шаги могут осуществляться вузами, факультетами и кафедрами самостоятельно.

Данный доклад рассказывает о такой деятельности, осуществляемой в настоящее время на факультете прикладной математики (ФПМ) Днепропетровского национального университета (ДНУ).

В июне 2003 г. был сформирован творческий коллектив, состоящий из семи преподавателей, четырех студентов ФПМ ДНУ и одного представителя ИТ-бизнеса Днепропетровска. Этот коллектив поставил перед собой задачу создания учебного курса, полностью покрывающего обязательные темы по Software Engineering из международного образовательного стандарта ACM/IEEE Computing Curricula 2001:Computer Science.

Решение проблемы

Цели разрабатываемого нами учебного курса определены так:

1. Обучить студентов обязательным разделам программной инженерии в соответствии с Computing Curricula 2001: Computer Science;
2. Обучить студентов практическим методикам программной инженерии, предлагаемым Microsoft Solutions Framework (MSF) [3];
3. Дать студентам опыт работы над программным проектом в составе коллектива разработчиков;
4. Дать студентам представление о Microsoft .NET.

Лекционный материал курса складывается из следующих основных разделов:

1. Программная инженерия;
2. Microsoft .NET Framework и ASP.NET (в первом семестре);
3. Microsoft Solutions Framework (во втором семестре);

Согласно учебному плану 2003-2004 учебного года, разработанный курс читается студентам 4-го курса ФПМ ДНУ двух специальностей, связанных с разработкой программного обеспечения. В первом семестре предусмотрено 18 часов лекционных занятий и 18 часов лабораторных работ. Во втором семестре - в два раза больше.

Лабораторный практикум первого семестра состоит из трех обязательных и одной необязательной лабораторной работы.

При создании учебного курса авторский коллектив руководствовался тезисом, что преподавание программной инженерии в отрыве от практики является крайне неэффективным, а также тем, что, согласно [4] "опыт участия в большом проекте" является одной из пяти основных характеристик, которыми обязательно должны обладать выпускники компьютерных специальностей вузов. Соответственно, в учебном курсе большое внимание уделено практической работе студентов, которые, разбившись на коллективы 5-8 человек, в течение семестра должны выполнить достаточно сложный программный проект на платформе Microsoft .NET Framework.

По результатам работ студенческих проектных групп намечено проведение внутрифакультетского конкурса.

Согласно учебному плану, после завершения второго семестра курса проводится экзамен. Критерием допуска к экзамену является выполнение учебного плана первого и второго семестров (успешная сдача трех лабораторных работ, двух коллоквиумов, одного зачета и одной курсовой работы).

Организация проекта создания курса.

Существуют различные методологии (RUP, MSF, Prince2, XP и др.), позволяющие организовать работу проектных групп разной величины. Хотя академический учебный курс по программной инженерии, безусловно, должен дать студентам обзор основных методологий такого рода, для организации практической работы студентов удобно использовать только одну из них. Наш авторский коллектив остановил свой выбор на Microsoft Solutions Framework [4], поскольку:

1. этот продукт является гибким и легко масштабируемым - его можно применять как для группы из трех программистов, так и в крупных коллективах из сотен и даже тысяч разработчиков;
2. MSF является полностью бесплатным;
3. существует перевод на русский язык официальной документации по MSF [5];
4. в авторский коллектив, работающий над созданием учебного курса, удалось привлечь двух сертифицированных специалистов по MSF (сегодня в мире насчитывается менее 400 таких специалистов);

Создание данного учебного курса нашим авторским коллективом также является проектом. Нами было принято решение использовать методологию MSF и для его организации. Несмотря на определенное сходство проектов по созданию программного обеспечения с проектами по разработке учебных курсов, возникла необходимость адаптации описанных в MSF моделей. Материалы с подробным описанием произведенной доработки методологии MSF в настоящее время готовятся к публикации.

Одной из важнейших составляющих работы, согласно MSF, является проведение тщательного тестирования получаемых результатов. Тестирование создаваемых материалов лекционных и лекционно-практических занятий проводится в форме открытых лекций-репетиций, каждую из которых проводят два члена авторского коллектива. На открытые лекции-репетиции приглашаются специалисты ведущих ИТ-предприятий Днепропетровска, а также преподаватели ИТ-дисциплин вузов города.

Другая процедура проверки качества предусматривает проведение рецензирования создаваемых материалов. Разработанная учебная программа курса успешно прошла процедуру рецензирования преподавателями ведущих вузов России, США и Украины. В настоящее время проходит рецензирование подготовленных материалов лекций первого семестра.

Анализ рисков, выполненный согласно дисциплине управления рисками MSF, позволил заранее выявить ряд возможных препятствий, которые могли помешать успешному проведению нашего курса. Были разработаны и предприняты меры для минимизации или устранения главных рисков.

Так, например, в поточных лекционных аудиториях ФПМ ДНУ нет проекторов для показа мультимедийных презентаций, поэтому студенты перед каждой лекцией получают индивидуальные комплекты с распечаткой слайдов (handouts).

Ввиду недостаточности выделенного времени для пользования компьютерами в компьютерных классах и затрудненности доступа в Internet, каждому студенту были выданы два компакт диска со свободным программным обеспечением и дополнительными учебными материалами по нашему курсу.

В связи с отсутствием в библиотеке ДНУ учебников по тематике курса был приобретен комплект книг для библиотеки факультета.

Для выполнения в компьютерном классе ФПМ ДНУ лабораторных работ с использованием программного обеспечения Microsoft .NET Framework потребовалось увеличить объем памяти компьютеров.

Все это удалось сделать благодаря спонсорской помощи Союза менеджеров Днепропетровска.

Заключение

Первые месяцы преподавания созданного курса подтвердили его высокую востребованность среди студентов ФПМ ДНУ.

Несмотря на то, что работа в рамках проекта над материалами второго семестра еще не завершена, к данному курсу уже проявили интерес преподаватели ряда государственных и коммерческих вузов стран бывшего СССР.

В следующем году планируется внедрение нашего курса не только в Днепропетровском национальном университете, но и в других учебных заведениях, которые готовят специалистов по специальностям, связанными с программной инженерией.

В дальнейшем мы планируем разработать на основе созданного курса целый набор специализированных учебных предметов: "Программная инженерия", "Управление IT-проектами с использованием Microsoft Solutions Framework", "Управление IT-операциями", "Объектно-ориентированное анализ и проектирование с использованием языка UML", "Объектно-ориентированное программирование на языке C#" и др.

Литература

1. А.А.Терехов, В.Л. Павлов. Перспективы развития ИТ-образования // "Открытые системы", #02, 2003 http://www.osp.ru/os/2003/02/044.htm
2. Система стандартов ACM/IEEE Computing Curricula 2001 http://www.computer.org/education/cc2001
3. Microsoft Solutions Framework Whitepapers http://www.microsoft.com/msf
4. 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
5. Русская документация по MSF http://www.microsoft.com/rus/msf