Современные образовательные технологии в преподавании ИТ дисциплин

Авторы: Петренко Ольга Леонидовна 1, кандидат технических наук
Хорошилов Алексей Владимирович 2, кандидат физико-математических наук
1 Центр образования №1484 им. А.М.Горького, 2 Институт системного программирования РАН

Уже более десяти лет говорится о необходимости внедрения новых образовательных технологий при преподавании ИТ дисциплин в контексте бурного развития ИТ технологий, необходимости перехода Российской экономики на инновационные рельсы и распространения системы непрерывного образования. Однако, на практике существенного продвижения в этом вопросе до сих пор не наблюдается.

Глобальная реорганизация учебного процесса в высших учебных заведениях требует согласованных усилий со стороны множества заинтересованных сторон и является крайне непростым процессом. Наверное, поэтому модернизация процессов обучения в высшей школе идет недостаточно быстро. В настоящее время наиболее частым проявлением этих процессов являются локальные инициативы отдельных преподавателей (иногда подразделений), внедряющих новые подходы в сфере собственной деятельности.

В настоящей работе мы представляем несколько практических шагов, которые позволяют организовать использование новых образовательных технологий в процессе обучения студентов.

Эти шаги базируются на идеях контекстного обучения,  в котором, по определению А.А.Вербицкого,  в формах организации образовательной деятельности динамически моделируется общекультурное, духовное, предметное, социальное и образовательное  содержание жизнедеятельности студента и школьника, осуществляется трансформация его учебно-познавательной деятельности в социально-практическую [1].

В соответствии с контекстным подходом учебная деятельность состоит из двух взаимосвязанных частей: предметной и социальной. К предметной относится содержательная часть деятельности, основанная на знаниях и способах их использования. Социальная часть отражает социокультурную и нравственную сущность человека. Такой подход позволяет ликвидировать разрыв между знанием и умением его применять в различных ситуациях.

Образовательная  среда в контекстном обучении состоит из пяти составляющих: информационной, общекультурной, социальной, предметно-профессиональной и собственно образовательной, задающих смыслообразующие контексты деятельности субъектов образовательного процесса. Профессиональное самоопределение студентов  зависит от качества созданной образовательной среды.

Первый уровень. Первым шагом к созданию новой контекстной среды может стать введение курсов, направленных на развитие социальных навыков в контексте предметной технической области. Например, целью такого курса может стать дополнение технических и научных знаний, которыми обладают студенты, социальными навыками реализации этих знаний в обществе, решению «нетехнических» задач, которые ждут их в реальной жизни.

К концу этого курса студент будет уметь:

  • писать научно-технические тексты;
  • готовить доклады и выступать с ними перед аудиторией;
  • систематизировать информацию различными способами;
  • выстраивать систему аргументов, опираясь на научные знания;
  • профессионально строить научно-технические презентации, в частности, укладываться с выступлениями в заданное время, удерживать внимание аудитории;
  • хорошо отвечать на вопросы;
  • хорошо задавать вопросы.

Предлагаем программу одного из блоков такого курса, направленного на умение создавать устные и письменные тексты:

  1. Место профессионального общения в профессиональной деятельности. Особенности профессионального общения.
  2. Определение собственного стиля общения (диагностика с помощью теста). Учет собственного стиля общения в построении профессиональных отношений.
  3. Устное и письменное общение: устная и письменная речь.
  4. Специфика письменного общения. Алгоритм подготовки письменного сообщения.
  5. Стили письменной речи. Признаки стилей. Практическая работа «Написание текстов различных стилей».
  6. Управление временем во время выступления. Способы изменения содержания.
  7. Особенности научного общения. Требования к научному тексту. Структура научного текста.
  8. Работа с информационными источниками при подготовке научного текста.
  9. Понятие аргументации. Место, количество и качество аргументов  в тексте.
  10. Практическое занятие: «Написание научного текста»
  11. Презентация научного текста. Устное выступление, специфика построения. Ответы на вопросы.
  12. Критерии выбора формы выступления. Способы обратной связи и оценки выступления.

Однако только введение отдельно стоящих курсов социальной направленности является недостаточным. Необходимо модернизировать существующую образовательную среду. Одним из возможных способов модернизации является усиление активностей, направленных на развитие когнитивных и социальных компетенций.

Второй уровень. Для создания среды контекстного обучения можно использовать  активные методы обучения. Активное обучение построено на том, что учитель более не является просто источником информации, а вовлекает учащихся в процесс обучения, координирует их самостоятельную деятельность, вынуждает их самостоятельно размышлять над материалом курса и применять изучаемые методы на практике. При таком подходе одних знаний предмета недостаточно. Активные методы эффективно вырабатывают у учащихся необходимые социальные и общекультурные навыки за счет акцента на автономную работу, самостоятельный выбор направления действий, самостоятельное принятие решений, необходимость общения с другими учащимися, необходимость подстраиваться под изменения в рамках образовательного процесса. Одним из преимуществ активных методов является то, что они могут использоваться как при обучении в школе, так и при обучении в вузе. В школе акцент делается на самих методах, а содержание образования является той областью, которая осваивается с помощью этих методов. При получении профессионального образования активные методы позволяют прививать когнитивные и социальные навыки, которые должны стать для специалиста такими же привычными, как расчет по формулам или доказательство теорем.

Успешность профессиональной деятельности зависит не только от знаний предметной области, но от умения адаптировать свои знания к изменяющимся реальным условиям, умения эффективно общаться с другими людьми в рамках профессиональной деятельности.

Методы активного обучения предполагают не только создание новой методики обучения и изменение критериев оценки подготовки студентов, но, прежде всего, осознание преподавателем своей новой роли, в которой главной является помощь обучаемым в самостоятельном овладении предметом, а не его преподавание. При активном обучении приоритетными являются не усвоение и воспроизведение готовых знаний, а самостоятельное приобретение и особенно применение полученных знаний. Активные методы обучения вынуждают студентов вести активную работу со знанием, задумываясь над ним, анализируя его и сравнивая с уже имеющимися у них знаниями. При активном обучении не должен поддерживаться подход к обучению некоторых студентов, когда они говорят: “А вы скажите как нужно, мы так и сделаем”.

Некоторые способы изменения отношения к учебному материалу основаны на личностном принятии знаний, в результате которого полученное знание становится не пересказом какого-либо учебника, а собственным знанием студента. Отмечено, что студенты, обучающиеся по такой системе, хорошо объясняют полученные знания, так как они ими приняты. Для привязки знаний к личному опыту можно использовать кластер [2]. Кластер создает условия для построения ассоциативных связей между новым материалом и имеющимся опытом, причем эти связи основаны не только на подобии, но и на эмоциональном восприятии, интуиции, а также на основе предположений, возможно ошибочных.

Перед началом лекции по новой теме каждый студент рисует кластер на эту тему. Последовательность действий при рисовании кластера следующая:

  1. Посередине чистого листа написать ключевое слово или фразу, ключевую для данной темы.
  2. Вокруг него без какого-либо плана или упорядоченности записываются слова или фразы, выражающие идеи, факты, образы, подходящие для данной темы или кажущиеся как-то связанными с ней.
  3. По мере записи, появившиеся слова соединяются связями с ключевым понятием. Такое соединение может быть иерархическим. При этом должны соблюдаться следующие правила:
  • Не нужно бояться записывать все, что приходит на ум. Дать волю воображению и интуиции.
  • Продолжать работу, пока не кончится время или не иссякнут идеи.
  • Стараться построить как можно больше связей и не следовать по заранее определенному плану.

На рисунке 1 представлен пример кластера понятия ‘Формальные спецификации’.

Перед началом рисования кластера преподаватель должен четко сказать, сколько времени отводится на эту работу. Когда кластер у каждого нарисован, нужно попросить одного студента (только по желанию!) нарисовать свой кластер на доске. Если желающих рисовать нет, то преподаватель рисует свой собственный кластер. Обсуждать ничего не нужно. Каждый самостоятельно сравнивает свой кластер с тем, который нарисован на доске и при желании может внести изменения в свой кластер. После окончания лекции каждый студент может дорисовать кластер: добавить новое знание, или что-нибудь убрать.

Очень полезно при возможности организовать обсуждение кластера в малых группах или в парах. Результатом такого обсуждения должны стать невыясненные вопросы, ответы на которые должны быть получены на последующих занятиях. Кроме того, такое обсуждение позволяет повысить коммуникабельность студентов.

Мозговой штурм

Для студентов старших курсов, начинающих исследовательскую деятельность, очень важно иметь некоторый набор идей в качестве отправной точки исследований. Для получения стартового набора идей может использоваться мозговой штурм [2]. Мозговой штурм организуется в несколько этапов.

  1. Участники штурма должны быть ознакомлены с темой исследований студента. Эта часть может быть организована следующим образом.
    1. Студент и его руководитель подготавливают конспект по теме, проблемам исследуемой области и используемым в ней методам.
    2. Каждый участник штурма читает подготовленный конспект.
    3. Участники формулируют вопросы, касающиеся проблем в рассматриваемой области. Эти вопросы записываются на доске.
    4. Студент делает доклад на заданную тему, в котором должны быть сформулированы его интересы в исследуемой области и даны ответы на вопросы участников штурма.
    5. После доклада вопросы, на которые были получены ответы (то, что ответ на вопрос получен, должен подтвердить участник, задавший этот вопрос), отмечаются знаком “+”. Никаких новых вопросов задавать нельзя.
  2. Участники предлагают идеи возможных направлений дальнейшего исследования. При этом должны соблюдаться следующие правила.
    1. Каждый участник имеет право на выступление в течение 30 секунд. Во время такого выступления должно быть сформулировано не больше одной идеи.
    2. Количество выступлений одного участника неограниченно.
    3. Выступление нельзя прерывать.
    4. Каждый участник имеет право ничего не говорить.
    5. Идея выступления должна быть сформулирована по возможности четко, желательно в одном предложении.
    6. Во время выступления нельзя обсуждать, критиковать и оценивать предыдущие выступления.
    7. Запрещено использование в выступлениях выражений “очевидно, что...”, “вы не понимаете...”, “не была дана научная концепция...”, “я хочу уточнить...”, “я хочу объяснить...” и т.п.
    8. Порядок и корректность выступлений обеспечивает ведущий штурма.
    9. Все предложенные идеи записываются ведущим.
  3. Участники оценивают все предложенные идеи на субъективной основе, но в то же время некоторым систематическим образом, например, на основе таблице ПМИ (Плюс-Минус-Интересно). Этот процесс может быть организован следующим образом.
    1. Для каждой предложенной идеи и каждого участника подготавливаются листы бумаги, содержащие название идеи и три колонки для записей. В первую колонку вписываются аргументы в поддержку идеи, во вторую — против нее, в третье колонке записываются интересные аспекты, касающиеся данной идеи. В другой схеме наряду с плюсами и минусами формулируются возможные последствия ее применения идеи на практике.
    2. Каждый участник получает листы со всеми идеями и заполняет их. Необязательно оценивать все идеи. Пример заполненного листа показан на Таблице 1.
    3. Все листы собираются для составления интегральных оценок.
  4. Студент вместе с руководителем подводят итоги рассмотрения всех идей и определяют наиболее перспективные идеи.

Идея:Использование методов морфологического анализа для нахождения дефектов в ПО

Плюсы

Минусы

Интересные моменты

Совсем новая

Необходим исходный код ПО

Может быть использована в комбинации с обычными методами статического анализа

Может быть использована для нахождения очень тонких дефектов

Нужно прояснить понятие дефекта

 

 

Если в качестве дефекта будет рассматриваться корректный код, нужно предпринимать сложные действия по исправлению такой ситуации

 

Таблица 1. Пример субъективной оценки идеи, полученной в результате мозгового штурма.

Субъективную оценку можно провести и по другим критериям. Например:

ПСВ – положительные моменты, советы, вопросы

ДВП – достоинства, вопросы, пожелания

ИТОГ – Интересные, впечатляющие моменты,

            Темы, которые наиболее раскрыты или обоснованы

            Общие советы, рекомендации

            Главные выводы

Применение субъективных методов оценки дает хорошие результаты для осмысления своей профессиональной учебной деятельности. Можно сделать эту оценку еще более свободной.

Можно проставить оценки идеи или какого-либо процесса на приведенной мишени (рисунок 2. Для этого сначала каждый студент называет каждый квадрант и затем в нем ставит точку на нужном уровне, то есть оценка идет по четырем параметрам, определенным студентом самостоятельно.

Оценить перспективы использования идеи можно на следующей схеме.

Мне понравилось:

Хотелось бы посоветовать:

Мне будет легко:

У меня будут проблемы:

 

Организация мозгового штурма должна помогать участникам генерировать и высказывать интересные идеи, какими бы они фантастическими или безумными они не казались на первый взгляд. Также участники должны быть освобождены от давления авторитетных мнений, они не должны быть вынуждены защищать свои идеи — любые идеи должны приниматься к рассмотрению.

Третий уровень. Ролевая игра – это искусственно сконструированная последовательность ситуаций, имитирующая те или иные важные стороны реальной деятельности. Игра позволяет задать в обучении предметный и социальный контексты будущей профессиональной деятельности и тем самым смоделировать более адекватные по сравнению с традиционным обучением условия формирования (точнее, выращивания)  личности специалиста.  Ролевые игры можно использовать в любом возрасте.

По мере продвижения от одной ступени образования к следующей как правило растет специализация обучения, все большее внимание приходится уделить узко специальным вопросам. Эта проблема успешно решается в профессиональной области, но есть проблемы в развитии социальных и когнитивных навыков. Вместе с тем, у этой проблемы есть решение. Те же активные методы вполне могут использоваться для развитие этих навыков с учетом профессиональной специализации. Так можно проводить ролевые игры по теме «Защита авторской идеи», «Экономическое обоснование проекта», «Экологическая экспертиза проекта». Аналогичные темы ролевых игр или дебатов могут быть предложены для инженерных, медицинских и других специальностей. При этом важно, чтобы общественные и когнитивные навыки, требующиеся в игре были максимально приближены к задачам, которые встанут перед учащимися на следующей ступени обучения или на производстве.

Ролевые игры позволяют повысить интерес к изучаемому материалу, выявить пробелы в знаниях и развить социальные навыки. Однако, ролевая игра ведется по жестким правилам и не может отразить многообразие ситуаций и динамизм, присущие реальной жизни. Очень трудно составить набор ролевых игр, которые позволят отработать большинство важных реальных ситуаций в данной области.

Эффективность ролевых игр можно повысить за счет использования метода "развивающего дискомфорта". Действенность этого метода основана на психологической перестройке личности под воздействием стихийно возникающих или специально организованных эмоционально негативных ситуаций. В результате такой перестройки меняется характер проявляемой активности, и человек приобретает умение, с одной стороны, успешно выходить из критической ситуации, а с другой, позитивно отражать эти ситуации в своем социальном опыте. Иначе говоря, в соответствии с этим методом надо не только не бояться сложных, негативных ситуаций, но использовать их для поступательного развития у студентов навыков принятия решений и уверенности в собственных силах.

Другой вариант создания условий для профессионализации – это дебаты [3]. Дебаты позволяют показать ситуацию во всей ее неоднозначности и противоречивости и создают среду для выработки собственной линии поведения. Дебаты позволяют научить выслушать мнение, отличное от собственного, понять, на чем оно основывается, и принять это во внимание в дальнейшей работе. Дебаты – это спор, борьба мнений, причем борьба тактичная, уважительная к сопернику.

Проведение дебатов требует соблюдение ряда принципов. Первый принцип – уважение. Дебаты не касаются личности участников, нельзя унижать человека за то, что он с вами не согласен. Дебаты касаются идей и их столкновения. А в столкновении идей единственным приемлемым оружием могут быть только обоснованные аргументы. Другими словами, можно нападать на аргументы, их поддержки, рассуждения  – но не на оппонента.

Второй принцип – честность. Честность – это стержень дебатов. Задача каждого участника дебатов быть честным в своих аргументах, в использовании подготовленных доказательств и ответах на вопросы.

Третий принцип – проигравших нет. Обучение имеет большее значение, чем победа. Если вы участвуете в дебатах только для того, чтобы выиграть, то вы поставили неправильную цель. Основная цель – это желание учиться и совершенствоваться.

 Опыт подготовки к дебатам и их проведение позволяет говорить о том, что дебаты развивают логическое мышление, навыки в организации своих мыслей, навыки устной речи, терпимость к различным взглядам, уверенность в себе, способность концентрироваться на сути проблемы.

Во время подготовки к дебатам учащиеся изучают большой материал по заданной теме. Для этого им нужно просмотреть дополнительную литературу, периодическую печать, словари, энциклопедии. Поэтому в первую очередь дебаты рассматриваются всеми участниками как путь к обучению. Намерения участников дебатов учиться и совершенствоваться важнее попытки просто выиграть любой ценой.

Организованы дебаты могут быть следующим образом.

В начале на доске записывается спорное утверждение, которое будет обсуждаться. Каждый участник по отдельности или каждая группа участников выдвигает аргументы, поддерживающие или опровергающие рассматриваемое утверждение. Особенность дебатов заключается в том, что ученик вынужденно ставится перед необходимостью отстаивать определенную точку зрения, даже если он с ней не согласен. Подбор аргументов в поддержку «вынужденной» точки зрения позволяет глубоко изучить, а затем и понять разные точки зрения. Каждый аргумент может быть в свою очередь поддержан другими утверждениями. Все аргументы и поддерживающие их утверждения записываются на доске. Целью дебатов является предоставление каждому участнику материала для формирования собственной точки зрения на обсуждаемую тему. Другой целью является тренировка навыков в отстаивании своей точки зрения и понимании других, отличных от нее. Учащиеся знают, что им могут возразить, они психологически готовы к этому, они тренируются концентрироваться на существенных деталях, анализировать и оценивать различные точки зрения на предмет обсуждения и относиться с уважением к противоположным и, может быть, непопулярным точкам зрения.

Четвертый уровень. Проблемные ситуации.

Проблемная ситуация - это, по определению А.М. Матюшкина, “особый вид мыслительного взаимодействия субъекта и объекта; характеризуется таким психическим состоянием, возникающим у субъекта (учащегося) при выполнении им задания, которое требует найти (открыть или усвоить) новые, ранее не известные субъекту знания или способы действия. Психологическая структура проблемной ситуации включает: а) познавательную потребность, побуждающую человека к интеллектуальной деятельности, б) неизвестное достигаемое знание или способ действия, в) интеллектуальные возможности человека, включающие его творческие способности и прошлый опыт” [4].

Проблемная ситуация – это не какая-то новая задача, возникающая перед студентом, а ситуация дискредитации поставленной цели, задачи и средств ее решения [5]. Нужно помнить, что выходами из этой ситуации могут быть:

  • Студент вообще может отказаться от решения задачи, так как считает, что этого сделать невозможно;
  • Может найти новые способы действия
  • Может попытаться выяснить, почему известные ему способы действия не срабатывают. В этом случае возникает новая учебная задача.

 Процесс обучения на основе проблемных ситуаций строится как последовательное решение поставленных проблем и созданию условий для возникновения новых учебных задач. Формирование курса заключается в построении цепочки «проблем», таким образом, чтобы для разрешения каждой следующей «проблемы» нужно было использовать как можно больше навыков, полученных при решении уже «пройденных». Однако, чтобы обучение происходило наиболее эффективно, необходимо обеспечить баланс между знанием, то есть тем, что слушателю уже известно при попадании в проблемную ситуацию, и незнанием, то есть тем, что по мнению преподавателей необходимо знать для ее успешного разрешения, но слушателю еще не известно. Этого можно добиться посредством формулировки списка навыков необходимых для выполнения каждой проблемной ситуации и построения дерева проблемных ситуаций, в котором проблемные ситуации связываются друг с другом таким образом, чтобы каждое выполнение проблемной ситуации требовало не более трех новых навыков.

Разработка проблемных ситуаций часто основывается на выявлении противоречий в информации или способах действий и на определении причинно-следственных связей. Примерами таких противоречий могут быть: есть факт и необходимость его объяснить; противоречие между житейским представлением и научным толкованием фактов; противоречия, связанные с необходимостью применения знаний в конкретных условиях; противоречия в обосновании и осознании выполняемых им действий, например, связанные с ограниченностью исходных данных.

Приведем некоторые примеры проблемных ситуаций. Наиболее распространенный вариант проблемной ситуации возникает тогда, когда учащийся сталкивается с необходимостью использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях. Например, он умеет работать с системой управления версиями исходного кода через графический интерфейс и обладает навыками работы с командной строкой, а в проблемной ситуации от него требуется выполнить какие-то действия с системой управления версиями из командной строки (новая практическая ситуация).

Другой вариант возникает в том случае, когда имеется противоречие между теоретически возможным способом решения задачи и практической его реализацией. Пример создания проблемной ситуации этим способом: копирование файла более 4Гб на диск с файловой системой FAT32. На диске при этом может быть достаточно места, но так как файловая система FAT32 не поддерживает файлы более 4 Гб, то операция не может быть выполнена.

Ещё один вариант проблемных ситуаций возникает при затруднении учащегося, например: установка операционной системы в виртуальную машину.

В качестве примера разработки учебной проблемной ситуации приведем пример из курса по работе с системами управления версиями, в котором баланс между знанием и незнанием слушателя обеспечивается посредством формулировки списка навыков.

Слушателю выдается репозиторий системы управления версиями некоторого продукта, последняя версия которого содержит некоторую ошибку, и жалоба пользователя программы, на некоторые проявления этой ошибки. От слушателя требуется найти, какое именно изменение исходного кода внесло данную ошибку, исправить её, занести исправление в репозиторий и написать письмо с описанием идентифицированной проблемы и предложенного исправления.

Предполагается, что к началу работы над данной проблемной ситуацией слушатель уже овладел следующими навыками:

  1. Работа в командной строке.
  2. Сборка ПО при помощи той системы сборки, которая применяется в целевом ПО.
  3. Язык программирования, на котором написано ПО.
  4. Теория работы систем управления версиями.
  5. Внесение изменений в репозитории.
  6. Написание комментариев к изменениям в ПО.
  7. Поиск информации о командах работы с репозиторием.

Новые навыки, которые потребуются для разрешения проблемы:

  1. Анализ истории изменений в исходном коде ПО.
  2. Нахождение проблемного изменения в исходном коде ПО.
  3. Подготовка письма с описанием проблемы и её исправления.

Наиболее эффективное обучение на основе контекстного подхода происходит в специально созданной открытой образовательной среде. Контекстная образовательная среда может быть пассивной, если она не предоставляет слушателям обратной связи, а может быть активной, если обратная связь существует.

Способы организации активной среды подразделяются в зависимости от того, кто и каким образом играет основную роль в формировании обратной связи. В ряде случаев эту роль можно возложить на программную эмуляцию отдельных элементов среды, хотя качественного результата таким образом достичь весьма непросто.

Наиболее простой и естественный вариант — это возложить активную роль на преподавателей, которые будут замыкать взаимодействие слушателей с контекстной средой на себя. Но в этом случае нагрузка на преподавателей может оказаться достаточно большой, поэтому необходимо аккуратно оценить отношение числа преподавателей к числу слушателей. Еще одним недостатком этого подхода является то, что слушателям сложно относиться к преподавателям как к реальным представителям профессиональной и социальной среды, что снижает эффективность обучения.

Чтобы преодолеть последнюю проблему можно скрыть преподавателей за виртуальными персонажами, взаимодействие с которыми происходит в основном через Интернет. Тогда можно провести более четкую границу между различными ролями и сделать погружение слушателей в проблемную ситуацию более реалистичным.

Ещё одним естественным решением является использование в качестве участников контекста проблемной ситуации других слушателей курса. Однако, это решение работает не всегда. Для ряда ролей может требоваться больший набор знаний и навыков, чем он есть в наличии у слушателей курса. Другой проблемой может стать разброс в мотивированности различных слушателей. И если первая проблема преодолевается привлечением для исполнения некоторых ролей преподавательского состава, то второе может стать существенным препятствием для применения данного подхода.

Альтернативой использованию преподавательского состава для выполнения проблемных ролей может стать привлечение слушателей более старших курсов, например, в рамках практических занятий по другому курсу. Но здесь также могут возникнуть проблемы с мотивированностью слушателей, как и проблемы с необходимостью синхронизации программ нескольких курсов.

Еще одним вариантом построения контекстной образовательной среды является использование исследовательских и индустриальных проектов, выполняемых в стенах учебных заведений или «дружественных» компаний. Этот подход сложен в реализации, так как для его успешности необходимо одновременное выполнение множества условий, но если все же условия складываются, то результат может быть весьма неплохим.

В каждой предметной области можно найти свои специфические способы формирования образовательной среды.  Например, при подготовке специалистовпо направлению информационные технологии такую среду можно построить на основе проектов по разработке свободного программного обеспечения (СПО) [6], которое предоставляет  множество инструментов для развития компетенций будущих ИТ-специалистов по всем основным направлениям.

Компетенции в технической области:

  • Готовый учебный материал: требования к программному обеспечению (ПО), само ПО, спецификации его архитектуры, исходный код, уже решенные и все еще актуальные проблемы и дефекты, возникшие в ходе его разработки.
  • Готовую инфраструктуру для ведения практических занятий: реальные проекты по разработке ПО с набором актуальных задач.

Когнитивные компетенции:

  • Проектные материалы и архивы общения разработчиков, содержащие отражение требований и ограничений предметной области, множество несущественных деталей, и, в то же время, множество пробелов.

Социальные компетенции:

  • Материалы для ретроспективного анализа общения разработчиков, построения аргументации при принятии ключевых проектных решений и координации совместной работы.
  • Доступное общение с реальными командами разработчиков и построение аналогичного общения между студентами в рамках образовательной среды.

Помимо базы для развития компетенций построение образовательной среды на основе проектов по разработке СПО имеет целый ряд положительных моментов, способствующих построению именно открытой образовательной среды:

  • Возможность создания сильной мотивации для студентов в их практической деятельности, связанной с их участием в реальных проектах, имеющих большую общественную значимость.
  • Разнообразие СПО позволяет предоставить студентам большую свободу выбора, как в рамках целей и задач одного конкретного курса, так и при построении индивидуальной траектории освоения материала в рамках более широкого учебного плана по изучению программной инженерии.
  • Материалы (исходные коды, документация, архивы форумов и т.п.) СПО проектов в сочетании с поисковыми интернет системами и специализированными сайтами служат отличной доступной «базой знаний» в области программной инженерии, своего рода аналогом классической публичной библиотеки, благодаря которой можно повысить активность и самостоятельность студентов в учебном процессе, а также получить больше возможности для индивидуализации образовательного процесса.

Все рассмотренные способы формирования образовательной среды можно использовать практически в любых комбинациях.

В качестве примера построение активной контекстной среды приведем пример формулировки задания для курса «Формальная спецификация и верификация программ», который проводится на факультете ВМиК Московского Государственного Университета имени М.В. Ломоносова под руководством профессора, д.ф.-м.н. А.К. Петренко. В этом задании преподаватели практики выступают сразу в трёх ролях. Формулировка задания выглядит следующим образом.

Вам предстоит участвовать в проекте по разработке системы, первичное описание которой вы получили. Заказчиком системы является Петр Николаевич. Вашим непосредственным начальником будет Антон Егорович, программистом - Иван Семенович.

В рамках практикума по курсу ФСиВП от вас требуется подготовить формальное и детальное описание системы, которое можно передавать программисту для реализации. Подготовка должна происходить в три этапа.

1. На первом этапе вы взаимодействуете с заказчиком системы для выяснения более детальных требований. Результатом этого этапа должен быть документ на русском языке, в котором сформулированы требования к целевой системе. В качестве приложения к документу необходимо приложить RSL схему со списком операций, которые должна выполнять система, и списком типов, с которыми ей предстоит оперировать. Для каждой операции должна быть задана её сигнатура. Этап заканчивается, когда заказчик прочитает документ с приложением и подпишет его.

2. На втором этапе вам потребуется формально оформить требования для не менее чем десяти операций в виде спецификаций на языке RSL. Список операций, для которых требования формализуются, должен быть согласован с разработчиком.

Этап заканчивается, когда у разработчика не останется вопросов по спецификации. Спецификация на RSL должна соответствовать спецификации на русском языке. Все изменения в спецификации на русском языке должны согласовываться с заказчиком.

3. На третьем этапе разработчик реализует систему в соответствии со спецификацией и передает ее заказчику. Заказчик начинает работу с ней и может выявить несоответствия своим ожиданиям. Если эти несоответствия являются следствием неполноты или некорректности вашей спецификации, то ваш начальник принимает решение, надо ли обновлять и пересогласовывать спецификации.

Электронный адрес заказчика: Petr.Nickolaevich@ispras.ru. Большинство обсуждений с ним должно происходить по электронной почте, но если потребуется можно договориться о личной встрече.

Иван Семенович находится в другом городе, связаться с ним можно по адресу Ivan.Semenovish@ispras.ru. Электронный адрес Вашего менеджера: Anton.Egorovich@ispras.ru.

Оценка за данную работу выставляется начальником по результатам обсуждения с заказчиком и разработчиком.

Существенно негативными моментами являются

  • несогласованное с начальником невыполнение работы в срок;
  • несоответствия, выявленные на третьем этапе, по причине проблем в вашей спецификации.

Построение контекстной среды обучения является эффективным инструментом для повышения качества обучения студентов и способствует подготовке  специалиста, готового к включению в профессиональную среду и к дальнейшему самостоятельному развитию в условиях непрерывного технологического прогресса. Однако, в рамках существующих учебных программ и устоявшихся подходов единомоментное изменение используемых методов невозможно, поэтому необходимо вести постепенное внедрение, основанное на выборе наиболее подходящих механизмов формирования контекстной среды в зависимости от конкретных обстоятельств.

Список использованных источников
  1. А.А.Вербицкий. Компетентностный подход и теория контекстного обучения. Москва, 2004. Материалы к четвертому заседанию методологического семинара 16 ноября 2004 г.
  2. В.В.Кулямин, В.А.Омельченко, О.Л.Петренко. Формирование профессиональных компетенций современного разработчика ПО. Труды ИСП РАН т.9, 2006.
  3. О.Л.Петренко. Технология «Дебаты» на уроках права. Ж. «Право в школе» №3, 2009, стр.11-15.
  4. А.М.Матюшкин. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. М, 1972, стр. 193.
  5. В.В.Репкин. Учитель в системе развивающего обучения, Методист, №3, 2003 г., стр.46-48.
  6. О.Л.Петренко, А.В.Хорошилов. “Создание контекстной среды для подготовки ИТ-специалистов”. Сборник докладов 7-ой всероссийской конференции “Преподавание ИТ в России”, Йошкар-Ола, 18 19 мая 2009 г.
Тип выступления  Устное выступление и публикация
Уровень образования  Высшее профессиональное
Ключевые слова  Контекстное обучение, ролевые игры, проблемные ситуации, преподавание ИТ-дисциплин