Стандарты и методологии современного магистерского образования В.А. Сухомлин Проф. МГУ имени М.В. Ломоносова sukhomlin@mail.ru sukhomlin@mail.ru 21 июня. - презентация

1 Стандарты и методологии современного магистерского образования В.А. Сухомлин Проф. МГУ имени М.В. Ломоносова 21 июня г., г. Архангельск

2 Производство знаний и обмен знаниями В условиях общества знаний университеты - главные источники общественного прогресса Воздействие университетов на общество, благодаря производству знаний и их распространению осуществляется по следующим направления: Образование (студенты, преподаватели и исследователи) Исследования, ориентированные на практику Инновации и коммерциализации знаний Магистры – гвардия экономики знаний!

3 Задачи магистерской подготовки 1) Планируемый результат обучения должен предполагать достижение уровня знаний, навыков и отношений (learning outcomes in knowledge, skills and attitudes), обеспечивающего эффективную самореализацию выпускников в сфере: - научных исследований, - инноваций и предпринимательства (research, innovation and entrepreneurship - (R&E&I) 2) Для этого нужны новые подходы в методическом обеспечении магистерского образования – интегрированные знание-управляемые диверсифицируемые образовательные программы

4 Диверсификация ОП Диверсификация учебных программ на основе современных образовательных методологий, направленная на подготовку востребованных инновационной экономикой кадров – основная и общая задача вузовского сообщества и бизнеса. Методологическая основа – оптимальное сочетание технологий куррикулумов, концепции интегрированных учебные программы CDIO ( Conceive – Design – Implement – Operate ); problem-led, project-led, active-led and a discipline-led подходов, capstone-практик, виртуального образования, технологий оценки образовательных программ и пр. Организационная основа – консорциумная деятельность в сфере ИТ-образования, совместная работа на базе УМС и НМС, совместное проведение конференций.

5 Основные методологии магистерского образования компетенции или проф. треки эксплуатировать ABET accreditation criteria, The 2008 European EQF characteristics Модель ЮНЕСКО для образования для всех

6

7 Современная система куррикулумов В последующее пятилетие (а процесс развития куррикуломов принял постоянный непрерывный характер и осуществляется на принципах консорциумной стандартизации) практически все указанные выше документы были переработаны и вышли в новых редакциях Современный стек куррикуломов дисциплины компьютинг включает следующие основные документы: Computing Curricula 2005 (CC2005), Computer Engineering 2004 (CE2004), Computer Science 2008 (CS2008), Information Systems 2010 (IS2010), Software Engineering 2009 (SE2009), Information Technology 2008 (IT2008) и др.

8 Архитектура современной системы куррикулумов СС2005 OntPr CC2001/ CS2001 IS2010SE 2004CE2004IT 2008K 12 CS2008 Wikil S2010 GSwE 2009 CST 2009 iSSEc (Integrated Software and System Engineering Curricular)

9 Характерные черты стандартов куррикулумов - целостность, системность, единая система понятий; - знание-ориентированность – спецификация структуры и собственно объемов знаний (body of knowledge) по профилям подготовки (до уровня тем/подтем) является основным содержанием любого куррикулума; - единая архитектура представления знаний в виде трех- четырех-уровневой иерархической структуры - на верхнем уровне иерархии - предметные области (areas), которые подразделяются на модули знаний (units), последние в свою очередь разбиваются на темы (topics), в некоторых случаях темы делятся на подтемы (subtopics); - концепция ядра – выделение в ВОК минимально необходимого содержания для всех учебных программ, что обеспечивает единство образовательного пространства, мобильность учащихся, гарантию качественности базовой подготовки;

10 Характерные черты стандартов куррикулумов - четкая спецификация профессиональных характеристик профилей, системы целей обучения, итоговых профессиональных характеристик выпускников; - рекомендации методического характера по диверсификации направлений подготовки, составлению учебных планов, компоновки курсов из модулей знаний в соответствии с выбранной педагогической стратегией реализации учебной программы, организации профессиональной практики, реализации процессов обучения; -описание учебных курсов и пакетов курсов для различных педагогических стратегий реализации куррикулумов; -интеграция усилий академических, промышленных, коммерческих и правительственных организаций в создании и непрерывной актуализации современного методического и научного обеспечения ИТ-образования

11 Модель объема знаний (Structure of the body of knowledge - BOK) CS BOK организован в виде трех-четырех уровневой иерархии: - на верхнем уровне иерархии расположены предметные области (area - disciplinary subfields) - предметные области подразделяются на тематические модули (units) -модули в свою очередь подразделяются на темы (topics) -темы разбиваются на подтемы (subtopics).

12 Архитектура CS BOK (body of knowledge) CS BOK AREA UNIT TOPIC SUBTOPIC

13 Таксономия методов диверсификации учебных программ профилизация на уровне объемов знаний (определение базовых профилей или поддисциплин компьютинга); комплексирование объемов знаний разных профилей; конфигурирование модулей объема знаний для построения треков профессиональной подготовки; стратегия покрытия ядра и реализации цикла основных курсов на основе образовательных парадигм и учебно- технологических подходов; специализация по научно-прикладным направлениям; специализация по предметным областям соответствующих объемов знаний; комбинированные способы диверсификации учебных программ.

14 Top Level Computing Ontology Concepts Intelligent Systems Mathematical Connections Programming Fundamentals Programming Languages Security System and Project Management Systems Development User Interface Algorithms and Theory Computer and Network Systems Computing Education Research Computer Graphics Computer Hardware Organization Discrete Structures Ethical and Social Concepts History of Computing Information Topics

15 Top Level Computing Ontology Concepts Davies 2, Richard LeBlanc 3, Lawrence Snyder 4, and Heikki Topi 5

16 Top Level Computing Ontology Concepts

17 Стандарты куррикулумов магистратуры В 2009 г. появился куррикулум для подготовки магистров по профилю программная инженерия - Graduate Software Engineering 2009 (GSwE2009) GSwE2009 возвестил о переносе в магистратуру технологий разработки учебных программ на базе куррикулумов с их характерными чертами - четким описанием целей и результатов обучения, детальной спецификацией объемов знаний профессионального образовательного поля, выделением обязательного набора знаний (ядра) для всех учебных программ, определением примерного перечня актуальных направлений специализации GSwE первый стандарт куррикулума магистерского уровня, созданным в рамках нового амбициозного iSSEc-проекта (Integrated Software & Systems Engineering Curriculum (iSSEc) Project - по интегрированной программной и системной инженерии) Его основным спонсором является МО США. Активную роль в проекте играют проф. Организации - Международный совет по системной инженерии (INCOSE), промышленную ассоциацию национальной обороны США (NDIA), IEEE-CS, ACM и др.

18 Содержание GSwE2009 Включает описание: - набора исходящих требований к выпускникам или результатов подготовки магистров по программам соответствующим GSwE входных требований к подготовке студентов, желающих обучаться по GSwE2009-программам - архитектурной модели куррикулума - ядра объема знаний (Core Body of Knowledge - CBOK), определяющего обязательный свод знаний для GSwE2009- программ - модифицированного метода Блума, используемого для спецификации учебных целей при изучении объема знаний - учебных курсов, содержащих материал CBOK, дополняющий свод знаний SWEBOK, взятый за основу содержания CBOK и др.

19 Содержание GSwE2009 Объем знаний GSwE2009 (и соответственно CBOK) построен в виде четырехуровневой иерархической системы структурных элементов (дидактических единиц), включающей: -предметные области на высшем уровне иерархии, -модули знаний (второй уровень), -темы и подтемы (третий и четвертый уровни соответственно) С каждой дидактической единицей связан некоторый индекс, определяющий необходимый уровень освоения этой единицы учащимся и шкалируемый с помощью модифицированного метода Блума

20 Архитектура учебных программ

21 Содержание GSwE2009 Представленная архитектура куррикулума включает: - подготовительный материал (preparatory material), владение которым необходимо при поступлении на GSwE2009-программы; - материалы ядра (core materials), т.е. CBOK; - материалы университета (university-specific materials); - материалы по выбору студента (elective materials); - обязательный capstone-проект (mandatory capstone experience), ниже которого на рисунке простирается пространство профессиональной деятельности магистра В перечне исходящих требований по программам GSwE2009 первым стоит требование к владению на магистерском уровне, входящими в CBOK знаниями, формируемыми на базе свода знаний SWEBOK, дополненного рядом тем по системной инженерии, информационной безопасности, профессиональной подготовке, человеко-машинного интерфейсу, инженерной экономике, управлению рисками, качеству программного обеспечения.

22 Содержание GSwE2009 Объем CBOK оценивается в 200 аудиторных или контактных часов, необходимых для его изучения (т.е. общих часов в четыре раза больше – 800), Это эквивалентно 5-ти семестровым учебным курсам по 40 аудиторных часов за семестр (160 общих часов на каждый курс). Структура ядра показана на рис. 7 в виде правого полукруга, состоящего из секторов, соответствующих ядерной части некоторой предметной области знаний, при этом размер сектора соответствует доли этой части в процентах относительно самого ядра. Всего в ядро входят модули из 11 предметных областей, взятых в основном из SWEBOK: A. Ethics and Professional Conduct, B. System Engineering, C. Requirements Engineering, D. Software Design, E. Software Construction, F. Testing, G. Software Maintenance, H. Configuration Management (CM), I. Software Engineering Management, J. Software Engineering Process, K. Software Quality.

23 Содержание GSwE2009

24 В заключение - объем содержащегося в CBOK обязательного для изучения материала в 200 аудиторных часов представляется весьма значительным. Это по существу около 50% всей учебной программы. Что, безусловно, - новое веяние в подготовке магистров. -анализ содержания CBOR показывает исключительно большое значение, которое отводится в GSwE2009 изучению современных международных стандартов, прежде всего в области системной и программной инженерии, включая SWEBOK, CMMI, ISO/IEC 12207, ISO/IEC 15288, пакет стандартов программной инженерии IEEE (порядка 40) - также от магистров требуется знание и рассмотренных нами образовательных стандартов компьютинга.

25 Четыре Столпа ОБУЧЕНИЯ Согласно докладу ЮНЕСКО, Международной комиссией по образованию для 21 века, образование должно быть организовано около 4 основных типа обучения. * Научиться познавать: Это можно рассматривать и как средство и цель человеческого существования. Люди должны научиться понимать окружающий их мир. * Научиться делать: обучение должно превращаться сертифицированные навыки в личной компетенции. По оценке, глядя на сочетание способностей и талантов, социальное поведение, личная инициатива и желание работать. * Учиться жить вместе: Образование должно помочь в воспитании в духе сочувствия у студентов, так что он может иметь положительное влияние на их социальное поведение на протяжении всей жизни. * Научиться быть: Целью развития является полное выполнение человеком и его развитие в комплексе, как человека, члена семьи и общины и как ответственного гражданина. attribution learning.html#ixzz1rMeBCk8ghttp:// learning.html#ixzz1rMeBCk8g

26 Особенности CDIO 1.Системный контекст (ж.ц. систем) процесса обучения 2. Структурирование планируемых результатов подготовки 3. Концепция интегрированного учебного плана 4. Интегрированное обучение 5.Опыт ведения проектно-внедренческой деятельности 6.повышение квалификации и единения профессорско- преподавательского состава и 7.аудит и оценка программы и успеваемости студентов

27 Всемирная инициатива CDIO 1. СТАНДАРТЫ CDIO (версия 2.0) Инициатива CDIO[1] - международный проект по реформированию инженерного образования, запущен в октябре 2000 года.[1] Видение проекта - предоставление студентам образования, которое подчеркивает инженерные основы, изложенные в контексте жизненного цикла реальных систем, процессов и продуктов «Задумай – Спроектируй – Реализуй – Управляй». Инициатива CDIO имеет три общих целей - обучение студентов, чтобы они могли продемонстрировать: 1. Глубокие практические знания технических основ профессии; 2. Мастерство в создании и эксплуатации новых продуктов и систем; 3. Понимание важности и стратегического значения научно-технического развития общества. Инициатива CDIO создает ряд ресурсов, один из которы, – стандарт CDIO

28 CDIO Syllabus v1.0 at the Second Level of Detail CDIO - CONCEIVING, DESIGNING, IMPLEMENTING, AND OPERATING SYSTEMS IN THE ENTERPRISE, SOCIETAL AND ENVIRONMENTAL CONTEXT DISCIPLINARY KNOWLEDGE AND REASONING PERSONAL AND PROFESSIONAL SKILLS AND ATTRIBUTES INTERPERSONAL SKILLS: TEAMWORK AND COMMUNICATION

29 Всемирная инициатива CDIO Инициатива CDIО в январе 2011 приняла 12 стандартов образовательных программ CDIO. Эти стандарты были разработаны в помощь руководителям образовательных программ, выпускникам вузов, а также промышленным партнёрам для того, чтобы сориентировать их относительно принципов, по которым будет осуществляться общественно-профессиональное признание и оценка программ CDIO и их выпускников. [1]CDIO – Conceive – Design – Implement – Operate – (с англ.) Задумай – Спроектируй – Реализуй – Управляй прим. пер. Дополнительные сведения об Инициатива CDIO, посетите [1]

30 Всемирная инициатива CDIO В 12 стандартах CDIO прописана общая философия программы (Стандарт 1), разработка учебных планов (Стандарты 2, 3 и 4), разработка практических заданий и проектирование помещений для занятий (Стандарты 5 и 6), новые методы преподавания и обучения (Стандарты 7 и 8), повышение квалификации профессорско-преподавательского состава (Стандарты 9 и 10), а также аудит и оценка программы и успеваемости студентов (Стандарты 11 и 12). 7 из 12 предложенных стандартов являются обязательными, поскольку они отличают программы CDIO от других образовательных программ (далее обязательные стандарты отмечены звёздочкой). Остальные 5 стандартов существенно способствуют успешной реализации программы CDIO, так как они устанавливались на основании лучшего практического опыта в инженерном образовании.

31 Всемирная инициатива CDIO Стандарт 1 - CDIO как общий контекст развития Стандарт 2 - Результаты программы CDIO Стандарт 3 - Интегрированный учебный план Стандарт 4 - Введение в инжиниринг Стандарт 5 - Задания по проектированию и созданию изделий Стандарт 6 - Учебные помещения Стандарт 7 - Интегрированные учебные задания Стандарт 8 - Активное обучение Стандарт 9 - Повышение компетентности профессорско- преподавательского состава Стандарт 10 - Повышение преподавательских способностей членов ППС Стандарт 11 - Оценка усвоения навыков CDIO Стандарт 12 - Оценка программы CDIO

32 Таксономия Блума Explanation of Bloom Taxonomy Cognitive Levels Knowledge (K) Comprehension (C) Application (AP) Analysis (AN) Synthesis (S) Evaluation (E)

33 Таксономии Bloom Taxonomy of Educational Objectives (Blooms taxonomy of educational is divided into three overlapping domains: the cognitive, affective, and psychomotor domain of which the first one is the most commonly used), Anderson's Revised Taxonomy (пересмотренный вариант таксономии), the SOLO Structure of Observed Learning Outcomes, Feisel-Schmitz Technical Taxonomy (таксономия технических приложений)

34 Judge: To be able to critically evaluate multiple solutions and select an optimum solution Solve: Characterize, analyze, and synthesize to model a system (provide appropriate assumptions) Explain: Be able to state the process/outcome/concept in their own words Compute: Follow rules and procedures (substitute quantities correctly into equations and arrive at a correct result, plug & chug) Define: State the definition of the concept or is able to describe in a qualitative or quantitative manner Quality of student learning (i) Feisel-Schmitz Technical Taxonomy [Feisel, L.D., Teaching Students to Continue Their Education, Proceedings of the Frontiers in Education Conference, 1986.]

35 Принципы Практико-ориентированное обучение (Hands-on education ) ориентированное на инновации и предпринимательство (E & I) Образование на основе «полезного знания» (useful knowledge ) - основам, необходимым для E & I Образование и развитие навыков в процесс E & I Образования, ведущее к самоутверждению в сфере E & I Подготовка к лидерству (leadership) Понимание глобальных перспектив Основательная базовая подготовка (10-15 курсов) Подготовка двойного назначения: подготовка ученых и практиков Акцент на технологические инновации и предпринимательство, создание сложных систем, освоение передового опыта Большое внимание современным стандартам Традиционный и проектный подход Акцент на смешанных командных проектов Использование инновационных средств обучения

36 ноября 2012г., МГУ имени М.В. Ломоносова VII Международная научно- практическая конференция «Современные информационные технологии и ИТ-образование» conf.It-edu.ru

37 СПАСИБО!