CC BY
77
Использование кейс-метода для формирования компетенций магистрантов в области улучшения процессов разработки программного обеспечения
Мишнев Борис Федорович, профессор, д.инж.н., кафедра программной инженерии, Институт транспорта и связи, ул. Ломоносова, 1, г. Рига, LV-1019, Латвия, (371)67100590 bfm@tsi.lv
Аннотация
Использование кейс-метода (или кейсов) при подготовке менеджеров широко применяется в профессиональных программах MBA (Master of Business Administration). Применение такого подхода для обучения магистрантов в программах по компьютерным наукам имеет ряд особенностей и в академической литературе практически не описан. Автор статьи излагает свой многолетний опыт использования кейсов в программах подготовки магистров компьютерных наук и информационных систем с целью формирования требуемых компетенций. Обсуждаются методика и конкретные задания для кейсов, которые были разработаны на основе личного опыта работы автора в ИТ индустрии.
Case-method (or cases) is widely used in the professional MBA programs (Master of Business Administration) for the preparation of managers. This approach to teaching master students in computer science programs has a number of specific features and almost not described in the academic literature. The author outlines his long experience in the use of case studies in the training of masters in computer science and information systems in order to create the required competencies. A technique and the specific tasks for cases, which are based on the personal experience of the author in the IT industry, are discussed.
Ключевые слова
модели качества, зрелость процессов, проектные команды, управление проектом
quality models, maturity of processes, project teams, project management
Введение
Метод кейсов (англ. Case method, кейс-метод, метод конкретных ситуаций, метод ситуационного анализа) — техника обучения, использующая описание реальных экономических, социальных и бизнес-ситуаций. Обучающиеся должны исследовать ситуацию, разобраться в сути проблем, предложить возможные решения и выбрать лучшее из них. Кейсы основываются на реальном фактическом материале или же приближены к реальной ситуации [1].
В данной работе предлагается набор кейсов с описанием технологии их использования на основе ситуаций, характерных ИТ проектов, направленных главным образом на разработку программного обеспечения (ПО). Особенностью этих кейсов является их тесная связь с понятием зрелости процессов разработки ПО в соответствии с моделью CMMI [2]. Кроме того, формой организации процесса решения задачи является проектная работа в командах, что позволяет объединить кейс-метод с проектным подходом к обучению [3]. Автор разделяет мнение А. Ю.
Наугольных, что «эффективное обучение пониманию возможно только в том случае, если учебный процесс будет максимально приближен к реальной профессиональной деятельности» [4].
Кейс-метод и практика его использования
Кейс-метод относят к проблемным методам обучения. Проблемные методы базируются на целевой установке «От проблемы - к знанию!».
К достоинствам проблемного обучения относятся следующие [5]:
• студенты включаются в активную интеллектуальную и практическую деятельность;
• формируются интеллектуальные умения;
• проблемное обучение дает более глубокие знания;
• проблемное обучение является естественным обучением.
При применении проблемных методов необходимо учитывать основные условия проблемного обучения:
• проблема должна вызывать интерес у обучаемого;
• должна быть доступна его пониманию (т. е. опираться на уже имеющиеся
знания);
• лежать в «зоне ближайшего развития», т. е. быть одновременно и посильной и не слишком тривиальной;
• давать предметное знание в соответствии с учебными планами и программами;
• развивать профессиональное мышление.
К достоинствам кейс-метода следует отнести:
• получение навыков решения реальных проблем;
• получение навыков работы в команде;
• выработка навыков простейших обобщений;
• получение навыков презентации;
• получение навыков пресс-конференции, умения формулировать вопрос, аргументировать ответ.
В то же время существуют серьезные недостатки этого метода:
• во-первых, сложность, т. к. метод содержит в себе другие методы;
• во-вторых, особый стиль обучения, предполагающий активное участие преподавателя в работе студентов и требующий от преподавателя специальных навыков и знаний;
• в-третьих, относительно большие трудозатраты для достижения необходимой эффективности использования метода кейсов (в смысле сопоставления трудозатрат на подготовку и реальных результатов обучения).
Надо отметить, что использование принципов проблемного обучения отрицает наличие однозначного ответа на познавательный вопрос и предполагает наличие нескольких ответов, которые могут соперничать между собой по степени истинности. Это создает ведущему занятия преподавателю дополнительную проблему по управлению текущей ситуацией в процессе «решения» кейса.
Результатом применения кейс-метода могут являться не только знания студентов, но и навыки их профессиональной деятельности, что позволяет говорить о формировании профессиональной компетенции.
Общепринятая технология кейс-метода довольно проста. По определенным правилам разрабатывается модель конкретной ситуации, произошедшей в реальной жизни, в которой отражается тот комплекс знаний и практических навыков, которые студенты должны получить. Эта модель представляет собой текст, описывающий
реальную ситуацию, который и называют "кейсом". Студенты изучают кейс, привлекая к этому материалы лекционного курса и другие самые различные источники информации. После этого идет подробное обсуждение содержания с целью выработки решения проблемы. При этом преподаватель выступает в роли ведущего, генерирующего вопросы, фиксирующего ответы, поддерживающего дискуссию, т. е. в роли диспетчера процесса сотворчества [6].
Использование кейс-метода (или кейсов) при подготовке менеджеров широко используется в профессиональных программах MBA (Master of Business Administration). Существуют публикации с описанием применения кейс-метода в преподавании общественных дисциплин, биологии, в том числе в средней школе [7]. Применение такого подхода для обучения магистрантов в программах по компьютерным наукам имеет ряд особенностей и в академической литературе практически не описано.
Специфической особенностью использования кейс-метода, описанного в данной статье, является отображение основных процессов и разрабатываемой студентами документации на требования модели зрелости процессов CMMI. Другими словами, наряду с формированием профессиональных компетенций по отдельной области процессов, например, планированию или работе с поставщиком, магистранты усваивают понятия зрелости процессов (рис. 1).
Рис. 1. Соответствие используемых кейсов уровням зрелости модели CMMI
Практика использования кейс-метода для подготовки магистров в области компьютерных наук
Опишем использование кейс-метода для подготовки магистров в области компьютерных наук на примере курса «Модели качества программных и информационных систем», читаемого в настоящее время в институте транспорта и
связи (г. Рига, Латвия), для магистрантов программ по компьютерным наукам и информационным системам управления.
Нами были разработаны, описаны и используются более десяти кейсов для подготовки магистрантов. В статье рассматриваются 5 основных кейсов со следующими условными названиями: «Производство продукта», «Планирование проекта», «Разработка требований», «Выбор поставщика» и «Улучшение процесса».
Для выполнения кейсов магистранты распределяются в проектные команды в составе 3-5 человек с избираемым (и сменяемым) руководителем. Команды, как правило, сохраняются на протяжении изучения целого предмета, что позволяет дополнительно формировать у них устойчивые профессиональные компетенции работы в проекте.
Описание каждого кейса имеет единую структуру, а также общий формат документов, которые студенты создают в процессе выполнения задания.
Структура каждого кейса содержит следующие обязательные элементы.
1. Задание на кейс, содержащее описание практической ситуации и проблемы, которую надо решить.
2. Инструкции по решению проблемы разной степени детализации для разных уровней зрелости организаций (для 1-го уровня - практически отсутствует, для 3-го уровня - описывает стандартные требования, для 5-го уровня - предлагается подробный тренинг).
3. Исторические данные по данному кейсу для анализа и принятия решений (статистические данные о характеристиках процессов и продукта для высоких уровней зрелости организации).
4. Шаблоны документов для отчетности (начиная со 2 уровня зрелости организации).
Если это необходимо, то при рассмотрении кейса в качестве помощи по решению проблемы может быть предоставлен видео клип, доступный на сайте e-TSI ^^.к) [8]. Пример кадра такого обучающего видео представлен на рисунке 2.
Рис. 2. Пример обучающего видео на УоиТиЬе для кейса «Определение организационного процесса» [10]
Интересным моментом является изменения требований по определению задания и документированию результатов для разных кейсов в зависимости от изменений требований к зрелости организации. Например, кейс «Производство продукта», соответствующий первому уровню зрелости организации, кроме получения самого продукта и публичной проверки его качества вообще не требует от членов команды оформления каких-либо документов. Одновременно команде не
предоставляется никакой конкретной информации по истории производства аналогичных продуктов в ИТ организации. Начиная со второго уровня зрелости организации (например, для кейса «Планирование проекта»), уже обязательно наличие архива ранее выполненных проектов, заполненного плана проекта и после проектного анализа ("post mortem review'") результатов выполнения текущего проекта.
Работа с кейсом разбивается на три фазы: подготовка, решение проблемы и публичное обсуждение полученных результатов (отдельно для каждой команды). Соответственно каждая фаза занимает, примерно, 30 минут. После создания команд создается иерархическая система коммуникации - члены команды общаются между собой и с руководителем. Руководители от имени команды общаются с преподавателем и другими руководителями проектов. Это дает возможность эффективно работать одновременно с группами в 15-20 человек, т.е. выполнять параллельно аналогичные проекты в 3-5 командах.
Работа с кейсами поддерживается системой дистанционного обучения института e-TSI, созданной на базе системы Moodle, где хранятся все необходимые материалы по каждому кейсу, доступные членам команд в режиме on-line [9]. Практика показала, что для работы с описанными кейсами не требуется использование выделенного компьютерного класса - достаточно иметь 1-2 ноутбука на команду с доступом в Интернет (к материалам сайта e-TSI). Часть материалов, для удобства работы, раздается на занятии в печатном виде. Результаты работы оформляются командами в виде единого электронного отчета (начиная со 2-го уровня зрелости организации, т.е. с кейса «Планирование проекта») и загружаются в систему e-TSI индивидуально каждым членом команды для проверки преподавателем. Результаты проверки фиксируются в e-TSI и обсуждаются на последующих занятиях по предмету.
Ниже приведем краткие описания учебных заданий (решаемых проблем), которые получают магистранты во время выполнения некоторых кейсов.
1. Кейс «Производство продукта» - создание продукта (словаря сокращений терминов CMMI) в бумажном виде на основе ad hoc процесса разработки.
2. Кейс «Планирование проекта» - разработка плана проекта на основе заданных требований (определение фаз проекта, сроков, трудозатрат и артефактов).
3. Кейс «Разработка требований» - создание набора требований к информационной системе на основе трех интервью представителей заказчика (требования описываются в соответствии с заданным стандартом).
4. Кейс «Выбор поставщика» - осуществляется выбор поставщика программного продукта с использованием экспертного оценивания на основе ограниченного объема данных по каждому поставщику.
5. Кейс «Улучшение процесса» - разрабатываются предложения по улучшению бизнес-процесса регистрации пользователей на указанном сайте и план по внедрению предложенных изменений программного обеспечения на этом сайте с оценкой ожидаемого эффекта.
Отметим, что оригинальные документы по разработке программного обеспечения, шаблоны проектов и отчеты магистрантов используются на английском языке.
Оценка практики использования кейс-метода как средства формирования компетенций в области информационных технологий
На основании многолетнего опыта использования описанных выше кейсов можно сделать некоторые выводы и дать ряд рекомендаций.
Во-первых, возможность успешно разрабатывать и проводить занятия с использованием кейс-метода определяется, главным образом, личным опытом преподавателя, в частности, наличием опыта работы в ИТ индустрии. Создать актуальный учебник по профессиональным кейсам для использования начинающими преподавателями в силу известных особенностей ИТ отрасли (сложность, быстрое развитие и непрерывное обновление) не представляется возможным. Впрочем, это противоречит и самой сущности кейс-метода, которая не предполагает наличия классических вузовских учебников.
В-вторых, кейс-метод дает самые широкие возможности контекстного обучения, что позволяет максимально приблизиться к имитации профессиональной деятельности ИТ специалиста, которая требует владения разными взаимно дополняющимися компетенциями. Например, необходимо быть способным реалистично оценивать сроки и трудозатраты на выполнение заданий по разработке отдельных фрагментов программного кода и одновременно решать задачу архитектурного проектирования программной системы с соответствующим выполнением декомпозиции задач для программистов (WBS).
В-третьих, разработка нового кейса и правильное, с точки зрения обучения необходимым профессиональным компетенциям, встраивание его в учебный процесс занимает длительное время (иногда несколько лет!). Такая разработки возможна только с использованием конкретного опыта ИТ организации, имеющей необходимый уровень зрелости процессов. Она требует ряда итераций, т.е. реального использования материала в учебном процессе с его последующей переработкой и накоплением архива материалов.
Каждое описание кейса обязательно сопровождается планируемым результатом обучения: перечнем знаний, умений и компетенций, которые должны использоваться и/или формироваться в конкретном кейсе ("learning outcome" - LO). Пример такого перечня приведен в таблице 1.
Таблица 1.
Пример LO для кейса «Разработка требований»
№ Описание способности студента Уровень
1 Формулировать требования к разработке и оформлению требований Знание
2 Выделять функциональные требования из текстового описания Умение
3 Определять возможность верификации требований Умение
4 Организовывать и обеспечивать разработку требований в проекте Компетенция
Одной из самых важных компетенций, которая формируется в результате выполнения рассматриваемого набора кейсов, является способность магистрантов использовать процессный подход и реализовывать непрерывное улучшение процессов разработки программного обеспечения. Преподаватель в обязательном порядке должен был обращать внимание магистрантов на необходимость определения конкретных реализуемых процессов с целью возможности их текущей оценки и дальнейшего совершенствования.
В процессе изучения курса «Модели качества программных и информационных систем» у магистрантов формировалось умение работать с проблемами, как-то их фиксация, анализ, принятие решения на устранение или эскалацию. Вводилось понятие «владельца проблемы» (problem owner) и формировалось отношение к проблемам как источникам дальнейшего развития процессов и продуктов. В ходе выполнения кейсов проблемы записывались проектными командами и, после окончания проекта, обязательно анализировались ("post mortem analyses").
Отметим, что используемая форма кейс-метода весьма позитивно воспринимается магистрантами и как ролевая игра (например, исполнение роли руководителя проекта, представителя заказчика или ответственного за качество), и как выполнение профессионального проекта по решению конкретной практической задачи (например, выбор поставщика или формирование требований, соответствующих установленным стандартам фирмы). Как показывают регулярные ежегодные анкетирования магистрантов после окончания курса, подавляющее большинство (80-90%) оценивает использование кейс-метода как сильную сторону данного курса.
Существует также ряд характерных трудностей, которые могут возникать у преподавателей и магистрантов в ходе реализации кейса.
Во-первых, проектная команда не может успешно работать, если в ее составе нет ни одного магистранта, имеющего опыт работы в ИТ проектах. Поэтому надо обязательно распределить магистрантов с необходимым опытом между всеми командами. Наличие в группе большого количества «непрофильных» магистрантов может существенно осложнить выполнение кейса. Такой случай будет требовать особого подхода преподавателя - увеличения объема методических материалов по кейсу и усиления индивидуальной помощи во время кейса.
Во-вторых, с целью уложиться в ограниченное время выполнения проекта (это время может быть от 15 до 45 минут) преподаватель обязательно должен вовремя консультировать каждую проектную команду, подсказывать возможные варианты практических решений и пояснять их последствия. Возможность получения помощи (обучения) во время реализации проекта должно восприниматься магистрантами как улучшение зрелости самого процесса.
В-третьих, с целью овладения приемами совершенствования процессов разработки магистранты должны правильно распределять свои командные усилия между собственно решением задачи (получением продукта) и определением процесса решения этой задачи (планированием, мониторингом, контролем качества и др.). Увлечение порывом «сразу бросить все силы на достижение максимального конечного результата» без организации процесса достижения этого результата можно допустить только для последующего показательного разбора результата проекта, который, как правило, является провальным. Напомним, что разбор результатов решения задачи по окончанию проекта (post mortem review) является обязательным требованием каждого кейса. При этом члены проекта экспертно определяют зрелость его процессов согласно модели CMMI.
Заключение
В статье описан опыт использования кейс-метода для формирования компетенций магистрантов в области компьютерных наук и информационных систем по курсам «Качество процессов разработки программного обеспечения» и «Модели качества программных и информационных систем». Выявлена специфика использования кейс-метода в предметах магистерских программ по компьютерным наукам. Приведены краткие описания кейсов с указанием примеров конкретных
формируемых компетенций магистрантов. Особенностью рассматриваемых кейсов является акцент на контекстное изучение методов непрерывного улучшения процессов разработки программного обеспечения, которое выполняется на основе модели зрелости процессов (CMMI).
Таким образом, рассмотренный опыт применения кейс-метода для обучения магистрантов, с учетом сделанных рекомендаций, может быть предложен для использования и другими вузами, реализующими магистерские программы из области информатики и вычислительной техники.
Литература
1. Barnes L., Christensen R., Hansen A. Teaching and the Case Method, Instructor's Guide. - 3rd Edition. - Harvard Business Publishing, 1994. - 424 p.
2. CMMI(R) for Development. - Version 1.3. - CMU/SEI-2010-TR-033, 2010. - 482 p.
3. Махотин Д. А. Проектный подход к технологии обучения в системе высшего профессионального образования // Качество. Инновации. Образование. -2005. - № 1. - С. 11-21.
4. Наугольных А. Ю. Проектный подход к обучению пониманию будущих переводчиков. URL: http://sciournal.ru/articles/issn 1997-2911 2008 11 42.pdf (дата обращения: 05.04.2016).
5. Юрий Сурмин. Что такое кейс-метод? Взгляд теоретика и практика. URL: http://www.casemethod.ru/about.php7id submenu=1 (дата обращения: 05.04.2016).
6. Ларионова И. М., Кейс-метод как современная технология личностно-ориентированного обучения. URL: http://nsportal.ru/forum/biologiya/2012/ 06/14/kevs-metod-kak-sovremennava-tekhnologiva-lichnostno-orientirovannogo (дата обращения: 05.04.2016).
7. Инновационные методы обучения и воспитания в высшей школе. Опубликовано 19.03.2012. URL: http://rudocs.exdat.com/docs/index-446163. html?page=12 (дата обращения: 05.04.2016).
8. B. Misnevs. "Software Engineering Competence Evaluation Portal", Procedia Computer Science, March, 2015. - Р. 11-17.
9. Rice W. Moodle E-Learning Course Development. - Third Edition, 2015. - 350 p.
10. Training CMMI OPD (YouTube), User: Boriss Misnevs, 2014. URL: https://www.voutube.com/watch?v=FZN6IsJixVY&feature=voutu.be (дата обращения: 05.04.2016).
