CC BY
26
УДК 371.3 : 681.14
Е. Г. СОРОКА Л. В. СМОЛИНА
Омский государственный педагогический университет
ПРОБЛЕМА
ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЕТЕНЦИИ В СФЕРЕ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ 1Т-СПЕЦИАЛИСТОВ В ВУЗЕ
В статье рассматриваются вопросы, связанные с формированием компетенции в сфере управления качеством программных продуктов у будущих 1Т-специалистов. Анализируются подходы к образовательному процессу, обеспечивающие развитие данной компетенции.
Ключевые слова: компетенция, компетентностный подход, компетентность, процесс разработки, качество программного продукта, управление качеством.
Современный этап развития цивилизации характеризуется интенсификацией информационных процессов и информационных технологий (information technology — IT), которые становятся важнейшими составляющими жизнедеятельности человека и общества и предъявляют высокие требования к качеству, достоверности и безопасности информации. Динамичные процессы информатизации человеческой деятельности кардинально трансформируют структуру организации труда, вызывают появление целого ряда новых специальностей (IT-специальнос-тей) и профессий, сферой деятельности которых является анализ, проектирование и сопровождение информационных систем, а также компьютерных программных продуктов [1]. IT-специалист — это специалист, который получил образование в области информатики и ИКТ (информационных и коммуникационных технологий), позволяющее ему профессионально заниматься как созданием, внедрением и анализом, так и сопровождением профессионально-ориентированных информационных систем в предметной области (экономика, образование и др.).
В этой связи одной из важнейших задач современного образования является подготовка IT-специалиста на основе компетентностного подхода, ключевым понятием которого определяется понятие компетенции как совокупности взаимосвязанных качеств личности (знаний, умений, навыков, способов деятельности), задаваемых по отношению к определенному кругу предметов и процессов, необходимых для качественной продуктивной деятельности. При планируемом переходе к подготовке IT-специалистов на основе государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования (ГОС ВПО) третьего поколения компетенцию следует рассматривать как комплексную характеристику способности выпускников демонстрировать и применять полученные в результате освоения образовательной программы знания, умения, интеллектуальные и практические навыки, личностные качества в стандартных и изменяющихся ситуациях профессиональной деятельности.
В обобщенном плане «профессиональные компетенции» проявляются через личные возможности выпускника вуза, которые позволяют ему самостоятельно и достаточно эффективно решать профессиональные задачи (формулируемые им самим или руководством организации) путем применения известных теоретических моделей при анализе конкретных ситуаций, выработки алгоритма принятия решения, умения делать логические обобщения и выводы, используя доступную информационную базу [2, 3]. Сферы профессиональной деятельности ^-специалиста разнообразны: проектно-техноло-гическая, экспериментально-исследовательская, аналитическая, маркетинговая, эксплуатационная. Решение профессиональных задач ^-специалистами базируется на соответствующих требованиях к квалификации, которые проявляются в их трудовой деятельности:
— владение методиками анализа предметной области и проектирования профессионально-ориентированных информационных систем (ИС), а также методами системного анализа в предметной области;
— умение формулировать основные технико-экономические требования к разрабатываемым профессионально-ориентированным ИС и решать задачи их создания на основе применения различных методов проектирования, выполнять работы по развитию возможностей ИС на всех стадиях их жизненного цикла;
— обладание профессиональной способностью ставить задачу системного проектирования локальных и глобальных сетей, организовывать диалог между человеком и информационной системой, проводить выбор интерфейсных средств при построении сложных профессионально-ориентированных ИС;
— готовность к решению задач унификации программного и информационного обеспечения предметной области, сертификации программных продуктов, приведения их к требованиям действующих стандартов, использование международных стандартов обработки информации и обмена данными [4].
Развитие современных информационных систем сопровождается усложнением их функционального
наполнения, а также унификацией профессионально-ориентированного программного и информационного обеспечения, что требует от IT-специалистов постоянного профессионального совершенствования в сфере управления качеством программных продуктов. Под «качеством программных продуктов» понимается степень соответствия функциональных, технических, эксплуатационных характеристик продукта требованиям потребителя.
Управление качеством характеризуется как целенаправленный процесс воздействия на объекты управления, осуществляемый при создании и использовании продукции (услуги) в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня ее качества, удовлетворяющего потребителей и общество в целом. Оно включает методы и виды деятельности оперативного характера, используемые для выполнения требований к качеству.
Одним из эффективных средств решения задачи «управления качеством программных продуктов» является стандартизация, которая проявляется в комплексном и скоординированном применении международных и государственных стандартов информационных технологий, придающих более четкий характер взаимодействию заказчика, разработчика и пользователя программного обеспечения, а также позволяющих упорядочить разработку, эксплуатацию и сопровождение программных средств [5]. В состав структуры управления качеством программного продукта входят следующие компоненты:
1. Планирование качества программного продукта предполагает выявление требований к качеству программного продукта и определение путей их удовлетворения. Проводится анализ экономических затрат и выгод; устанавливается целевой уровень качества программного продукта (с учетом требований стандартов), а также могут проводиться эксперименты на основе применения метода быстрого прототипирования RAD (Rapid Application Development) или других методов объектно-ориентированного проектирования. В результате разрабатывается план качества, который должен описывать конкретные мероприятия с указанием сроков, ответственных за выполнение, критерии оценки программного продукта, бюджет его разработки, процедуры проведения контрольных и испытательных мероприятий, перечень контрольных показателей.
2. Обеспечение качества программного продукта осуществляется в соответствии с планом качества и предполагает регулярную проверку хода разработки программного продукта в целях установления соответствия требованиям к его качеству. В этой связи проводятся контрольные и испытательные мероприятия, анализируются данные и показатели качества программного продукта (мобильность, надежность, эффективность, понятность и т.д.).
3. Контроль качества программного продукта предполагает отслеживание конкретных результатов деятельности разработчиков по созданию программного продукта в целях определения его соответствия стандартам и требованиям к качеству. Проводятся проверки, статистические выборки по результатам тестирования, строятся контрольные карты, диаграммы Парето (диаграммы несоответствий).
Каждый компонент структуры управления качеством программного продукта имеет определенные цели, процедуры анализа и критерии оценки (стандарты). При этом надо учитывать, что в любом проекте есть свои особенности, поэтому стандарты следует применять как «образец», использовать как
«ориентир» в современном мире информационных технологий [6].
Разработка качественного программного продукта — это творческий процесс, опирающийся на стандарты информационных технологий, которые содержат общие критерии оценки, устанавливают наиболее прогрессивные показатели его качества. Умение обоснованно выбирать и применять стандарты информационных технологий является основой для квалифицированного подхода к решению задач унификации профессионально-ориентированного программного и информационного обеспечения, проведения сертификации программных продуктов, создания интерфейсов для информационных систем, использующих разные стандарты, обеспечения качества программного продукта на протяжении всего жизненного цикла (ЖЦ), что является важнейшим компонентом профессиональной подготовки ^-спе-циалиста.
Предлагается такой подход к решению проблемы формирования у будущих П-специалистов компетенции в сфере управления качеством программного продукта, который базируется на последовательном освоении ими научно обоснованной системы стандартов информационных технологий при изучении комплекса дисциплин информатической подготовки. Это позволило выделить состав данной компетенции, когда будущий ^-специалист:
— способен конструировать программы с учетом критериев качества программного продукта, создавать сопроводительную документацию;
— готов эффективно использовать информационные технологии, применять критерии оценки;
— способен создавать единую информационную среду, удовлетворяющую общепризнанным стандартам и обеспечивающую взаимодействие приложений и данных;
— умеет решать вопросы эффективности, безопасности, диагностики, восстановления, и оптимизации операционных систем, расширять возможности пользователя;
— способен работать в различных программных средах при создании информационных систем с учетом целостности систем и программных средств (ПС);
— умеет разрабатывать программное обеспечение в соответствии с требованиями стандартов, проводить тестирование, отладку;
— владеет методами анализа информационных процессов и закономерностей;
— способен обеспечивать целостность баз данных, удобный интерфейс пользователя;
— умеет применять методы качественного и количественного оценивания систем с использованием показателей качества и критериев оценки;
— способен проводить мониторинг внедрения информационных технологий и информационных систем, оценку и анализ их качества с помощью метрик;
— готов применять стандарты в области создания и документирования программных средств;
— способен проводить разработку и оценку характеристик качества и надежности программного обеспечения;
— умеет формулировать цели, задачи, требования к программным средствам, обеспечивать качество интерфейса, применять методы тестирования, составлять документацию на всех этапах проекта;
— готов оценивать степень надежности программного средства, т.е. его способность безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с доста-
Непрерывная информатическая подготовка ГГ-специалиста
Таблица 1
Дисциплины Учебные семестры
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Информатика и программирование
Информационные технологии
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Операционные системы, среды и оболочки
Технология программирования
Информационные системы
Высокоуровневые методы информатики и программирования
Базы данных
Теория систем и системный анализ
Информационный менеджмент
Экономика информатики
Разработка и стандартизация программных средств и информационных технологий
Проектирование ИС
Надежность информационных систем
Информационные системы в бухгалтерском учете
Информационная безопасность
точно большой вероятностью (с учетом последствий каждого отказа);
— умеет применять международные стандарты информационного обмена;
— готов проводить анализ способов нарушений информационной безопасности;
— способен нести ответственность за качество своей профессиональной деятельности.
В табл. 1 представлены по семестрам дисциплины непрерывной информатической подготовки 1Т-спе-циалиста, отражающей опыт организации учебного процесса для студентов, обучающихся по специальности «Прикладная информатика (в экономике)» на экономическом факультете Сибирского института бизнеса и информационных технологий.
Компетенция включает следующие составляющие: когнитивную (знания и опыт); функциональную (умения, владение); личностную, предполагающую поведенческие умения в конкретной ситуации; этическую (наличие определенных личностных и профессиональных ценностей). Так, уже на первом курсе студенты получают представление о качестве программного продукта при изучении дисциплины «Информатика и программирование» (табл. 1), когда они знакомятся со стандартами построения схем, алгоритмов, программ, данных и систем (ГОСТ 19701 Единой системы программной документации); осваивают языки программирования Бейсик, Паскаль (ГОСТ 27787-88, ГОСТ 28140-89) [5].
Кодирование и тестирование являются фундаментальными основами освоения технологии создания
программного обеспечения. Следует акцентировать внимание студентов на том, что создание программного продукта (ПП) в соответствии с требованиями стандартов экономит время разработки, позволяет избежать большого количества ошибок. Работы по отладке (локализации и исправления ошибок) и тестированию ПП (обнаружению логических ошибок, ведущих к выдаче неправильных результатов), проведенные в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93 «Информационная технология. Оценка программного продукта. Характеристики качества и руководство по их применению», повышают его надежность и качество [5].
Важно сформировать у студентов понимание, что качество программного продукта создается и поддерживается на всех этапах его жизненного цикла. Реализация процессов оценки должна сопрягаться с этапами жизненного цикла программного продукта, определенными стандартом ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99 «Информационные технологии. Процессы жизненного цикла программного обеспечения» [6]. Каждый этап жизненного цикла программного продукта вносит свой вклад в управление качеством программного продукта (планирование, обеспечение, контроль качества).
Визуальное моделирование можно рассматривать как центральное звено деятельности по созданию качественного программного обеспечения (ПО). Модели строятся для того, чтобы понять структуру и поведение разрабатываемого программного продукта, облегчить управление процессом его создания, умень-
шить возможные риски. Моделирование, как правило, выполняется с помощью программно-технологических средств специального класса — CASE-средств (CASE — Computer Aided Software Engineering), которые позволяют в наглядной форме представлять предметную область, анализировать модель на всех стадиях разработки и сопровождения ПО. Современные CASE-средства охватывают обширную область поддержки различных технологий проектирования и программирования от простых средств анализа и документирования до полномасштабных средств автоматизации. Выбор CASE-средств для конкретного применения зависит как от целей и потребностей проекта, так и от профессиональной компетенции IT-специалиста. Он должен иметь навыки построения моделей программных систем с использованием функционально-ориентированного подхода и объектно-ориентированного подхода.
Функционально-ориентированный подход к моделированию предполагает применение метода структурного анализа и проектирования SADT (Structured Analysis and Design Technique), построение диаграмм потоков данных DFD (Data Flow Diagrams), диаграмм «сущность-связь» ERD (Entity-Relationship Diagrams) с помощью таких инструментальных средств как ERwin, BPwin. Объектно-ориентированный подход характеризуется способностью отражать динамическое поведение системы на основе применения методов визуального представления информации, построения диаграмм в реальном масштабе времени, использования многообразной цветовой палитры. Для объектно-ориентированного моделирования разработан унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language), который поддерживается CASE-средствами Rational Rose, Microsoft Visio, ARIS Toolset и др. Применение возможностей этих инструментальных средств позволяет сократить временя разработки и повысить экономическую эффективность программного продукта, что является одним из важнейших компонентов его качества.
В процессе обучения у будущих IT-специалистов должно формироваться комплексное представление о стандартизированных правилах создания программного продукта, понимание необходимости их применения на практике в процессе управления качеством программного продукта на протяжении его жизненного цикла. Систематизировать теоретические знания, отработать практические навыки в сфере управления качеством программных продуктов, подготовить будущих IT-специалистов к проектированию информационных систем и, соответственно, заложить фундамент для выполнения выпускной квалификационной работы, призвана дисциплина «Разработка и стандартизация программных средств и информационных технологий». Теоретическая компонента содержания обучения данной дисциплине осваивается студентами на лекционных и семинарских занятиях. Главной целью проведения семинарских и лабораторных занятий определяется закрепление теоретических знаний в процессе выполнения учебных заданий и взаимосвязанных прикладных задач, позволяющих продемонстрировать на конкретном примере возможности применения подходов к качеству программного обеспечения.
Методические особенности проведения лабораторных занятий заключается в том, что учитывается фактор предварительной информатической подготовки студентов (табл. 1), поэтому им предлагается выполнить комплексную разработку программного средства (ПС) в конкретной предметной области.
Программное средство должно быть ориентировано на пользователя, иметь эффективный интерфейс и средства защиты от несанкционированного доступа, протестировано, тестовые наборы данных и результаты — описаны. Проводится оценка качественных и количественных показателей надежности ПС, анализируются технико-экономические показатели разработки ПС. Особое внимание уделяется правильному оформлению программной документации в соответствии со стандартами Единой системы программной документации (ЕСПД).
В качестве одной из итоговых форм контроля определяется расчетно-графическая работа, предусматривающей разработку и оценку программного продукта на основе анализа предметной области, требований заказчика, применения стандартов информационных технологий. В ходе выполнения данной работы необходимо в соответствии со стандартами выделить стадии жизненного цикла, описать основные, вспомогательные и организационные процессы, определить набор действий и состав задач каждого процесса, охарактеризовать показатели качества, описать методы тестирования, дать итоговую оценку качества разрабатываемого программного продукта.
Понимание особенностей организации бизнес-процессов, умение проектировать, программировать и обеспечивать эффективную эксплуатацию готовых систем автоматизации на конкретных предприятиях позволит будущему 1Т-специалисту стать одним из наиболее конкурентоспособных профессионалов, востребованных на рынке труда. Результаты освоения содержания обучения дисциплины «Разработка и стандартизация ПС и ИТ» приобретают особую значимость в процессе выполнения студентами выпускной квалификационной работы, которая предполагает разработку программного продукта в конкретной профессиональной области с учетом всех показателей качества и требований заказчика. Выпускник должен сопоставить существующий и внедряемый варианты программного продукта, рассмотреть источники повышения эффективности разработки, провести анализ затрат, необходимых для выполнения всех операций технологического процесса, изложить методику и специфику расчета экономической эффективности проекта.
Библиографический список
1. Заварзин, А. Предсказанное будущее. Эволюция 1Т-спе-циалистов по прогнозам аналитиков [Текст] / А. Заварзин // Шше. - 2007. - № 1. - С. 18-20.
2. Краевский, В. В. Основы обучения. Дидактика и методика [Текст] : учеб. пособие / В. В. Краевский, А. В. Хуторской. - М. : Издательский центр «Академия», 2007. - 352 с.
3. Лапчик, М. П. ИКТ-компетентность педагогических кадров [Текст] : монография / М. П. Лапчик. - Омск : Изд-во ОмГПУ, 2007. - 144 с.
4. Тельнов, Ю. Ф. Разработка Федерального государственного образовательного стандарта 3-го поколения по направлению «Прикладная информатика» на основе профессионального стандарта «Специалист по информационным системам» [Текст] / Ю. Ф. Тельнов // Профессиональные стандарты в области информационных технологий. - М. : АПКИТ, 2008. - С. 33-34.
5. Благодатских, В. А. Стандартизация разработки программных средств [Текст] : учеб. пособие / В. А. Благодатских, В. А. Волнин, К. Ф. Поскакалов ; под ред. О. С. Разумова. - М. : Финансы и статистика, 2005. - 288 с.
6. Маглинец, Ю. А. Анализ требований к автоматизированным информационным системам [Текст] : учеб. пособие для вузов /
Ю. А. Маглинец. — М. : Интернет-ун-т информ. технологий, 2008. — 200 с.
СОРОКА Елена Георгиевна, соискатель по кафедре теории и методики обучения информатике Омского государственного педагогического университета (ОмГПУ); старший преподаватель кафедры информационных технологий негосударственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Сибирский институт бизнеса и информационных технологий».
Адрес для переписки: e-mail: soroka_e_g@mail.ru СМОЛИНА Людмила Владимировна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры теории и методики обучения информатике ОмГПУ. Адрес для переписки: e-mail: smolina@omgpu.ru
Статья поступила в редакцию 17.02.2010 г. © Е. Г. Сорока, Л. В. Смолина
УДК 378.147 : [514.18+514.12+512.64]
Г. С. ИВАНОВ И. М. ДМИТРИЕВА
Московский государственный университет леса
Московский государственный университет пищевых производств
ИНТЕГРИРОВАННЫЙ КУРС ГЕОМЕТРИИ И ЛИНЕЙНОЙ АЛГЕБРЫ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ
Рассматривается обоснование постановки интегрированного курса начертательной, аналитической геометрии и линейной алгебры. Параллельное изучение графических и аналитических алгоритмов является геометрической основой решения конструкторских, технологических и экономических задач. Такой курс соответствует требованиям системности методики преподавания в высшей школе, обеспечивая выявление межпредметных связей.
Ключевые слова: начертательная геометрия, аналитическая геометрия, линейная алгебра, межпредметные связи.
В современных условиях организация обучения общеинженерным дисциплинам в технических вузах связана прежде всего с требованиями научно-технического прогресса. При этом в связи с введением новых государственных образовательных стандартов происходят изменения программ по каждому предмету. Заметная в последние десятилетия тенденция сокращения объема часов, отводимых на изучение курса начертательной геометрии и инженерной графики, по-видимому, имеет как объективные, так и субъективные причины:
— общепринятое мнение о начертательной геометрии как обеспечивающей дисциплине лишь курса черчения дает основание чиновникам в области образования считать ее значение постепенно снижающимся в связи с широким внедрением машинной графики в учебный процесс и инженерную практику;
— графические методы решения задач, изучаемые в традиционном курсе начертательной геометрии, потеряли свое прикладное значение и, в лучшем случае, служат лишь развитию пространственного мышления обучающихся;
— искусственный отрыв начертательной геометрии от смежных математических дисциплин (линейной и векторной алгебры, аналитической и дифференциальной геометрии) и отнесение ее к общеинже-
нерным дисциплинам лишает ее возможности быть обеспечивающей дисциплиной при изучении ряда спецкурсов или их разделов по математическому моделированию объектов и процессов.
Поэтому основная задача данной публикации состоит в обосновании необходимости пересмотра структуры и содержания курса начертательной геометрии, изменении методики ее преподавания с акцентом на выявление межпредметных связей со смежными разделами математики с целью подготовки студентов к изучению ряда спецкурсов, связанных с математическим моделированием объектов, оптимизацией технологических процессов и т.д.
Одним из основных противоречий для качественной подготовки студентов к изучению ряда специальных дисциплин является преподавание курсов начертательной геометрии, линейной алгебры и аналитической геометрии разными кафедрами без учета существующих между этими дисциплинами тесных межпредметных связей. Организационное преодоление этого противоречия путем передачи обоих этих курсов одной кафедре в недавнем прошлом было практически нереализуемо по ряду причин:
— кафедры начертательной геометрии и высшей математики втузов укомплектованы специалистами разного профиля: преподаватели кафедр начертатель-
