Формирование математической компетентности студентов направления подготовки «Прикладная информатика» на бипрофессиональной основе

Рассмотрим, как изменялась модель специалиста по направлению «Прикладная информатика», представленная в образовательных стандартах трех поколений. В первую очередь нас будут интересовать требования стандартов к математической подготовке.

1.1.2. Анализ образовательных стандартов трех поколений

Первое поколение стандартов. Первое поколение стандартов специальностей высшего профессионального образования не включало в себя специальности «Прикладная информатика (по областям)». Предшественницей последней являлась специальность 071900 «Информационные системы (по областям применения)» [62], утвержденная в 1994 году приказом Государственного комитета Российской Федерации по высшему образованию.

В стандарте отмечается, что информационные системы – отрасль науки и техники, предметной областью которой является совокупность средств, способов и методов человеческой активности, предназначенных для создания и применения систем сбора, хранения, передачи и обработки информации. Они же и являются объектами профессиональной деятельности выпускника.

В соответствии с ГОС первого поколения, выпускники должны быть подготовлены именно к выполнению инженерной, а точнее, к проектно-конструкторской, производственно-управленческой, экспериментально-исследовательской и эксплуатационной деятельности.

Требования к уровню подготовки подразделяются на общие требования к образованности инженера и требования к знаниям и умениям по дисциплинам. К общим требованиям относятся широкие фундаментальные знания социально-экономических процессов и явлений и умение использовать эти научные знания в различных видах профессиональной и социальной деятельности. Требования к общенаучной подготовке характеризуются широтой и фундаментальностью и сформулированы в традиционной для отечественной педагогики знаниевой терминологии.

Уже в первом поколении ГОС сформулированы требования к личностным характеристикам выпускника, таким как наличие культуры мышления, умение научно организовать свой труд, способность к адекватной оценке накопленного опыта, рефлексивному анализу своих возможностей, умение учиться новым видам деятельности и получать новые знания, способность ставить цели и формулировать задачи, готовность к совместной работе с коллегами. Однако данные требования всё еще описаны в модели «знания – умения – навыки».

Отдельно подчеркиваются требования к потенциальной мобильности выпускника – методическая и психологическая готовность к изменению вида и характера своей профессиональной деятельности, работе над междисциплинарными проектами.

Согласно данному стандарту, в области математической подготовки выпускник должен:

иметь представление:

о математике как особом способе познания мира, общности ее понятий и представлений;

о математическом моделировании систем;

знать и уметь использовать:

основные понятия и методы математического анализа, аналитической геометрии, линейной алгебры, теории функций комплексного переменного, операционного исчисления, теории вероятностей и математической статистики, дискретной математики;

математические модели информационных систем и процессов в технике;

вероятностные модели для информационных процессов и проводить необходимые расчеты в рамках построенной модели;

иметь опыт:

употребления математической символики для выражения количественных и качественных отношений объектов;

исследования моделей с учетом их иерархической структуры и оценкой пределов применимости полученных результатов;

использования основных приемов обработки экспериментальных данных;

аналитического и численного решения алгебраических уравнений;

исследования, аналитического и численного решения обыкновенных дифференциальных уравнений;

аналитического и численного решения основных уравнений математической физики.

Следует отметить инновационные моменты, содержащиеся в ГОС первого поколения: во-первых, описаны объекты и виды профессиональной деятельности выпускника; во-вторых, сделана попытка сформулировать требования к выпускнику в терминах рынка труда.

В справке, подготовленной к заседанию коллегии Минобрнауки России 31 января 2007 года по вопросу «О разработке нового поколения государственных образовательных стандартов и поэтапном переходе на уровневое высшее профессиональное образование с учетом требований рынка труда и международных тенденций развития высшего образования», отмечалось, что в государственных образовательных стандартах первого поколения наряду с требованиями к уровню подготовки выпускников в профессиональной области содержались общие требования к развитию личности, что, по сути, опережало сегодняшнюю европейскую тенденцию к формированию национальных квалификационных рамок. Государственный образовательный стандарт содержал также требования к уровню подготовки выпускников по циклам дисциплин, которые являлись исходными данными для формирования инструментов при оценке качества образования в вузе не только у выпускников, но и у обучающихся [246]. Таким образом, стандарт ГОС первого поколения, по сути, приближается к компетентностной модели специалиста, однако пока само понятие «компетентность» не применяется: требования к выпускнику формулируются в знаниевой терминологии.

Второе поколение стандартов. В 2000 году приказом Министерства образования Российской Федерации была утверждена новая на тот момент специальность 080801 (351400) «Прикладная информатика (по областям)». Специальность «Информационные системы (по областям применения)» исчезает из перечня направлений и специальностей высшего профессионального образования, в нем остается инженерная специальность «Информационные системы», не предполагающая дополнительной квалификации [258].

Новая специальность направлена уже на подготовку не инженера, а информатика. Соответственно меняется структура будущей деятельности выпускника. Основные виды профессиональной деятельности информатика (с квалификацией в области) ? это организационно-управленческая, проектно-технологическая, маркетинговая, экспериментально-исследовательская, консалтинговая, аналитическая, эксплуатационная деятельность.

В стандарте подчеркивается особенность данной специальности. Ее предметной областью являются профессионально-ориентированные информационные системы, представляющие собой совокупность: функциональных процессов и связанных с ними информационных процессов, специфичных в конкретной предметной области; средств, способов и методов, направленных на создание и применение технологий сбора, хранения, анализа, обработки и передачи информации, существенно зависящих от специфики области применения; средств единого управления процессами решения функциональных задач, а также информационными, материальными и денежными потоками в предметной области.

В Государственном образовательном стандарте ВПО второго поколения очерчены объекты профессиональной деятельности выпускника:

информационные процессы, которые определяются спецификой предметной области;

события, функциональные процессы и базы данных в предметной области, действия по выработке управленческого решения или по разработке экспертного заключения, информационные потоки, ресурсы (материальные, информационные и иные нематериальные, денежные и др.) ? в организациях, характерных для предметной области (органы государственного и муниципального управления, финансовые и экономические учреждения, органы налогообложения, органы правопорядка и социальной защиты, воспитательные и образовательные учреждения, суды, органы юстиции, таможня, образовательные и воспитательные учреждения, информационные центры, архивы, фонды и библиотеки, органы государственной статистики, органы управления на предприятиях различных организационно-правовых форм: администрация, бухгалтерия, экономические отделы, служба юрисконсульта и др.);

новые направления деятельности в области применения, которые требуют внедрения компьютерного оборудования, локальных вычислительных сетей и (или) средств выхода в глобальные информационные сети для осуществления сбора, хранения, анализа, обработки и передачи информации, необходимой для обеспечения функциональных процессов;

профессионально-ориентированные информационные системы.

Помимо перечисления видов профессиональной деятельности выпускника в ГОС ВПО второго поколения более подробно описаны задачи профессиональной деятельности. Среди них – внедрение методов информатики в предметной области, развитие возможностей и адаптация профессионально-ориентированных информационных систем на всех стадиях их жизненного цикла, оптимизация информационных процессов обработки информации и др. Однако задачи профессиональной деятельности определены для всего направления в целом, не конкретизированы для каждой специальности и являются весьма обобщенными.

Основная образовательная программа подготовки информатика (с квалификацией в области) предусматривает изучение следующих циклов дисциплин:

цикл ГСЭ – общие гуманитарные и социально-экономические дисциплины;

цикл ЕН – общие математические и естественнонаучные дисциплины;

цикл ОПД – общепрофессиональные дисциплины направления;

цикл СД – специальные дисциплины, включая дисциплины специализации; ФТД – факультативы.

Перечень и содержание дисциплин всех циклов, кроме СД, для всех специальностей конкретного направления инвариантен. Содержание цикла СД определяется содержанием профессиональной деятельности специалиста.

Изучению математики в ГОС ВПО-2 отводится 600 часов, также прописываются необходимые математические дисциплины и их основные разделы:

«Алгебра и геометрия»: алгебраические структуры, векторные пространства, линейные отображения; аналитическая геометрия, многомерная геометрия кривых и поверхностей;

«Математический анализ»: дифференциальное и интегральное исчисления; экстремумы функций; ряды; векторный анализ и элементы теории поля; дифференциальные уравнения; численные методы;

«Дискретная математика»: логические исчисления, графы, комбинаторика;

«Элементы теории нечетких множеств»: нечеткие алгоритмы, теория неопределенности.

В результате освоения математического курса выпускник должен:

знать и уметь использовать:

основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры, аналитической геометрии, дискретной математики, дифференциальных уравнений; методы теории вероятности и математической статистики; методы теории нечетких множеств, нечетких алгоритмов, элементы теории неопределенности;

теорию систем и методы системного анализа;

современные методы и средства разработки алгоритмов и программ на языке высокого уровня, этапы производства программного продукта, способы отладки, испытания и документирования программ информационных систем;