この記事は、ソフトウェア工学で使用される方法論とツールを使用して、IT専門分野の学生の教育とトレーニングのプロセスを整理することに専念しています。 教育、バージョン管理システム、エラー追跡システム、正式なオントロジー、設計方法論、および学問分野の集合形態にプロセス成熟度モデル（CMM）を使用することが提案されています。

はじめに

IT業界は最も急速に成長している分野の1つです。 ソフトウェアとハ​​ードウェアだけでなく、ソフトウェア工学の産業問題を解決するための技術と方法論も高度に更新されました。 したがって、業界の人材を育成するアプローチも変更する必要があります。 IT専門家向けの教育プログラムは、開発のダイナミクスを考慮に入れ、業界の更新に合わせて更新する必要があります。 同時に、必要な基礎を受けた学生が業界のすべての新しい「トレンド」と技術を習得できるように、それらを配置する必要があります。



産業界や科学機関の雇用主の関与により、プログラムを動的に変更する必要があることは非常に明白です。 雇用主は、現在テストされ、使用されているもの、科学機関などの技術を提供し、将来的に必要なものを提供します。これに基づいて、ブレインウェア（知的製品）を作成することができます[1] 。 教育プログラムを絶えず変更するプロセスを適切に編成するには、IT製品およびサービスの市場に多くのソリューションがすでに存在するカスタマイズ可能なビジネスプロセスとの類似性を引き出すだけで十分です。 残念ながら、 IT教育自体はITを活用していません 。 ブーツなしの靴屋！



プログラムを更新するプロセスを構築するには、企業が大学と直接フィードバックを行えるようにする必要があります。 ノボシビルスク州立大学（NSU）および他のいくつかの大学では、IT企業の従業員が教師として働く際に良い習慣があります。 実際、彼らは学習プロセスに直接影響を与え、彼らが教えるコースに最新のイノベーションをもたらします。 これらは、いわゆる練習教師です。 そして、学生は常に興味を持って彼らに耳を傾けますが、多くの関連する教育的および方法論的困難が明らかになります。



まず、ITスペシャリストが常に優れた方法論者であるとは限りません。 彼は自分の分野をよく知っており、それについて焼inすることができます。 学生はそれが好きです。 しかし、これから生徒が関連資料を効果的に学習することにはなりません。 第二に、ITスペシャリストは現在適用可能な技術で働いており、その長所と短所をよく知っています。 しかし、彼は学生に視点を与えるために、現在の状況の上に抽象化し、「上昇」することができますか？ おそらく常にそうとは限りません。なぜなら、このためには、実績のあるテクノロジーだけでなく、後れを取らないことが必要だからです。 常に幅広い応用が見出されているわけではない科学的なアイデアやアプローチに遅れないようにする必要があります。 たとえば、科学アカデミーのシベリア支部数学研究所で1980年代に積極的に開発されたセマンティックプログラミング[2]の概念は、現在、 Librettoクエリ言語を使用したOntoboxプログラミングテクノロジー[3]の形で実用化されています。



大学とIT企業の間で説明された協力形態のもう1つの利点は、フィードバックです。企業には、トレーニングの段階で、将来どの学生を採用するかを決定する機会があります。



上記の状況を考慮して、大学と産業界の関係を次の成熟度に移したいと思います。 開発プロセスの成熟方法論（Capability Maturity Model、 [4] ）は、ソフトウェアエンジニアリングで長い間使用されてきました。 これは、ソフトウェア開発ビジネスプロセスの成熟度レベルを強調し、レベルからレベルへの移行に役立ついくつかの重要なプラクティスを説明することで構成されています。 教育プロセスの既存の成熟度は、「繰り返し」と呼ばれる可能性が高い（CMM用語の第2レベル）。 次のレベルは「確実」です。ビジネスプロセスが明確に定義されている場合、制御アクションの発生元、結果が予想される場所、各サブプロセスの責任者は明確です。 現在、教育プロセスは機能的な属性に従って分割されています。ここでは、生徒に代数を教えました。ここではオブジェクト指向プログラミング、ここではコンピューターグラフィックスです。 残念ながら、このシーケンスには統合メカニズムはありません。 かなり良い内部組織で、分野間の依存関係が決定されます。これにより、学生は異なるコース間の関係を理解できます。 しかし、最終的には、数学文化、熟考の習慣、情報源と連携する能力、情報に基づいたエンジニアリングの決定を行う能力などの専門家の特性の形成に責任を負うのは誰であるかは明確ではありません。



このような統合ツールとして、第3世代[5]の教育基準では、従来の「知識、能力、スキル」の代わりに「能力」の概念を使用し、一連のコースを通じて学生の能力を追跡することを提案しています。 プロセスアプローチの方法論に従って、次のステップ、つまり、ビジネスプロセス全体と個々のサブプロセス（各コンピテンシーの形成）の責任者を紹介する必要があります。



次に、教育におけるIT方法論の適用に移りましょう。 ソフトウェアエンジニアリングで使用されるツールの多くは、教育プロセスでも使用できます。これは、これも集合的なプロセスであり、わずかに異なるためです。 類似点は何ですか？

1.講義の追跡

学生として大学のベンチに座って講義を黒板からノートブックに書き写し、正確な定式化、テキスト、およびその他の正式な情報を送信するこの方法がどれほど信頼できないかを他の誰が覚えているか。 講師は、意図せずにミスをしたり、何かを書くのを忘れたり、何かを詳しく調べる時間がないことがあります。



ここでは、コードではなく「エラーをキャッチする」というおなじみのプロセスを見ていきます。ただし、ある程度の伸びを伴うノートブックでの記述はコードと見なすことができます。 同時に、タイプミスで資料を提出するプロセスは非常に教育的です（ランダムではありませんが、講師の特別なスキルがあります）-「ここで何かが間違っているので、それを修正する必要があります。」 学生は自然な（自分にとって） 問題のある状況にいることに気づきますが 、その方法は正しい理解を見つけることです。 学生は、ミスや内なるメンタルワークを通じて正しい概念に到達します。 実際、この「問題状況」の方法（さらにそれについて）は、講義資料を理解するプロセスだけでなく、良い結果をもたらします。



したがって、講義のエラー、タイプミス、誤解（さらにメッセージカテゴリ、たとえば「機能の要求」など）を修正するために、何らかのシステム（JIRA、Trac、Bugzilla、Trello）を使用することが提案されています。 ここでは、テスターは学生であり、できれば小さなグループに編成され、開発者（プログラマー）は講師です。 バグ追跡システムは、重要な通信の問題を解決します。 このようなつながりは、学期を通じて学生と講師の間で行われるべきです。



材料を習得する現在の問題を解決することに加えて、学生は彼らの専門的な活動で彼らに役立つツールを習得します。 さらに、このツールを使用する能力は、 方法論的に正しい実用的な問題を解決する訓練を受けています。 実際、バグ追跡システムを使用する必要性は、学生の現在の問題を解決するための便利なツールとして自然に見えます。 エラー追跡システムの研究と応用に対する高いモチベーションが提供されます。

2.講義の分析におけるチームワーク

すべての複雑なITプロジェクトの作業はチームで編成されます。 したがって、学生にチームワークの実践を与えることが重要です。 一部の教科課程で、仕事が役割の分離、役割実行者のローテーション、相互（水平）責任の原則に基づいているとよいでしょう。 しかし、原則として、私たちの教育システムは個人主義者を教育します。 状況は、個々の教育軌道の導入により悪化する可能性があります。



多くの場合、仕事に就くとき、新しく造成されたスペシャリストは、チーム内で仕事を整理するのに問題があります。 重要な要因の1つは、チーム内の役割の分離に対する理解のレベルです。 2つ目は、タスクの共通の理解を深めるためのコミュニケーションの十分性と正確性です。 3つ目は、 タスクの処理 、実装の計画、 レポートのスキルと規律です。



教育プロセスの一環として、教育タスクと発生する問題に関する作業をチームで編成することができます。 たとえば、上記のように、講義を分析するとき、それらのエラーを検索するとき、作業は小さなグループで構築できます。 講義の分析、要約の比較、微妙な点の議論（「同じことを理解していますか？」）中、それぞれの個々のメンタルワークを含む共通の理解が発達します。 また、ギャップ、アブストラクトの不整合が明らかになります-誰かが講師によると、誰かが-彼自身の理解によると書きます。



小グループで作業を整理する場合、学生はこの小グループの作業を整理するのが困難です。 すべてがシニア仲間と同じです。（1）共同作業の時間と場所について合意する必要があります。 （2）この作業の準備。 （3）作業中の妨害要因（注意散漫、中断など）を排除します。 したがって、問題のある状況にある学生は、人が同様の質問に既に直面している場合にのみ教えられる組織的なスキルを必要とします。 適切な自己規律がなければ効果が非常に低い単独で働くのとは対照的に、このアプローチは効果的な仕事への動機付けも生み出します。 学生は自分自身に言うことができなくなりました。「ああ、今日は講義をバラバラにしたくない。明日やるよ。」 彼は仲間と一緒に仕事をするという一定の期間、同志に同意しました。 相互の義務と「側面からの」管理により、学生の課外作業プロセスは、学生環境の要因に対してより耐性があります。 同時に、学生はチームで働く練習をします。



タスクと役割の分散を練習するために、学生は、小グループの誰が講義分析の結果に基づいて講師への質問を作成する責任があり、誰が回答を受け取る責任があるかを決定するように求められます。 さらに、小グループの各メンバーは、グループ自体だけでなく、他のすべての生徒にも責任を負います。



小さなグループのすべてのメンバーが自分で試すべき重要な役割は、主催者の役割です。 彼は、グループ会議の時間と場所を設定し、 作業リソースを提供し 、 コミットメントの実施を監視する必要があります。 将来のマネージャーにとって、これは必要な資質を訓練する良い方法です：参加者の厳格さ、時間を計画する能力、タスク、現在の状況を修正する能力、決定を下し、実行する能力。

3.すべての学生の作品の単一のリポジトリ

教育プロセスでは、すべての学生の作業の単一のリポジトリを使用することが適切です。 最初の1年とい​​う早い時期に、生徒にすべての作業をバージョン管理システム（SVNなど）に配置させることは、そのようなシステムの操作を理解する必要がある状況に生徒を置くことを意味します。 これは、学生からの特別な精神的な努力を必要としないことに注意してください。 このシステムで作業するスキルは、教育活動ではなく実践的な活動の結果として発展することが重要です。 間接的に学習することを指します。 たとえば、学生はシステムに履歴エッセイをアップロードし、作成中に新しいバージョンを追加できます。



このアプローチのもう1つの利点は、生徒が作業を行ったかどうかを教師がいつでも確認できることです。 進行状況を追跡し、ドキュメントのバージョン数、編集数を確認できます。 さらに、怠慢な学生は、「フラッシュドライブを忘れた」、「ウイルスが私からすべてを食べた」などの議論に頼ることはできません。 したがって、ウイルス対策、ドキュメントのさまざまなバージョンの保存、および教師の仕事へのアクセスが実装されています。



ソースコードを使用した集合作業の編成は、別個のタスクです。 1つのタスクの設計作業という形で、コースのフレームワーク内で解決する必要があります。

4.問題タスクアプローチ

問題-問題アプローチの方法論的基礎は[6]で議論されました。 ここでは、教育プロセスへの適用の問題に触れます。



製品のユニット（専門家）のリリースとして、教育のプロセスを単独で考えることは不可能です。 このプロセスでは、学生の職業的および個人的な自己決定に常に対処します。 この意味で、教育プロセスは、それ自体が何らかの職業上の問題をまだテストしていない学生には完全に明確ではない教育タスクを伴う、何らかの閉じたシステムであってはなりません。 ソビエト時代に、志願者のための職業指導の問題を解決する訓練と生産施設が配布されました。 現在、この伝統は徐々に復活していることに注意してください。 教育プロセスにおける問題の1つは、学生の多くの教育課題が完全に不自然で理解しにくいように見えることです。 この場合、生徒は明日必要なものとそうでないものについてほとんど理解していません。 同時に、学生がまだ教師を信じている場合、批判的思考を持つ専門家を教育する機会は大幅に減少します。



批判的思考を持つ専門家のために独立した決定を下す人員の教育に対する保証は、トレーニングに対する問題解決アプローチによって与えることができます。 問題のある状況に生徒を配置することで構成されます。問題のある状況では、情報に基づいた選択、検索、意思決定が必要です。 これにより、学生は科目を勉強する高いモチベーションを与え、積極的な学習者の立場に置くことができます。 このアプローチでは、教師の要件が増加します。生徒は、「ケースで」教材を説明することに本当に興味を持ち、たとえばITでの数学の一般的な使用についての長い議論にはなりません。



現在、学生は原則として、教育プロセスを自分自身のある種の問題と見なしています。そのようなタスク、テスト、試験に合格する必要があります。 このため、彼らはやる気がありません。 学習は一連の試験とテストになります。 私たちの意見では、 教育問題は、専門分野からの問題のやる気を起こさせる声明に従属すべきです。



専門的なタスクの正しい定式化のソースは、科学、エンジニアリングです。 このようなタスクの設定方法は別の問題であり、かなり複雑であり、この記事の範囲外です。 オプションとして、プロジェクトの活動の形で、専門家として教育問題に取り組むことを提案できます（これについては後で説明します）。 さらに、コミュニケーションは学生の生活の重要な要素であるため、特定のタスクでのチームワークには、内部で持続可能な自己再生の動機があることを考慮する必要があります。



問題状況のモデルは、学生の研究関心に基づいて構築され、開発されます。 学生がこのような状況に直面すると、「この問題を解決するために個人的に何ができるか、何が必要か、どのような知識、スキル、能力か」という質問を投げかけます。 このアプローチによってのみ、人は文字通り「自分で教えた」ことを学んだと言えます。 このアプローチでは、学生の研究能力が要求されます。 問題のある状況に直面した学生は、それを自分自身の問題として認識しています。 研究能力を示し、彼は問題から問題を定式化する方法を学ぶことを余儀なくされています。



タスクの設定は、学生の独立した仕事の組織における基準点であり、非常に多くのスペースが新世代の教育基準に割り当てられています。



独立した作業に加えて、学生は緊急の質問をして回答を得ることができなければなりません。 たとえばセマンティックWebテクノロジーを使用した方法論的複合体の優れた編成の場合、学生は機械処理を可能にするOWL / DL言語で質問を作成できます。

5.オントロジー工学-学生の知識を単一のシステムに統合する

学習した学問分野の知識を単一のシステムに統合するプロセスを刺激するために、学習した概念間のつながりの図を作成するように生徒を招待することができます。 図は、提示の順序の関係、概念の定義可能性の関係を反映している場合があります。 このような一般化された図の構築は、学生が他の科目の中でその場所を決定し、分野の共通の理解を作成する際に非常に便利です。 それはあなたが主題に関するあなたの考えをきちんと整理し、それらを時間内に修正することを強制し、構築の結果を教師に提供します。



このような図は、 OWL形式ですぐにコンパイルできます。これにより、オントロジーを書くスキルだけでなく、教師が生徒の作品を使用して自分の分野の正式なオントロジーを形成する機会も与えられます。 後者は、将来、プログラムに関連する分野を（それらで使用される概念に基づいて）調整することを可能にします。



原則として、研究対象の分野のオントロジーは、形式化に非常に適していることに注意してください。 概念の階層とともに、教師は「認知」、「学問」、「研究」などのトップレベルのオントロジーを使用することをお勧めします。 このアプローチは、著者がMaltsev Readings-2010カンファレンスのセクションレポートで提案し、カンファレンス「Teaching IT in Russia 2010」の要約で発表されました[7] 。

6.尊重とは需要を意味する

問題の状況にアプローチを適用する際のもう1つの重要な点は、生徒に高い信頼を提供する必要があることです。 学生は専門的な問題を真剣に解決できるはずです。 この場合、真剣に解決策を求める必要があります。 ご存知のように、尊敬の基本はコンプライアンスです。 学生は、教育プロセス中に同じ方法で問題を解決することによって自分自身に敬意を払うに値します。つまり、チームワークやテクノロジーなどのさまざまなツールを使用して、プロの分野で年上の仲間が



メソッドの類似性の原則に基づいて、ITプロジェクトの配信の特性に気付くことができます。 おそらく、期限内に納品されない多数の遅延プロジェクトの理由は、学期の終わりに試験に合格する習慣にあります。 従来の教育のこの機能は、IT産業の発展を著しく阻害します。



ここで、問題タスクアプローチに関連する専門的な活動の別のツールについて議論することは論理的です。

7.問題/タスクの解決における設計手法の使用

教育活動の枠組みの中で、学生はプロジェクトの形で各重要な教育問題を作成するように招待されます。 プロジェクトの主な特徴は、予算、期間、および作業量（品質）です。 学生の予算は学習時間です。 このアプローチにより、学生はプロジェクト管理の分野からの知識を本当に必要とします。



実際のプロジェクトには次のものが含まれます。特定の分野の研究。 コースの割り当て。 別のモジュールの研究。 被験者を研究する時間を評価する必要があります。 顧客（教師）の要件を決定します。 プロジェクトの締め切りに同意する。 プロジェクトの作業を計画します。 プロジェクトアプローチの本質は、学生が完全に理解できるタスクで実践されるため、これは非常に有用な実践です。



上級生の場合、リスク管理の基本を説明できます。 ただし、これは、実際の設計上の問題に既に精通している場合にのみ可能です。



それぞれの新しい知識は、何らかの内的要求、準備によって学生のために条件付けられるべきです。 上記のアイデアとアプローチはすべて、次の原則に基づいています。 新しい知識は、 質問に答えなければなりません 。 一方、従来の教育システムは未回答の質問に回答するため、生徒のやる気を失わせるだけでなく、生徒の頭の中に無駄な情報が大量に生成されます。

8.教育プロセスのフィードバック、制御、管理のシステム

上記のアプローチを実装するために、ノボシビルスク州立大学で「教育プロセスのフィードバックシステム、監視および管理」を作成するイニシアチブプロジェクトが開始されました。 システムは、対応する情報システムがインフラストラクチャとして使用される組織形式、方法論、およびアプローチで構成されます。



次の機能がシステムに組み込まれています。

1. タスク管理：自分の目標を設定し、その進捗を追跡する機能。 レポートフォーム（レポートの場合、まず、目の前）、リマインダーのシステム。
2. コミュニケーション：講義追跡システム。 フォーラム。
3. 学生の集合作業の手段（バージョン管理システム、ハイパーテキストナレッジベース、学生が補充し、教師がモデレート、OWLを使用して半形式化）。
4. 分析：割り当てに関する統計を収集します。 プロジェクト; 問題状況の予測。
5. ソーシャルネットワーク：ゲーム形式の学生評価。 教師の評価（生徒の質問に対する回答の数と質による）。
6. 学生と雇用主のための学習プログラムへのアクセス。
7. 時間をかけてカリキュラムを計画するためのツール（ガントチャート）。

雇用主の評価と学生教育の結果へのアクセスを整理し、必要な人員を選択できるようにするとともに、システムデータを使用して「ターゲティング」が実行される、ターゲットを絞った方法で個人または集団の特殊教育プログラム（追加コース）の形成に参加する予定です。 一方、評価は学生に最も価値のある資質を示し、基本的な指標を適切に客観化して健全な競争の精神を紹介するよう促します。

おわりに

この記事では、よく知られた実績のあるソフトウェアエンジニアリングテクノロジーを使用して、IT専門家のトレーニングプロセスを編成する方法について説明します。 提供されます：

• エラー追跡システムを講義に適用します。これは、ソフトウェア開発者の最も重要なツールの開発、講義のより深い理解、教師と学生間のコミュニケーションの実装に貢献します。
• バージョン管理システムを使用して、学習中のすべての生徒の作業を保存すると同時に、バージョン管理のスキルを習得します。
• 専門分野の研究を小グループにまとめ、役割を分けてチームで働く練習を学生に提供します。
• 学生が専門的な活動により効果的に関与するように問題の状況を設定し、学習活動に対する意欲を高める問題を解決する方法を適用する。
• 専門分野の研究を整理するときにプロジェクトの方法論を使用し、学生に独自の予算、タイミング、および作業量がある実際のプロジェクトで作業する練習を与えます。

これらのアイデアとアプローチは、ソフトウェアエンジニアリングのスペシャリストと、教師、コース主催者、学部長、および専門キュレーターの間で理解されると信じています。



著者はD.E.に感謝しています。 パルチュノフ、V.V。 ムコルトブ、V.A。 ワセニン、O.E。 記述されたアプローチの定式化に貢献した有用な議論については、Grachev。



ハブラカトの前の写真はここで撮られました 。

文学

[1] メインインターフェイス-和解が始まりました（学者Yu.L. Ershovとの会話） // Science in Siberia。 -2002。-2002年11月1日の第42-43号。 -URL：。



[2] Goncharov S.S.、Sviridenko D.I. ∑-プログラミング//保健省の問題の論理的および数学的基礎。 -1985年、ノボシビルスク。-問題107：コンピューティングシステム。 -S. 3–29。



[3] Malykh A.A.、Mantsivoda A.V. Ontobox：オブジェクトのオントロジー// ISUのニュース。 -2009年、イルクーツク。-No. 2。 S. 94-104。



[4] Spider M.、Kurtis B.、Chrissis M. B.ソフトウェア開発プロセスの成熟度モデル/ Per。 の編集の下で V.リャビキナ。 -M。：Interface-Press、2002。-URL：ryabikin.narod.ru/sw-cmm/index.htm



[5]連邦政府の教育基準//ロシア連邦教育科学省。 -URL ： mon.gov.ru/pro/fgos



[6]科学に対する問題指向のアプローチ：概念的プラグマティズムとしての数学の哲学/ Under。 編 V.V. Tselishcheva、Yu.L. Ershova et al。-ノボシビルスク：Nauka、2001 .-- 154 p。



[7]パブロフスキーE.N. 学問分野のプログラムに同意する過程でのオントロジー工学// AP KIT「ロシア連邦における情報技術の教育」-2010の後援による第8回全ロシア会議の要約。 -URL ： it-education.ru/2010/persons/conferee.php （アクセス日： 05.24.2010 ）。