Коллектив авторов - Актуальные проблемы совершенствования высшего образования

Большинство компетенций, которые должны быть сформированы у выпускника специальности 090301 «Компьютерная безопасность», имеет общий, междисциплинарный характер. Поэтому реализация компетентностного подхода в образовании требует включения в учебные программы комплексных практических задач, решение которых опирается на знания по различным дисциплинам, выполнение командных междисциплинарных проектов. Хотелось бы поделиться своим опытом по реализации компетентностного подхода при преподавании дискретной математики.

Дисциплина «Дискретная математика» относится к числу дисциплин базовой части математического и естественнонаучного цикла. Для ее изучения отводится два семестра. В первом из них рассматриваются следующие разделы дисциплины: комбинаторика, теория графов и алфавитное кодирование – и на них отводится 36 часов лекций и 18 часов практических занятий. С точки зрения автора, лекция является одним из важнейших видов учебных занятий. Ее основное назначение – дать систематизированные основы научных знаний по дисциплине, рекомендовать методику применения теоретических знаний на практике, сконцентрировать внимание обучаемых на наиболее сложных и узловых вопросах, стимулировать их активную познавательную деятельность и потребность в самообразовании. Практическое занятие имеет целью научить обучаемых применять теоретические знания при решении практических задач. Причем особое внимание уделяется активизации самостоятельной работы студентов над задачами: выдача обучаемым для самостоятельной работы текущих домашних заданий, частичный разбор их решений на практических занятиях и постоянный контроль их выполнения.

В ходе теоретического (лекции) и практического обучения происходит формирование профессиональных компетенций, таких как ПК-1 ( способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, и применять соответствующий физико-математический аппарат для их формализации, анализа и выработки решения) и ПК-2 (способность применять математический аппарат, в том числе с использованием вычислительной техники, для решения профессиональных задач). Но очевидно, что эти компетенции формируются практически всеми математическими дисциплинами учебного плана.

С точки зрения автора, при преподавании дисциплины целесообразно включить 2-3 работы для выполнения на компьютере. Первая работа может быть связана с порождением комбинаторных объектов, таких как сочетания, перестановки. Примеры подобных заданий:

– напечатать все перестановки длины N ;

– сгенерировать все подмножества данного n -элементного множества {0… n -1};

– перечислить все возрастающие последовательности длины k из чисел 1.. n в лексикографическом порядке.

Вторая – с представлением графов в памяти компьютера и реализацией одного из алгоритмов на графах. Например, реализовать алгоритм Прима построения остовного дерева, если граф задан с помощью списка смежных вершин, или написать программу нахождения диаметра графа, заданного с помощью матрицы смежности.

Третья работа – это командный проект. От группы из 3–4 студентов требуется написать приложение, которое получает на вход текст и строит для этого текста код Хаффмана. Данная задача легко разбивается на блоки (интерфейс программы и ввод данных, разбор текста и подсчет частот всех встречающихся в нем символов, построение кода Хаффмана, кодирование текста), но при этом требует взаимодействия обучающихся для создания функционирующего приложения и его тестирования.

Включение в учебный план дисциплины «Дискретная математика» подобного компьютерного практикума позволит внести вклад в формирование общепрофессиональных компетенций ПК-9 (способность использовать языки и системы программирования, инструментальные средства для решения различных профессиональных, исследовательских и прикладных задач) и ПК-12 (способность к самостоятельному построению алгоритма, проведению его анализа и реализации в современных программных комплексах), а также общекультурной компетенции ОК-6 (способность к работе в коллективе, кооперации с коллегами, способность в качестве руководителя подразделения, лидера группы сотрудников формировать цели команды, принимать организационно-управленческие решения в ситуациях риска и нести за них ответственность, предупреждать и конструктивно разрешать конфликтные ситуации в процессе профессиональной деятельности).

Современное образование представлено разными системами – от традиционной (классической) системы до суперсовременной, в которой используются методики e-Learning industry. В зависимости от типа образовательного учреждения, количества учащихся в нем и даже его месторасположения варьируются методики и технологии образования, увеличивается их количество и совершенствуется качество. Тем не менее какая бы система об разования не превалировала, без информационно-коммуникационных технологий его качество не будет достигнуто [1].

Именно этот момент инициировал разработку и внедрение ГОСТа «Информационно-коммуникационные технологии в образовании», который был введен в действие с 1 июля 2008 года. Настоящий стандарт устанавливает основные термины и понятия в области применения информационно-коммуникационных технологий в образовании. Как правило, термины, установленные данным стандартом, предназначены для применения при проведении работ по стандартизации на уровне коммерческих, общественных и научных образовательных организаций, а также объединений юридических лиц [2].

Активное и эффективное внедрение информационно-коммуникационных технологий в образование способствует повышению его качества, улучшает процессы восприятия инноваций, активизирует студентов и преподавателей. Оно является процессом реформирования традиционной системы образования в свете требований современного информационного общества.

Внедрение информационно-коммуникационных технологий в образование имело и имеет следующие стадии или этапы. На первом этапе на основе индивидуального использования персональных компьютеров организовывались системы образования, осуществлялось их административное управление, упорядочивались процессы хранения информации. На втором этапе создавались компьютерные системы, Интернет и происходила конвергенция информационных и телекоммуникационных технологий. На современном этапе новые информационно-коммуникационные технологии постепенно интегрируют с образовательными технологиями.