Оптимізаційно-математична модель удосконалення змістово-технологічного забезпечення професійної підготовки фахівців із інформаційних технологій

У статті розглянуто оптимізаційно-математичну модель удосконалення змістово-технологічного забезпечення освітньо-професійних програм підготовки фахівців зі спеціальності 122 «Комп’ютерні науки» галузі знань 12 «Інформаційні технології». Доведено необхідність модернізації навчальних планів відповідно до сучасних тенденцій ІТ-ринку та підвищення якості професійної підготовки студентів шляхом науково обґрунтованого перерозподілу навчального навантаження. Запропонована модель базується на системному підході, у межах якого навчальні дисципліни розглядаються як змінні з певними параметрами актуальності, обсягом навчального навантаження, покриття компетентностей і рівня дублювання. Цільова функція передбачає максимізацію загальної актуальності навчального плану, а система обмежень забезпечує відповідність державним стандартам, урахування пререквізитів і мінімізацію дублювання навчального матеріалу.
Методологічну основу дослідження становлять системний, статистичний, експериментальний методи, а також методи математичного і комп’ютерного моделювання, що дали змогу поєднати аналітичне оцінювання ринку праці з побудовою формальної оптимізаційної моделі. Проведено анкетування представників провідних ІТ-компаній для визначення актуальних технологічних напрямів і ключових компетентностей, необхідних сучасним фахівцям. Зібрані дані використано для параметризації моделі, де коефіцієнти актуальності дисциплін визначалися на основі експертних оцінок фахівців галузі. Подано результати обчислювальних експериментів на прикладі навчальних дисциплін, зокрема: «Алгоритми і структури даних», «Мови програмування», «Веброзробка», «Бази даних» і «Машинне навчання». Результати дослідження можуть бути використані для вдосконалення освітніх програм, забезпечення їх відповідності ринковим потребам та підвищення якості підготовки майбутніх фахівців із інформаційних технологій.

The article considers an optimization-mathematical model of improvement of content-technological support of educational and professional programs for training specialists in specialty 122 «Computer Science» of knowledge area 12 «Information Technologies». The need to modernize curricula in accordance with modern trends in the IT market and improve the quality of students’ professional training through scientifically substantiated redistribution of the educational load is proven. The proposed model is based on a systemic approach, within which academic disciplines are considered as variables with certain parameters of relevance, volume of educational load, coverage of competencies and level of duplication. The objective function assumes the maximization of the overall relevance of the curriculum, and the system of constraints ensures compliance with state standards, consideration of prerequisites and minimization of duplication of educational material. The methodological basis of the study is systemic, statistical, experimental methods, as well as methods of mathematical and computer modeling, which made it possible to combine analytical assessment of the labor market with the construction of a formal optimization model. A survey of representatives of leading IT companies was conducted to determine relevant technological areas and key competencies required by modern specialists. The collected data was used to parameterize the model, where the relevance coefficients of disciplines were determined based on expert assessments of industry specialists. The results of computational experiments are presented on the example of educational disciplines, in particular: Algorithms and Data Structures, Programming Languages, Web Development, Databases and Machine Learning. The results of the study can be used to improve educational programs, ensure their compliance with market needs, and improve the quality of training of future computer science specialists.