Міжпредметні зв’язки дисциплін математичної підготовки з дисциплінами циклу професійної підготовки фахівців з інформаційної безпеки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра інформаційно-аналітичної діяльності та інформаційної безпеки

Національного транспортного університету

Міжпредметні зв'язки дисциплін математичної підготовки з дисциплінами циклу професійної підготовки фахівців з інформаційної безпеки

Аль-Амморі А.Н., докт. тех. наук, професор

Іщенко Р.М., канд. фіз.-мат. наук, доцент

Ісаєнко Г.Л., канд. фіз.-мат. наук, доцент

Швидкий розвиток інформаційних технологій, становлення та розвиток інформаційного суспільства обумовлюють виникнення питання щодо надійного захисту та зберігання інформації. Отже, підготовка кваліфікованих фахівців з інформаційної безпеки на даний час є актуальною. Рівень підготовки зазначених фахівців значною мірою залежить від належного опанування ними дисциплін математичної підготовки. Відповідно до цього, дана робота присвячується встановленню міжпредметних зв'язків дисциплін математичної підготовки з дисциплінами циклу професійної підготовки майбутніх фахівців з інформаційної безпеки.

У представленій роботі виконано аналіз освітньо-професійних програм підготовки бакалаврів з інформаційної безпеки, що розроблені різними закладами вищої освіти. Виявлено, що під час освітнього процесу в усіх зазначених закладах вищої освіти враховуються хронологічні міжпредметні зв'язки математичних дисциплін з дисциплінами циклу професійної підготовки вказаних ІТ-фахівців. Останнє свідчить про те, що студенти набувають відповідних загальних і фахових компетентностей з дисциплін математичної підготовки перед початком вивчення дисциплін циклу професійної підготовки.

За результатами аналізу програм з дисциплін математичної підготовки та дисциплін циклу професійної підготовки майбутніх фахівців з інформаційної безпеки встановлено, що для успішного опанування дисциплін циклу професійної підготовки необхідно мати базовий рівень знань, умінь і практичних навичок з математичного аналізу, лінійної алгебри, теорії функції комплексної змінної, теорії ймовірностей і математичної статистики, математичних методів дослідження операцій, дискретної математики. Тобто, необхідно мати базовий рівень знань, умінь і практичних навичок з усіх дисциплін математичної підготовки, що читаються майбутнім фахівцям з інформаційної безпеки в технічному університеті.

Ключові слова: міжпредметні зв'язки, дисципліни математичної підготовки, дисципліни професійної підготовки, інформаційна безпека, технічний університет.

Intersubject connections of disciplines of mathematical training with disciplines of cycle of professional training of information security specialists

The rapid development of information technologies, the formation and development of the information society cause the issue of reliable protection and storage of information. Therefore, the training of qualified specialists in information security is currently relevant. The level of training of these specialists largely depends on their proper study of the disciplines of mathematical training. Therefore, this paper is devoted to the establishment of intersubject connections of the disciplines of mathematical training with the disciplines of the cycle of professional training of future information security specialists.

In the presented work, an analysis of educational and professional training programs of bachelors in informational security developed by various higher education institutions was performed. It was found that during the educational process in all the mentioned higher education institutions, the chronological intersubject connections of mathematical disciplines with the disciplines of the cycle of professional training of the specified IT specialists are taken into account. The latter indicates that students acquire appropriate general and professional competencies in the disciplines of mathematical training before starting to study the disciplines of the cycle of professional training. According to the results of the analysis of the programs on the disciplines of mathematical training and the disciplines of the cycle of professional training of future information security specialists, it was established that in order to successfully study the disciplines of the cycle of professional training, it is necessary to have a basic level of knowledge, skills and abilities in mathematical analysis, linear algebra, the theory of the function of a complex variable, theory of probabilities and mathematical statistics, mathematical methods of operations research, discrete mathematics. That is, it is necessary to have a basic level of knowledge, skills and abilities in all disciplines of mathematical training taught to future specialists in information security at a technical university.

Key words: intersubject connections, disciplines of mathematical training, disciplines of professional training, informational security, technical university.

Вступ

Постановка проблеми в загальному вигляді. Інтенсивний розвиток інформаційно-комунікаційних технологій та формування інформаційного суспільства обумовлюють виникнення питання щодо інформаційної безпеки. У зв'язку з цим виникають проблеми, пов'язані з оперативною передачею, ефективним опрацюванням та надійним захистом і зберіганням інформації. Відповідно, підготовка кваліфікованих фахівців з інформаційної безпеки на даний час є актуальною. Рівень підготовки вказаних ІТ-фахівців значною мірою залежить від належного опанування ними фундаментальних дисциплін, зокрема, математичної підготовки. Загальні і фахові компетентності, набуті студентами під час вивчення дисциплін математичної підготовки, сприяють розвитку логічного і алгоритмічного мислення, формуванню умінь і навичок математичного дослідження та побудови математичних моделей технічних завдань. Крім того, вищезазначені компетентності безумовно необхідні студентам під час опанування переважної більшості навчальних дисциплін, які входять до циклу професійної підготовки майбутніх фахівців з інформаційної безпеки. У той же час дисципліни математичної і природничо-наукової підготовки є традиційно одними з найскладніших дисциплін для більшості студентів [2, c. 61]. Проблеми, що виникають під час засвоєння вказаних навчальних дисциплін, є одними з головних причин низької успішності студентів першого та другого курсів як в Національному транспортному університеті (НТУ), так і в інших технічних університетах. Крім того, багато студентів не усвідомлюють у повній мірі значущості фундаментальної математичної підготовки для подальшого успішного опанування фахових навчальних дисциплін. Останнє негативно впливає на мотивацію студентів до вивчення математичних дисциплін. Відповідно до цього, проблема встановлення міжпредметних зв'язків дисциплін математичної підготовки з дисциплінами циклу професійної підготовки майбутніх фахівців з інформаційної безпеки та їх реалізація під час освітнього процесу в технічному університеті є наразі актуальною.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Проблемі інтеграції дисциплін математичної підготовки з дисциплінами професійної підготовки майбутніх ІТ-фахівців та іншими технічними дисциплінами присвячено значну кількість наукових робіт. Вказаним напрямком дослідження займалися Бурячок В.Л., Жданова Ю.Д., Кобильник Т.П., Козлов В.В., Коржова О.В., Максимова В.М., Самарук Н.М., Складанний П.М., Слєпкань З.І., Шевченко С.М. та інші вчені. Зокрема, у роботі [7, c. 93, 94] розроблено модель формування та розвитку математичних компетенцій студентів спеціальності 125 «Кібербезпека» у процесі вивчення математики та представлено шляхи її реалізації. У роботі [4, c. 55, 56] розкрито місце і роль математичних дисциплін у системі професійної підготовки майбутніх фахівців із організації інформаційної безпеки. Авторами роботи [5, c. 137-139] визначено основні напрями застосування властивостей, характеристик графів та графових алгоритмів в інформаційній та кібернетичній безпеці. Відзначено, що уміння оперувати методами графових технологій сприяє розвитку програмних і технічних засобів захисту інформації. Про важливість встановлення та використання міждисциплінарних зв'язків під час підготовки майбутніх фахівців у галузі статистики відзначено у роботі [3, c. 57]. На думку авторів вищезазначеної роботи, врахування міждисциплінарних зв'язків дозволяє побудувати цілісну систему навчання.

Питання інтеграції математики з іншими фундаментальними і технічними дисциплінами є актуальним і в закордонній педагогічній літературі. Зокрема, у роботі [8, c. 43] підкреслено визначальну роль математичної та інженерної освіти у підготовці кваліфікованих фахівців із кібербезпеки. У роботі [9, c. 1706] на основі графової моделі міждисциплінарних зв'язків фізики і математики вдалося структурувати і систематизувати навчальний матеріал зазначених дисциплін, що читаються студентам інженерних спеціальностей. Авторами роботи [10, c. 277] відзначено, що успішність студентів природничих спеціальностей під час дистанційного навчання безпосередньо залежала від ступеня володіння ними різними чисельними методами та вмінням працювати з відповідним програмним забезпеченням.

Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Незважаючи на значну кількість робіт, в яких досліджено проблему інтеграції математичних дисциплін з дисциплінами професійної підготовки майбутніх ІТ-фахівців та іншими фундаментальними і технічними дисциплінами, питання міжпредметних зв'язків математичних дисциплін з дисциплінами професійної підготовки фахівців з інформаційної безпеки недостатньо вивчене і потребує подальшого більш глибокого дослідження.

Враховуючи вищезазначене, мета статті полягає у встановленні міжпредметних зв'язків дисциплін математичної підготовки з дисциплінами циклу професійної підготовки майбутніх фахівців з інформаційної безпеки, що навчаються в технічному університеті.

Виклад основного матеріалу дослідження

Під час аналізу наукових статей і навчально-методичних розробок виявлено більше 20 визначень категорії «міжпредметні зв'язки», також існують різні підходи до їх класифікації. Отже, єдиного підходу до визначення та класифікації міжпредметних зв'язків не існує. Узагальнивши результати наукових досліджень інших авторів, у нашій недавній роботі [1, c. 23] запропоновано розглядати міжпредметні зв'язки як дидактичну категорію, що передбачає узгодження програм двох чи більше навчальних дисциплін, взаємне використання і взаємозбагачення спільних для них знань, умінь і навичок, а також методів, форм і засобів навчання.

Аналіз освітньо-професійних програми підготовки бакалаврів з інформаційної безпеки, що розроблені різними закладами вищої освіти (ЗВО), зокрема, Національним технічним університетом України (НТУУ) «КПІ ім. Ігоря Сікорського», Національним університетом «Львівська політехніка» (НУ «ЛП»), Київським національним університетом (КНУ) ім. Тараса Шевченка, Харківським національним університетом радіоелектроніки (ХНУРЕ), Національним університетом «Одеська політехніка» (НУ «ОП») і Національним транспортним університетом (НТУ), дозволяє зробити висновок про те, що дисципліни математичної підготовки відносяться до обов'язкових дисциплін циклу фундаментальної та природничо-наукової підготовки майбутніх фахівців з інформаційної безпеки. До вказаних дисциплін відносяться: вища математика (однією дисципліною або окремими: математичний аналіз, алгебра та геометрія), теорія ймовірностей і математична статистика, дискретна математика.

У табл. 1 представлено навчальне навантаження з дисциплін математичної підготовки майбутніх фахівців з інформаційної безпеки, що навчаються за спеціальністю 122 «Комп'ютерні науки» в НТУ та за спеціальністю 125 «Кібербезпека» в інших зазначених ЗВО. Як видно з табл. 1, в залежності від запланованих програмних результатів навчання за тією чи іншою освітньо-професійною програмою підготовки бакалаврів з інформаційної безпеки, перелік дисциплін математичної підготовки може дещо відрізнятися. Зокрема, в ХНУРЕ студентам додатково викладають математичні основи криптології, в НТУ - математичні методи дослідження операцій. У КНУ ім. Тараса Шевченка за вказаною освітньо-професійною програмою курс математичної підготовки взагалі складається з двох дисциплін: спеціальні математичні методи в інформаційній і кібербезпеці, та математичні основи в інформаційній та кібербезпеці. При цьому кількість кредитів ЄКТС (ЄКТС - Європейська кредитно-трансферна система, 1 кредит ЄКТС дорівнює 30 навчальних годин), що виділяються на вивчення дисциплін математичної підготовки у вказаних ЗВО, різна. Зокрема, в НТУУ «КПІ ім. Ігоря Сікорського» навчальне навантаження з дисциплін математичної підготовки складає 26.5 кредитів, в НУ «ЛП» - 19 кредитів, в КНУ ім. Тараса Шевченка - 19 кредитів, в ХНУРЕ - 20 кредитів, в НУ «ОП» - 21 кредит і в НТУ - 30 кредитів.

міжпредметний математичний професійний

Таблиця 1

Навчальне навантаження з дисциплін математичної підготовки фахівців з інформаційної безпеки в різних ЗВО