Как да извлечем максимума от образованието по Компютърни науки

Повечето съвременни програмисти са завършили университети. С времето това ще се промени, но в момента ситуацията е такава, че добрите кадри в IT компаниите все още идват от университетите. В този пост Станислав Протасов, директор на Acronis по връзките с университетите, споделя своето виждане за особеностите на университетската подготовка на бъдещите програмисти. Преподаватели, студенти и работодатели могат дори да намерят под кат няколко полезни съвета.

Последните 10 години преподавам математика, алгоритми, програмни езици и машинно обучение в различни университети. Днес, освен длъжността си в Acronis, също така съм заместник-ръководител на катедрата по теоретична и приложна информатика в МФТИ. От опита си в добри руски (и не само) университети извлякох някои наблюдения относно подготовката на студентите в компютърните дисциплини.

Правилото от 30 секунди вече не работи

Сигурен съм, че сте се сблъсквали с правилото от 30 секунди, което гласи, че програмистът трябва да разбере назначението на функцията след бърз поглед на нейния код. То беше измислено преди много време, оттогава са се появили множество операционни системи, езици, хардуер и алгоритми. Пиша код вече 12 години, но съвсем наскоро видях изходен код на един продукт, който на пръв поглед ми се стори магически заклинания. Днес, ако не сте задълбочени в предметната област, правилото от 30 секунди губи смисъл. В противен случай няма да ви стигнат нито 30, нито 300 секунди, за да разберете какво става.

Например, ако искате да пишете драйвери, ще трябва да се потопите в тази област, да прочетете хиляди редове специфичен код. При такъв подход към изучаването на предмета, специалистът получава „чувство за flow“. Както в рап музиката, когато усещането за добра рима и правилен ритъм се появява без специална рационализация. По същия начин, добре подготвеният програмист може лесно да разпознае неефективен или просто лош код, без да навлиза в детайлно проучване на мястото, където е нарушен стилът или е използван неоптимален подход (въпреки това, обяснението на това чувство може да бъде доста сложно).

Специализация и нарастващата сложност водят до това, че бакалавърската степен вече не предоставя възможност да се изучат всички области достатъчно дълбоко. Но именно на това образователно ниво трябва да се придобие широка перспектива. След това, в магистратурата или на работа, ще трябва да се изразходва известно време за задълбочаване в проблематиката и спецификата на предметната област, изучаване на сленг, програмни езици и кода на колегите, четене на статии и книги. Смятам, че само така чрез университета може да се „натрупа мускул“ за бъдещите T-образни специалисти.

Кой програмният език е по-добре да се преподава в университета?

Към моя радост преподавателите в университетите вече се отказаха от търсенето на правилния отговор на въпроса: “На какъв език е по-добре да се програмира?”. Споровете дали C# или Java, Delphi или C++ са по-добри вече практически са утихнали. Появата на множество нови програмни езици и натрупаният педагогически опит доведоха до разбирането в академичната среда, че за всеки език има своя ниша.

Проблемът с преподаването с използване на определен програмния език престана да бъде приоритетен. Не е важно на какъв език се провежда курсът. Най-важното е достатъчната изразителност на езика. Книгата “The Art of Multiprocessor Programming” е добра илюстрация на това наблюдение. В това вече класическо издание всички примери са дадени на Java — език без указатели, но с Garbage Collector. Малко вероятно е някой да спори, че Java е далеч от оптималния избор при написването на високопроизводителен паралелен код. Но за обясняване на концепциите, изложени в книгата, езикът се оказа подходящ. Друг пример — класическият курс по машинно обучение на Андрю Ын, преподаван на езика Matlab в среда Octave. Днес можеше да се избере друг програмния език, но каква, всъщност, разлика, ако важни са идеите и подходите?

По-практично и по-близо до реалността

В последните години броят на практиците в университетите се увеличи значително. Ако преди руските университетски програми бяха активно критикувани за това, че са откъснати от реалността, днес това не важи за IT образованието. Преди 10 години почти нямаше преподаватели с реален опит в индустрията. Сега все по-често в специализирани катедри лекции водят не штатни преподаватели по компютърни науки, а практикуващи IT специалисти, които преподават само 1-2 курса в свободното си време. Този подход е оправдан от гледна точка на качествената подготовка на кадри, актуализацията на курсовете и разбира се, търсенето на потенциални служители за компаниите. Не мисля, че разкривам тайна, като казвам, че подкрепяме базовата катедра в МФТИ и изграждаме отношения с други университети, за да подготвим студенти, които биха могли да започнат кариерата си в Acronis.

Математик или програмист?

Холиварите, които преди се разразяваха около програмните езици, преминаха в философска посока. Сега условните "програмисти" и "математици" спорят помежду си. В принцип, тези школи можеха да се отделят в две образователни програми, но индустрията все още не разделя добре такива нюанси, и от университет до университет имаме подобно образование с малко различен акцент. Това значи, че както на студента, така и на компанията, в която той ще работи, ще им се наложи да допълнят пъзела на знанията с липсващи парчета.

Появата на практици, които пишат производствен код на различни езици в университетите дава на студентите по-качествени умения за разработка. Познавайки добре имплементациите на стандартни библиотеки, фреймуърци и техники на програмиране, практикуващите програмисти възпитават в студентите стремеж да пишат добър код, да го правят бързо и качествено.

Тази полезна способност обаче понякога води до появата на любители на изобретяването на велосипеда. Студентите програмисти мислят така: "какво ми пречи да напиша още 200 реда добър код, който директно решава поставената задача?".

Преподаватели, получившие классическое математическое образование (например, на факультете математики или прикладной математики), чаще работают в околонаучной среде или в области моделирования и анализа данных. Математики по-другому видят проблемы в области компьюерных наук. Они в первую очередь оперируют не кодом, а алгоритмами, теоремами и формальными моделями. Важный плюс математического подхода — четкое понимание, что можно и что нельзя решить, а также как это сделать.

Соответственно, педагоги-математики излагают программирование с акцентом на теорию. Студенты, которые приходят от математиков, чаще предлагают хорошо продуманные и теоретически более совершенные решения, однако, как правило, они неоптимальны с точки зрения языка и зачастую просто неаккуратно написаны. Такой студент считает, что его основная задача — продемонстрировать умение решать подобные задачи в принципе, но реализация может быть недостаточно качественной.

Ребята, которых в школе или на первых курсах обучали программисты, приносят с собой "очень красивый велосипед", который, тем не менее, обычно работает не очень эффективно в асимптотическом плане. Они же, напротив, не ставят перед собой задачу глубоко теоретизировать и обращаться к учебникам в поисках оптимальных решений, предпочитая красивый код.

На собеседованиях студентов я обычно вижу, какая "школа" лежит в основе их образования. Я почти не сталкивался с идеальным балансом в базовом образовании. В детстве в моем городе можно было готовиться к олимпиадной математике, но кружков по программированию не было. Теперь, однако, в кружках дети учатся программировать на "модных" Go и Python. Поэтому уже на уровне поступления в вузы существуют расхождения в подходах. Я считаю, что в университете важно развивать оба навыка, иначе в компанию придет специалист с недостаточной теоретической базой или человек, не научившийся и не желающий писать хороший код.

Как все-таки "накачать перекладину" для будущих T-shaped специалистів?

Ясно е, че в такива условия студентът просто избира това, което му харесва повече. Преподавателят просто трансферира точка на виждане, която му е по-близка. Но всички ще спечелят, ако и кодът бъде написан красиво, и от гледна точка на алгоритмите всичко бъде точно, обосновано и ефективно.

• ИТ хоризонт. Завършилият бакалавриат по Компютърни науки е вече подготвен специалист с развит технически хоризонт, който вероятно е избрал своя профил. Но на по-ниските курсове не знаем с какво ще се занимава. Може да се насочи към наука или анализ, а може, обратното, да пише огромно количество код всеки ден. Следователно, студентът трябва да бъде запознат с всички аспекти на работа в ИТ сферата, да се запознае с всички инструменти. Идеално е, ако преподавателите от теоретичните курсове показват връзката с практиката (и обратно).
• Точка на растеж. Не трябва да допускаме падане в крайности — в интерес на самия студент. Да разберем кой сте — "математик" или "програмист" — не е сложно. Достатъчно е да се вслушате в първия порив при решаване на задача: какво искате да направите — да надникнете в учебника в търсене на оптимален подход или да напишете две функции, които после със сигурност ще бъдат полезни? Изхождайки от това, можете да изградите по-нататъшната си комплементарна траектория на обучение.
• Алтернативни източници на знания. Случва се програмата да е добре балансирана, но "Системно програмиране" и "Алгоритми" се водят от съвсем различни хора, и на едни студенти им допада първият преподавател, а на други — вторият. Но дори и да не харесвате професора, това не е причина да пренебрегвате едни предмети в полза на други. Самите бакалаври са заинтересовани да намерят в себе си волята да работят с източниците на знания и ни в коем случай не бива да се доверяват на радикални мнения, като "математика е царица на науките, важното е да знаеш алгоритмите" или "добър код компенсира всичко останало."

Задълбочаване на знанията в теорията може да стане чрез специализирана литература и онлайн курсове. Умението за работа с програмни езици може да се подобри на Coursera, Udacity или Stepik, където са налични много различни курсове. Също така, студентите често започват да следят интензивни курсове по езици, ако усещат, че преподавателят по алгоритми е добър в математиката, но не може да отговори на сложни въпроси в областта на реализацията. Не всички ще се съгласят с мен, но в практиката ми се е доказала специализация по C++ от Яндекс, на която последователно се разглеждат все по-сложни аспекти на езика. В общи линии, изберете курс с високи оценки, от авторитетни компании или университети.

Социални умения

Когато завършват университета и започват работа в която и да е компания, от стартап до голяма корпорация, студентите дори от топ университети се оказват слабо адаптирани към реалната работна среда. Причината е, че днес университетите извършват много "грижи" за студентите. Дори да пропуснат много занятия, да не се подготвят навреме за контролни и изпити, да закъсняват за изпити, всеки може да премине и отново да премине — и в крайна сметка все пак да получи диплома.

Тем не менее, днес има всички условия, за да бъдат студентите подготвени за възрастния живот и самостоятелната професионална дейност. Те ще трябва не само да програмират, но и да комуникират. И това също трябва да се обучава. В университетите съществуват различни формати за развитие на тези умения, но, за съжаление, често не им се отделя достатъчно внимание. Въпреки това, имаме много възможности да получим умения за ефективна работа в екип.

• Писмена делова комуникация. За съжаление, повечето специалисти при завършване на университета нямат представа за етикета на кореспонденцията. Спецификата на общуването в месинджърите, разменяйки съобщения дневно и нощем, и използвайки разговорен стил и неформална лексика. Въпреки това, тренировката на писмената реч би могла да стане чрез общуването на студента с факултета и университета.

  На практика мениджърите често се сблъскват с необходимостта да декомпозират голям проект на малки задачи. За целта е необходимо добре да се опише всяка задача и нейните съставки, за да могат по-младите разработчици да разберат какво се изисква от тях. Лошо формулирана задача често води до необходимост от преработка, затова опитът в писмената комуникация помага на завършилите да работят в разпределени екипи.

• Писмена презентация на резултатите от работата. За презентация на учебните си проекти студентите от по-високите курсове могат да пишат постове в Хабр, научни статии, както и просто отчети. Има много възможности за това — още от втори курс в някои университети започват курсовите работи. Може също да се използват есета като форма на контрол — обикновено те са по форма близки до публицистичната статия. Този подход вече е реализиран в НИУ ВШЭ.

  Ако компанията практикува гъвкав подход в разработката, представянето на резултатите от труда става чрез по-малки порции, но по-често. За това е важно да можете кратко да предадете резултата от работата на един специалист или на целия екип. В много компании днес се провеждат „ревюта“ — годишни или полугодишни. Служителите обсъждат резултатите и перспективите за работа. Успешното ревю е основната причина за кариерното развитие, премии, например в Microsoft, Acronis или Яндекс. Да, можете да програмирате добре, но „седейки в ъгъла“, дори страхотен специалист винаги ще загуби от този, който знае как добре да представя успехите си.

• Академично писане. Отделно внимание заслужава академичното писане. Полезно е студентите да се запознаят с правилата за написване на научни текстове, използването на аргументи, търсене на информация от различни източници и оформяне на цитатите от тези източници. Желателно е това да се прави на английски език, тъй като в международното академично общество има много повече качествени текстове, а за различни дисциплини вече съществуват утвърдени шаблони за представяне на научни резултати. Разбира се, уменията за академично писане са необходими и при подготовката на публикации на руски език, но примери за добри съвременни статии на английски са значително по-малко. Тези умения могат да бъдат придобити в рамките на съответен курс, който в момента е включен в много образователни програми.
• Провеждане на срещи. Повечето студенти не умеят да се подготвят за срещите, да водят протокол и да обработват данни. Но ако развиваме това умение в университета, например, участвайки в колективни проекти, можем да избегнем ненужната загуба на време на работното място. За това е необходим контрол върху проектната работа на студентите, за да ги научим как да провеждат ефективно срещи. На практика това струва на всяка корпорация купища пари — нали, ако няколко души, получаващи високи заплати, прекарат час работно време на среща, се иска да има съответна възвръщаемост.
• Публично говорене. Много студенти се срещат с необходимостта да говорят публично само на защита на дипломните работи. И далеч не всички са готови за това. Видял съм много студенти, които:
  • стоейки с гръб към слушателите,
  • се хване да се люлеят, опитвайки се да подведат комисията в транс,
  • чупят химикалки, моливи и указки,
  • обикалят наоколо,
  • гледат в земята.

  Нормално е, когато човек говори за пръв път. Но с този стрес трябва да започнем да работим по-рано — със защитите на курсови работи в приятелска атмосфера, сред състуденти.

  Освен това стандартната практика в корпорациите е да се даде възможност на служителя да предложи идея, да получи финансиране за нея, позиция или отделен проект. Но, ако се замислим — това е същата защита на курсова работа, просто на по-високо ниво. Защо да не тренираме такива полезни кариерни умения по време на обучението?

Какво пропуснах?

Една от причините да напиша този пост стана статията, публикувана на сайта на Тюменския университет. Авторът на статията фокусира само върху недостатъците на руските студенти, забелязани от чуждестранни преподаватели. Практиката на моето преподаване в различни университети показва, че руското училищно и висше образование предоставя добра основа. Руски студенти са подготвени в математиката и алгоритмите, с тях е по-лесно да изграждаме професионална комуникация.

При студентите от чужбина, обаче, очакванията на руския преподавател понякога могат да бъдат завишени. Например, на ниво базова подготовка по математика, индийските студенти, които срещнах, изглеждат подобно на руски. Въпреки това, им липсват специални знания при завършване на бакалавърската си степен. Добри европейски студенти вероятно ще имат по-слаба математическа подготовка на училищно ниво.

Ако учите или работите в университет, можете да започнете веднага да развивате комуникативните умения (вашите или на студентите), да разширявате основите и да практикувате програмиране. Системата на руското образование предлага всички възможности за това — просто е нужно да ги използвате правилно.

Ще се радвам, ако в коментарите към поста споделите вашите линкове към курсове и методи, които помагат да се изравни балансът в образованието, а също и други начини за развитие на soft skills по време на обучението в университета.

Източник: habr.com