Как да извлечем максимума от образованието по компютърни науки

Повечето съвременни програмисти са получили образование в университети. С течение на времето това ще се промени, но в момента добрите кадри в IT компаниите все още идват от университетите. В този пост Станислав Протасов, директор на Acronis по връзки с университетите, разказва за своето виждане относно особеностите на университетското обучение на бъдещите програмсти. Преподаватели, студенти и тези, които ги наемат, могат дори да намерят под кат няколко полезни съвета.

През последните 10 години преподавам математика, алгоритми, езици за програмиране и машинно обучение в различни университети. Днес, освен длъжността си в Acronis, аз също съм заместник-ръководител на катедра по теоретична и приложна информатика в МФТИ. От опит в добри руски (и не само) университети съм извлякъл някои наблюдения за подготовката на студентите по компютърни дисциплини.

Правилото за 30 секунди вече не работи

Сигурен съм, че сте се сблъсквали с правилото за 30 секунди, което гласи, че програмистът трябва да разбере предназначението на функцията след бегъл поглед на нейния код. То беше измислено отдавна и оттогава се появиха много операционни системи, езици, хардуер и алгоритми. Пиша код от 12 години, но относително скоро видях изходния код на един продукт, който и на пръв поглед ми се стори като магически заклинания. Днес, ако не сте навлезли в предметната област, правилото за 30 секунди спира да работи. В противен случай, няма да ви стигнат не само 30, но и 300 секунди, за да разберете какво става.

Например, ако искате да пишете драйвери, ще трябва да се потопите в тази сфера, да прочетете хиляди редове специфичен код. При такъв подход към изучаването на предмета, специалистът получава „чувство за поток“. Както в рапа, когато усещането за добра рима и правилен ритъм се появява без специална рационализация. Същото важи и за добре подготвения програмист, който може лесно да разпознае неефективен или просто лош код, без да навлиза в детайлно проучване на това, къде е нарушен стилът или е използван неоптимален подход (обяснението на това усещане обаче може да бъде доста сложно).

Специализацията и нарастващата сложност водят до това, че бакалавърската образователна степен вече не позволява да се изучават всички направления достатъчно дълбоко. Но именно на това ниво на образование е нужно да се придобие широко познание. Вече след това, в магистратура или на работа, ще трябва да се инвестира време за навлизане в проблематиката и спецификата на предметната област, да се изучи сленгът, програмните езици и кода на колегите, да се прочитат статии и книги. Смятам, че само така с помощта на университета може да се „накачи лост“ за бъдещите T-shaped специалисти.

Кой програмен език е най-добре да се преподава в университета?

За радост на мен, университетските преподаватели вече се отказаха от търсенето на правилния отговор на въпроса: „На какво е по-добре да се програмира?“. Споровете, кое е по-добре — C# или Java, Delphi или C++ — фактически отминаха. Появата на многобройни нови програмни езици и натрупваният педагогически опит доведоха до разбирането в академичната среда: за всеки език има своя ниша.

Проблемът с преподаването, като се използва определен програмен език, престана да бъде приоритетен. Не е важно на кой език се води курсът. Основното е достатъчната изразителност на езика. Книгата „The Art of Multiprocessor Programming“ е добра илюстрация на това наблюдение. В вече класическото издание всички примери са 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 обяснение на концептите, 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 би могло да се избере друг програмен език, но каква, всъщност, е разликата, ако важни са идеите и подходите?

По-практично и по-близо до реалността

С едновременно с това, през последните години, в университетите стана значително повече практикуващи. Ако преди руските университетски програми активно бяха критикувани за това, че са откъснати от реалността, то днес вече не може да се каже така за IT образованието. Преди 10 години в университетите почти нямаше преподаватели с реален опит в индустрията. Сега все по-често в профилните катедри занятия водят не щатни преподаватели по компютърни науки, а практикуващи IT специалисти, които четат само 1-2 курса в свободното си време. Този подход оправдава себе си от гледна точка на качествената подготовка на кадри, актуализация на курсовете и, разбира се, търсене на потенциални служители в компаниите. Не мисля, че ще разкрия тайна, като кажа, че ние подкрепяме базовата катедра в МФТИ и изграждаме отношения с други университети, включително с цел подготовка на студенти, които биха могли да започнат кариерата си в Acronis.

Математик или програмист?

Холиварите, които преди се разразяваха около програмните езици, преминаха в философска сфера. Сега помежду си спорят условни "програмисти" и "математици". В принципе, тези школи биха могли да се обособят в две образователни програми, но индустрията все още слабо разделя такива нюанси, и от университет до университет имаме подобно образование с малко различен уклон. А това значи, че както студентът, така и компанията, в която той ще работи по-нататък, ще трябва да допълват пъзела на знанията с липсващите парчета.

Появата на практикуващи в университетите, които пишат индустриален код на различни езици, дава на студентите по-качествено умение за разработка. Будейки добре запознати с имплементациите на стандартните библиотеки, фреймуърците и методите на програмиране, програмистите-практици възпитават у студентите стремеж да пишат добър код, да го правят бързо и качествено.

Тази полезна умение обаче понякога води до появата на любители, които измислят велосипед. Студентите-програмисти мислят така: "какво ми струва да напиша още 200 реда добър код, който директно решава зададената задача?".

Преподавателите, получили класическо математическо образование (например, от математически факултет или приложна математика), по-често работят в околонаучната сфера или в областта на моделирането и анализа на данни. „Математиците“ виждат проблемите в сферата на компютърните науки по различен начин. Те оперират не толкова с код, колкото с алгоритми, теореми и формални модели. Важен плюс на математическия подход е ясното принципно разбиране на това, какво може и какво не може да се реши. И как да се реши.

Съответно, педагогическият наставници по математика обясняват програмирането с акцент върху теорията. Студентите, които идват „от математиците“, по-често предлагат добре обмислени и теоретически по-съвършени решения, но обикновено са неоптимални от гледна точка на езика и често просто не са написани много аккуратно. Такъв студент смята, че основната му цел е да демонстрира умението си да решава подобни задачи в принцип. А реализацията може да куца.

Момчетата, които в училище или в началните курсове са възпитавани от програмисти, носят със себе си „много красив велосипед“, който обаче обикновено не работи особено ефективно асимптотично. Те, напротив, не си поставят задачи да теоретизират дълбоко и да се обръщат към учебниците в търсене на оптимални решения, предпочитайки красивия код.

В различни университети на интервютата за работа с студенти обикновено виждам коя „училище“ стои в основата на образованието им. И почти не съм попадал на идеален баланс в базовото образование. Като дете в моя град можеше да се подготвяш за олимпиадна математика, но нямаше кръжоци по програмиране. Сега обаче в кръжоците децата учат да програмират на „модерните“ Go и Python. Следователно, още на етапа на прием в университетите има разминавания в подходите. Считам, че в университета е важно да се поддържат и двата умения, иначе в компанията ще дойде да работи или специалист с недостатъчната теоретична база, или човек, който не е научил и не желае да пише добър код.

Как все пак „да накараш леко на гредата“ за бъдещите T-shaped специалисти?

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

• ИТ-обзор. Завършилият бакалавриат в областта на компютърните науки е вече готов специалист с развито техническо мислене, който вероятно е избрал своя профил. Но в първите курсове не знаем с какво ще се занимава той или тя. Може да се насочи към наука или аналитика, а може и всекидневно да пише огромно количество код. Следователно, студентът трябва да покаже всички аспекти на работата в ИТ сферата и да се запознае с всички инструменти. Идеално е преподавателите от теоретичните курсове да показват връзката с практиката (и обратно).
• Точка на растеж. Не бива да допускаме крайности - в интерес на самия студент. Да разберете кой сте - „математик“ или „програмист“ - не е трудно. Достатъчно е да се вслушате в първия порив при решаването на задача: какво искате да направите - да погледнете в учебника за оптимален подход или да напишете няколко функции, които след това определено ще са полезни? На база на това можете да изградите бъдещата комплементарна траектория на своето обучение.
• Алтернативни източници на знания. Понякога програмата е добре сбалансирована, но „Системно програмиране“ и „Алгоритми“ се водят от напълно различни хора, и на едни студенти първият преподавател им е по-близък, а на други вторият. Но дори и да не харесвате професора, това не е причина да пренебрегвате един предмет в полза на друг. Самите бакалаври са заинтересовани да открият в себе си воля да работят с източници на знания и по никакъв начин да не се доверяват на радикални мнения, като „математиката е царица на науките, основното е да знаете алгоритмите“ или „добър код компенсира всичко останало“.

Задълбочаването на знанията в теорията може да се постигне чрез специализирана литература и онлайн курсове. Чуждоезиковите умения могат да се подобрят на Coursera, Udacity или Stepik, където има много различни курсове. Студентите често започват да изучават хардкорни курсове по езици, ако чувстват, че преподавателят по алгоритми знае добре математиката, но не може да отговори на сложни въпроси в областта на реализирането. Не всички ще се съгласят с мен, но в моя опит се е доказала специализацията по C++ от Яндекс, която последователно разглежда все по-сложни фишки на езика. Общо взето, избирайте курс с високи оценки от авторитетни компании или университети.

Социални умения

Когато завършват от университета и постъпват на работа в която и да е компания, от стартап до голяма корпорация, студентите дори от топ университети се оказват слабо адаптирани към истинската работна среда. Причината е, че днес университетите много "поглезват" студентите. Дори след пропуснати много занятия, неподготвяне навреме за контролни и изпити, закъснения за изпити, всеки може да издържи и да повтори — и в крайна сметка все пак да получи диплома.

Въпреки това, днес има всички условия, за да се подготвят студентите за възрастния живот и самостоятелната професионална дейност. Те ще трябва не само да програмират, но и да комуникират. И за това също е нужно обучение. В университетите съществуват различни формати за развиване на тези умения, но, за съжаление, често не им се отделя достатъчно внимание. Въпреки това, в нашия арсенал имаме множество възможности да получим умения за ефективна работа в екип.

• Писмена бизнес комуникация. За съжаление, повечето специалисти, завършващи от университета, нямат представа за етикета на кореспонденцията. Спецификата на комуникацията в месенджърите при обмен на съобщения през нощта и деня, както и използването на разговорен стил и неформална лексика. Обаче, писмената реч може да се тренира при общуването на студента с катедрата и университета.

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

• Писмена презентация на резултатите от работата си. За презентацията на своите учебни проекти, студентите от горните курсове могат да пишат постове в Хабр, научни статии и просто отчети. За целта има много възможности — в някои университети курсовите работи започват още от втори курс. Може също така 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 в по-малки дози, но по-често. За целта е важно да можеш кратко да предадеш резултата от работата на един специалист или на целия екип. Също така в много компании днес се провеждат “ревюта” — годишни или полугодишни. Служителите обсъждат резултатите и перспективите за работа. Успешното ревю е главната причина за кариерния ръст и бонуси, например в Microsoft, Acronis или Яндекс. Да, можеш да програмираш добре, но “седейки в ъгъла”, дори и много добър специалист винаги ще отстъпи на този, който може добре да представи успехите си.

• Академично писане. Отделно си струва да се изтъкне академичното писане. На студентите е полезно да се запознаят с правилата за съставяне на научни текстове, използването на аргументи, търсенето на информация в различни източници и форматирането на препратки към тези източници. Желателно е да се прави на английски, тъй като в международната академична общност има много повече добри текстове, а за различни дисциплини вече има установени шаблони за представяне на научни резултати. Разбира се, уменията за академично писане са необходими и при подготовката на публикации на руски, но примери за добри съвременни статии на английски са многократно по-малко. Тези умения могат да се придобият 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 срещи, да водят протокол и да обработват данни. Но ако развием този навик в университетите, например, участвайки в колективни проекти, можем да избегнем безсмисленото губене на време на работното място. За това е необходим контрол върху проектната работа на студентите, за да ги научим как ефективно да провеждат срещи. На практика това струва на всяка корпорация купища пари — тъй като, ако няколко души, получаващи висока заплата, прекарват един час от работното си време на совещание, се иска да има съответстваща полза от него.
• Публично говорене. Много студенти се сблъскват с необходимостта да говорят публично само на защита на дипломна работа. И далеч не всички са готови за това. Видях много студенти, които:
  • стояха с гръб към слушателите,
  • люлеят се, опитвайки се да въведат комисията в транс,
  • чупят химикали, моливи и указки,
  • ходят на кръгчета,
  • гледат в пода.

  Нормално е, когато човек говори за първи път. Но с този стрес трябва да започнем да работим по-рано — с защитите на курсовите 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 самостоятелен проект. Но ако помислим — това е същата защита на курсовата работа, просто на по-високо ниво. Защо да не тренираме такива полезни кариерни умения по време на обучението?

Какво пропуснах?

Един от поводите за написването на този пост беше статия, публикувана на сайта на ТюмГУ. Авторът на статията се фокусира само върху недостатъците на руските студенти, заб注意 от чуждестранни преподаватели. Практиката на моето преподаване в различни университети показва, че руското училищно и висше образование дава добра основа. Руските студенти са добре подготвени в математиката и алгоритмите, по-лесно е да изградим професионална комуникация с тях.

В случая с чуждестранните студенти, напротив, очакванията на руския преподавател понякога могат да се окажат завишени. Например, студентите от Индия, с които съм се срещал на ниво основна подготовка по математика, са подобни на руските. Въпреки това, понякога им липсват специализирани знания при завършване на бакалавриата. Добри европейски студенти вероятно ще имат по-слаба подготовка по математика на училищно ниво.

И ако учите или работите в университет, можете още сега да започнете да изграждате работа по комуникативните умения (вашите или на студентите), да разширите основата и да практикувате програмиране. За това в системата на руското образование са предвидени всички възможности — нужно е само да се възползвате от тях правилно.

Ще бъда радостен, ако в коментарите под поста споделите вашите линкове към курсове и методи, които помагат за баланс в образованието, както и други начини за усъвършенстване на софт скилс по време на обучението в университет.

Източник: habr.com