7-9 февраля 2025 года в Переславле-Залесском прошла XX конференция «Свободное программное обеспечение в высшей школе». Организаторами выступили «Базальт СПО» и Институт программных систем имени А.К. Айламазяна РАН (ИПС РАН).

В мероприятии приняли участие преподаватели ведущих вузов: МФТИ, МГУ им. М. В. Ломоносова, НИУ ВШЭ, КубГУ и других. Собралось более 1200 слушателей очно и онлайн.

Основными темами конференции стали:

• Новые подходы к образованию в цифровую эпоху: дистанционное обучение, нетрадиционные форматы материалов, проблемы, связанные с искусственным интеллектом;
• Использование свободных программ при изучении ядерной физики, в промышленности и системах «умного дома»;
• СПО в школах и вузах: управление классом, обработка данных, курсовые проекты и т. п.;
• Технологии виртуализации в учебном процессе: от 3D-печати до преподавания информационной безопасности.

«Если на первых конференциях мы обсуждали, как продвинуть в вузы свободное программное обеспечение, то сейчас оно заняло прочное место во многих образовательных организациях. На XX юбилейной конференции речь идет о более эффективном использовании СПО, предлагаются интересные решения преподавателей и студенческие проекты», — отметил Алексей Новодворский, председатель оргкомитета, советник генерального директора «Базальт СПО».

Запись трансляции конференции доступна на канале «Базальт СПО».

Организация учебного процесса с использованием СПО

Проблемы внедрения СПО в образовательный процесс и пути их разрешения Первым выступил независимый эксперт, один из старейших участников ALT Linux Team Анатолий Якушин. Он рассказал, с какими проблемами сталкиваются вузы при внедрении свободного ПО и предложил обсудить возможные пути их решения.

Иван Хахаев, преподаватель СПбГЭТУ «ЛЭТИ» проанализировал, какие субъективные и объективные факторы мешают пользователям адаптироваться к российскому ПО и предложил ряд мер, облегчающих адаптацию на примере операционной системы «Альт Образование». Среди этих мер — загрузка привычных шрифтов, установка браузеров, добавление на панель задач кнопок завершения работы и другие действия, призванные сделать рабочее окружение более привычным.

Также докладчик внес несколько предложений по доработке операционной системы, включая изменения интерфейса.

Пётр Леляев, разработчик департамента информационных технологий г. Москвы рассказал о технических проблемах, возникающих у пользователей в столичных школах при использовании операционной системы МОС, и о путях их решения. По мнению докладчика, необходимо усилить связь ИТ-службы и педагогов с разработчиками. Это позволит оперативнее реагировать на неисправности, а команда разработки получит обратную связь для улучшения продукта.

Иван Туманов, специалист ГБУ ДПО «Санкт-Петербургский центр оценки качества образования и информационных технологий» представил вариант автоматизации работ по настройке рабочего места ученика в компьютерном классе в ОС «Альт Образование». В начале урока каждый ученик получает «чистый» предварительно настроенный профиль, в котором есть всё необходимое выполнения задания.

Никита Шалаев, преподаватель факультета международных отношений и политических исследований ФМОПИ СЗИУ РАНХиГС, изучил, какие языки и среды программирования применяются для обработки данных в общественно-политических науках в мире. Он проверил гипотезу, действительно ли проприетарные специализированные пакеты, которые изучаются в вузах, являются самыми популярными или даже безальтернативными в практической работе.

Он проанализировал 5 ведущих мировых репозиториев, в которых размещаются результаты работы специалистов: Figshare ARS, Zenodo, DRYAD, Mendeley Data и Harvard Dataverse. Выяснилось, что свободные инструменты лидируют. В частности, ведущую позицию занял язык R, также популярны Python, Perl, Fortran, JASP, pajek, gephi и GNU Octave. Докладчик сделал вывод, что необходимо обучать студентов работе с популярными свободными инструментами, которые востребованы в профессиональном сообществе.

Дмитрий Муканин, специалист из иркутской компании «Степплер» обозначил две проблемы российской ИТ-сферы: недостаточную квалификацию большинства разработчиков и отсутствие в России собственного фреймворка для разработки приложений. При этом существующие популярные фреймворки находятся под контролем иностранных государств и компаний, что создает риски при их использовании. Работа в них не требует высокой квалификации. Такие фреймворки облегчают создание простых типовых приложений, но не подходят для крупных проектов. В то же время созданные на них приложения, как правило, неэффективно используют ресурсы оборудования.

Докладчик предложил включать в учебные программы вузов разработанный компанией «Степплер» открытый кроссплатформенный фремворк Stappler SDK. В нем, в частности, применяется программирование на C, что позволяет экономить аппаратные ресурсы. А работа в данной среде, по мнению Дмитрия Муканина, стимулирует профессиональный рост программистов.

Александр Речицкий, разработчик операционной системы ReactOS, свободного аналога ОС MS Windows, призвал студентов подключаться к проекту. По мнению докладчика, это позволит приобрести ценный опыт участия в крупном проекте, который впоследствии пригодится при трудоустройстве.

Можно ли обойтись без лекций по программированию и как сделать студенческие работы частью учебных материалов?

Стас Фомин, преподаватель МФТИ, рассказал, как обучает студентов программированию без традиционных лекций и семинарских занятий. По мнению докладчика, с появлением новых технологий, таких как быстрый интернет и генеративные сети (искусственный интеллект), привычные методы преподавания с учебниками, лекциями, семинарами, повторяющимися из года в год задачами и экзаменами не позволяют эффективно передавать знания и объективно оценивать уровень подготовки студентов.

Он разработал собственную систему преподавания, в которой студенты становятся активными участниками подготовки учебных материалов для следующих потоков. Ключевую роль играет интерактивное взаимодействие через Интернет в общей для студента и преподавателя среде. Преподаватель освобождается от рутинных обязанностей — чтения лекций и проведения семинаров — и может потратить освободившееся время на разработку интересных и нестандартных задач, которые затруднительно решить с помощью ИИ. Готовые студенческие работы, в свою очередь, передаются следующим курсам для изучения и самостоятельной подготовки.

Лекции и задания для студентов в цифровую эпоху Ряд докладов был посвящен подготовке материалов для обучения в электронном виде, как для преподавания информатики, так и для других дисциплин.

Виталий Чайковский из МГУ им. Ломоносова поделился опытом монтажа видеолекций по ИТ-тематике, которые читает в университете сотрудник «Базальт СПО» Георгий Курячий. Эти лекции выкладываются в открытый доступ и позволяют осваивать курсы по сетям и программированию всем желающим.

Евгений Алексеев и Юлия Чуракова, преподаватель и студентка Кубанского государственного университета, рассказали о создании учебного пособия по изучению языка программирования Julia на факультете математики и компьютерных наук. В него вошли сведения о структурах данных, библиотеках для построения графиков, приведены примеры и другая необходимая информация. Пособие создано в свободном веб-приложении Jupyter-ноутбук и размещено под свободной лицензией на портале github.

Ирина Горбунова, еще одна студента КубГУ, рассказала о созданной в вузе среде для изучения команд терминала Linux. Среда также размещена в Jupyter Notebook, она позволяет автоматически генерироватьиндивидуальные задания для каждого студента и помогает в проверке работ.

Екатерина Прокофьева, преподаватель НИУ ВШЭ обучает студентов созданию UML-диаграмм (UML, от англ. Unified Modeling Language — унифицированный язык моделирования). Эти диаграммы применяются для описания программных решений, бизнес-процессов, структур баз данных и многого другого. В вузе изучают среды для построения UML-диаграмм вручную и автоматическим способом. Используются свободные программы Draw.io, PlantUML, Umbrello и другие.

Николай Непейвода, главный научный сотрудник ИПС РАН им. Айламазяна, рассказал об опыте постановки неполных и неточных задач при обучении информатике. По словам докладчика, разработчики регулярно сталкиваются с недостаточно точно или даже ошибочно сформулированными задачами. Чтобы подготовить студентов к подобным ситуациям, следует ставить их в подобные условия уже в вузе. Это позволяет отрабатывать навыки критического отношения к формулировкам и их уточнения формальными и неформальными методами.

Такая практика применялась в Удмуртском и Новосибирском государственных университетах и на олимпиадах в этих же регионах.

Андрей Михеев, преподаватель Финансового университета при Правительстве Российской Федерации, поделился опытом разработки свободной системы проверки контрольных и домашних работ на Java.

На XIX конференции «СПО в высшей школе» преподаватель МГУ Георгий Курячий сделал доклад о системе автоматической проверки домашних заданий на языке программирования Python. На основе это идеи в вузе была разработана аналогичная система на языке Java. В том числе реализована проверка на использование искусственного интеллекта. Например, предлагаются задачи, в которых ИИ допускает определенные похожие ошибки, которые выявляются системой.

Геннадий Шефель, преподаватель Научно-исследовательского института ядерной физики МГУ, рассказал о внедрении СПО в практические занятия. В институте применяются программы для трех типов задач:

• для получения и отображения данных с датчиков;
• для математической обработки данных;
• для моделирования процессов ядерного взаимодействия.

Во втором и третьем случае несложно найти или написать ПО по Linux.

Но оборудование зачастую имеет драйверы только под Windows. Сотрудники воспринимают программное обеспечение как инструмент, сами пишут его под конкретные задачи и предпочитают пользоваться старыми программами, написанными под Windows, пока они работают.

Однако СПО постепенно внедряется. Докладчик рассказал об установке «Космический душ» для наглядной регистрации космических лучей с использованием одноплатных компьютеров и свободной программы, созданной в институте, и привел еще несколько примеров использования СПО.

Валерий Баканов, профессор Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», рассказал о преподавании методов анализа и преобразования информационной структуры алгоритмов с целью повышения эффективности параллельных вычислений. По мнению докладчика, такой подход помогает оптимально использовать возможности компьютера и избежать излишней траты вычислительных и энергетических ресурсов.

Практическое применение СПО в решении технических задач

Дмитрий Пилюк из компании Embox рассказал о результатах эксперимента по применению свободной операционной системы реального времени Embox в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУ ТП). Было протестировано взаимодействие программируемого логического контроллера (ПЛК) с сервером. Автор добился выполнения простейших команд (включение и выключение светодиодного индикатора) и уверен, что этот опыт можно развить до полноценного применения Embox на производственных линиях.

Леонид Чашкин, студент магистратуры НИУ ВШЭ, представил результаты опытов по построению моделей цифровых двойников изделий электронной техники. Для создания моделей используется свободное ПО, такое как платформа Arduino.

Ростислав Воронин аспирант ИПЛИТ — филиала НИЦ Курчатовский института — представил систему управления отоплением на основе операционной системы Simply Linux. Программа получает данные о температуре из сети и с двух термодатчиков, которые можно установить внутри и снаружи помещения. Она может управлять системами отопления на основе электрических и газовых котлов, солнечных панелей и тепловых насосов. Главное условие — возможность связи с устройством по протоколу OpenTherm. Настраивать систему можно не только находясь в здании, но и удаленно, установив на смартфон специальное приложение.

Студент МГУ Павел Бозин рассказал о доработке инструмента для локализации программного обеспечения PyBabel. С новыми функциями стало проще объединять и обновлять файлы переводов.

Давид Султаниязов из ООО «РУС.ЯЗ» представил свою научно-практическую работу — язык программирования «Корсаков». Синтаксис языка основан на кириллице, для него предусмотрен как интерпретатор, так и компилятор.

Виртуализация в образовании на базе свободных программных продуктов

Елена Татьянич, преподаватель Волгоградского государственного социально-педагогического университета рассказала о создании на базе университета виртуальной среды для обучения 3D-печати. Задания можно выполнять как в учебных аудиториях, так и удаленно через интернет.

Непосредственно в вузе выполняется только сама печать на установленном там принтере. Образ виртуальной машины создан на основе операционной системы Simply Linux с использованием свободных программ Blender, Cura, FreeCad и других.

Александр Лакиза, преподаватель Института проблем искусственного интеллекта, Донецкого государственного университета, рассказал, как в вузе был создан стенд для обучения студентов системам обнаружения вторжений. Так как собирать реальные стенды с разными типами оборудования затратно и не всегда возможно, выбор был сделан в пользу виртуальной инфраструктуры. Основой системы стала система симуляции сети GNS3 и другие свободные программные продукты.

Очередную разработку в рамках проекта «Открытая образовательная среда» Псковской области представил руководитель ГБУ Псковской области «Региональный центр информационных технологий» Алексей Драгунов. Для школ области создан облачный сервис на базе операционной системы «Альт Виртуализация». Каждая школа получила доступ к облачному хранилищу.

Автор фото Евдокия Литвякова, N+1.