Информатика и образование №10’2020

Описание

Журнал «Информатика и образование» №10’2020

№ 10 (319) Декабрь 2020 года
Содержание номера

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Каракозов С. Д., Рыжова Н. И., Королева Н. Ю.

ВИРТУАЛЬНАЯ РЕАЛЬНОСТЬ: ГЕНЕЗИС ПОНЯТИЯ И ТЕНДЕНЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ОБРАЗОВАНИИ

Развитие современного российского образования в контексте его цифровизации актуализирует вопросы, связанные с представлением и использованием существующих образовательных ресурсов в новом оцифрованном виде, а также с поиском новых ресурсов и моделей, методов, форм и средств обучения, способствующих результативности и эффективности учебно-воспитательного процесса как в школе, так и в вузе, но в новых условиях становления цифрового социума. При этом особую значимость приобретают вопросы виртуализации учебного процесса за счет использования в обучении различным предметам непосредственно средств и технологий виртуальной реальности. В данном контексте особую роль в поиске ответов на обозначенные вопросы играет генезис понятия «виртуальная реальность», поскольку в поиске нового очень важно опираться на понимание того, как происходило развитие самого понятия, и не только с позиций философии и общих методологических аспектов, но и с технологических, в частности, с позиций развития средств и технологий виртуализации с опорой на достижения физики, информатики и других наук. Особое значение для педагогики в данном контексте приобретает описание опыта использования «виртуальной реальности» и средств виртуализации учебного процесса на разных уровнях образования, так как именно генезис и эмпирика позволяют в дальнейшем и определять новые тенденции виртуализации учебного процесса, и бороться с негативными последствиями виртуализации в контексте развития, например, киберпространства, с помощью достижений и специальных методик психолого-педагогической науки.

Ключевые слова: цифровизация образования, виртуальная реальность, мультимедиа, информационная система, компьютерное моделирование, киберпространство, аватар, виртуальный мир, эффект присутствия.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ

Григорьев С. Г., Курносенко М. В., Костюк А. М.

УЧЕБНОЕ STEM-ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ И РЕАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ НА ПЛАТФОРМЕ ARDUINO

В статье рассмотрены возможные формы образовательных STEM-проектов в области электроники и управления устройствами с помощью контроллеров Arduino. Как известно, реализация подобных STEM-проектов может быть осуществлена не только с использованием различных электронных конструкторов, но и с помощью виртуальных сред моделирования. Полученные при моделировании в виртуальных средах знания позволяют повысить эффективность очных практических занятий с реальным конструктором, улучшить качество знаний обучающихся. Применение виртуальных сред моделирования в сочетании с использованием реальных конструкторов обеспечивает взаимосвязь дистанционной и очной форм обучения. Реальный конструктор одновременно могут использовать и преподаватель, и обучаемый, совместно отрабатывая особенности решения практических задач. В статье приведены примеры использования виртуальной среды для предварительного макетирования схем, имеющихся в документации к электронным конструкторам, для ознакомления обучающихся с основами проектирования и сборки электронных схем методом навесного монтажа и на макетной плате, а также программирования контроллеров на платформе Arduino, управляющих электронными устройствами. Данный подход позволяет ускорить усвоение обучающимися различных межпредметных знаний в области естественных наук с помощью STEM-проектирования.

Ключевые слова: STEM, Arduino, образовательная робототехника, мехатроника, конструктор, виртуальная среда, робот, профобразование, дополнительное образование.

Бесшапошников Н. О., Кушниренко А. Г., Леонов А. Г., Райко М. В., Собакинских О. В.

ЦИФРОВАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДА «ПИКТОМИР»: ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И МАССОВОГО ВНЕДРЕНИЯ ГОДОВОГО КУРСА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ ДОШКОЛЬНИКОВ

В статье представлен результат работы по созданию и внедрению годового курса «Алгоритмика для дошколят», которую под руководством академика В. Б. Бетелина в течение шести лет вел отдел учебной информатики ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН совместно с департаментом образования администрации г. Сургута (Западная Сибирь). Начиная с сентября 2018 года курс проводится во всех подготовительных группах всех детских садов г. Сургута, ежегодно охватывая более 6000 детей. Учебно-методический комплект для проведения курса, включающий цифровую образовательную среду «ПиктоМир», свободно распространяется и может быть скачан с сайта НИИСИ РАН для использования в любых целях, в том числе коммерческих. Обсуждаемый в статье курс «Алгоритмика для дошколят» является первой частью разрабатываемого курса «Азы программирования для дошкольников и младших школьников».
В курсе используется бестекстовая методика составления программ. Ребенок составляет программу из пиктограмм с командами для роботов, однобуквенными именами подпрограмм и пиктограммами управляющих конструкций. На начальном этапе обучения используется безэкранная технология составления программы из материальных объектов. Предлагаемая технология выгодно отличается от имеющихся в мире аналогов тем, что при работе с «ПиктоМиром» программа в материальном мире может составляться из свободно перемещаемых ребенком материальных объектов: карточек, кубиков с печатными или нарисованными от руки пиктограммами команд. Информация о каждой команде программы извлекается исключительно из воспринимаемого ребенком изображения, а не из каких-либо машинно-читаемых графических кодов или электрических кодов, зашитых в материальный носитель пиктограммы. Пиктограммы-картинки ребенок «фотографирует» своим планшетом, на котором они распознаются с помощью нейронных сетей специальным модулем «ПиктоМира».

Ключевые слова: программирование, информатика, алгоритмика, дошкольник, робот, система команд, программа, компьютер, пиктограмма, реальный, виртуальный, нейросети, дополненная реальность, среда программирования, «ПиктоМир».

Курбесов А. В., Мирошниченко И. И., Щербаков С. М.

МЕТОДОЛОГИЯ AGILE В УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗА

В статье рассматривается использование гибкой методологии Agile при обеспечении учебно-методической деятельности в высшем учебном заведении. Представлены полученные на текущий момент результаты исследования, выполняемого при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) в рамках научного проекта 19-013-00690 «Экономика учебно-методической деятельности в высшей школе». В работе представлены требования, которые могут быть предъявлены к использованию методологии Agile при обеспечении учебно-методической деятельности вуза. Обоснована возможность и целесообразность использования данной методологии для успешного осуществления указанных процессов. Представлены принципы и инструменты Agile в адаптации к учебному процессу вуза. Рассмотрены составляющие предлагаемого подхода, в частности: основные принципы методологии Agile и возможности их применения в учебно-методической деятельности; вопросы совместимости Agile с существующей системой учебно-методического обеспечения; области, в которых технологии и принципы Agile могут быть адаптированы незамедлительно и без существенных проблем. Указаны проблемы на пути внедрения гибких методологий в учебно-методическую деятельность вуза.

Ключевые слова: методология Agile, учебно-методическая деятельность, вуз, принципы, перспективы.

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

Adzhemov A. S., Manonina I. V., Shestakov V. V.

FEATURES OF SMART LEARNING AT HIGH SCHOOL

(На англ. языке)

Аджемов А. С., Манонина И. В., Шестаков В. В.

ОСОБЕННОСТИ SMART-ОБУЧЕНИЯ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

Инфокоммуникационные технологии все больше вторгаются в процесс обучения, в том числе в высшей школе. Распространенный доступ к всевозможным информационным ресурсам с различных телекоммуникационных устройств — компьютеров, планшетов, смартфонов — с учетом достаточно высокого покрытия территории беспроводной связью обеспечивает необходимые условия для создания индивидуальных возможностей обучения с опорой на объективные показатели усвоения учебного материала и овладения требуемыми навыками и умениями. Кроме того, необходимо учитывать имеющийся опыт, установившиеся традиции, способность к восприятию нового, подготовленность к использованию современных различных инфокоммуникационных решений в организации образования не только обучаемых, но и их преподавателей, а также готовность соответствующих учебных и методических материалов. Для реализации этого необходимо сформировать не только учебно-методические материалы, но и адекватную контрольно-измерительную среду, позволяющую получать объективные оценки, характеризующие процесс изучения дисциплины и качество усвоения материала.
С этой целью авторами предлагается создание модели интеллектуальной лекции-презентации со встроенной тестирующей подсистемой, в которой существует возможность поэтапного изучения учебного материала с фиксацией качества его усвоения в виде определенных показателей. К таким показателям могут относиться: время, затрачиваемое на каждый элемент (слайд) курса с учетом количества обращений к данному элементу; динамичность ответов на тестовые вопросы — показатель, отражающий скорость усвоения учебного материала; количество правильных и ошибочных ответов, а также пропущенных вопросов при выполнении тестов — показатель, отражающий объем усвоения учебного материала, и т. д. Анализ собранных количественных показателей позволяет определить динамику изучения курса и построить индивидуальную траекторию обучения студента, а также выработать соответствующие рекомендации по изучению курса, которые могут появиться после любого слайда, что определяется результатом проводимого анализа времени и итогами тестирования. При этом данные рекомендации могут иметь именно рекомендательный характер, но могут быть и директивами, т. е. иметь принудительный характер.
Таким образом, созданная модель интеллектуальной лекции-презентации позволяет сформировать объективный «электронный учебный портрет» студента, учитывающий его индивидуальные особенности, интересы и способности, что дает возможность изучения и усвоения не только формальных знаний, но и поддержки стремления к изучению нового.

Ключевые слова: учебно-методический материал, электронное обучение, интеллектуальная лекция-презентация, smart-обучение, тестирование, электронный портрет учащегося, учебная траектория.

Блинов С. Н., Орлов А. А.

ОБУЧАЮЩАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА «ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ “ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА”»

Одним из ключевых факторов обеспечения устойчивой к кризисам формы проведения в вузах лабораторных занятий в дистанционном режиме являются обучающие компьютерные программы в виде виртуальных лабораторных работ. Такие программы обеспечивают получение студентами должного практического опыта работы с технологическим оборудованием в случае отсутствия непосредственного контакта с преподавателем и реальными лабораторными установками. Они также являются альтернативой реальным физическим лабораторным установкам и могут использоваться студентами в случае физического износа лабораторного оборудования или полного его отсутствия. В статье представлена обучающая компьютерная программа, с помощью которой осуществляется проведение лабораторных работ по дисциплине «Теплоснабжение предприятий лесного комплекса» на пяти виртуальных лабораторных установках. На примере одной лабораторной работы показан принцип выполнения всех виртуальных лабораторных работ. Выявлены достоинства представленной компьютерной программы, обозначена высокая значимость и эффективность ее использования. Разработанная программа успешно используется студентами Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева, она позволяет проводить лабораторные работы в дистанционном режиме, а также сократить время их выполнения за счет ускорения моделируемых процессов.

Ключевые слова: обучающая компьютерная программа, виртуальные лабораторные работы, виртуальные лабораторные установки, дистанционное обучение, образовательный процесс.

НАПЕЧАТАНО В 2020 ГОДУ