Описание

Журнал «Информатика и образование» №6’2022

Том 37 № 6 Декабрь 2022 года
Содержание номера

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Сабитов Р. А., Смирнова Г. С., Елизарова Н. Ю., Сабитов Ш. Р., Епонешников А. В., Григорьев И. С.

КОНЦЕПЦИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ В ЦИФРОВОЙ ЭКОСИСТЕМЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО КЛАСТЕРА

Новый подход к формированию распределенных цифровых образовательных экосистем в территориальных производственных кластерах может не только устранить недостатки традиционной системы образования, но и создать перспективную платформу для новой современной образовательной технологии. Основой для построения такой экосистемы становятся современные достижения в области систем управления, цифровизации и искусственного интеллекта. Быстрое развитие в области искусственного интеллекта и цифровых технологий оказывает серьезное влияние на образовательную сферу, при этом приходится учитывать и непредсказуемые природные катаклизмы и пандемии, а также сложную геополитическую и экономическую ситуацию в мире. В этих условиях для университетов одна из серьезных возможностей сохранения и усиления своих позиций на рынке образования, который будет стремительно меняться в ближайшее время, — это трансформация процессов в рамках новых технологических трендов на базе цифровых платформ производственных кластерных экосистем. Цифровой двойник может использоваться как для принятия решений в режиме реального времени, так и для прогнозирования и планирования процесса на весь период обучения. Университет и предприятия территориального кластера, обеспечивающие часть образовательных услуг в рамках данного подхода, интегрируются в единый механизм для решения задач гибкого индивидуального обучения в соответствии с потребностями кластера в высококвалифицированных кадрах. Также возможно построение гибридной образовательной университетской среды, интегрированной с реальными объектами экономики конкретной территории, которая в этом случае становится важнейшим компонентом цифровой образовательной экосистемы. Предлагаемая концепция позволяет прогнозировать и планировать подготовку нужных специалистов, поскольку вся схема образовательного процесса в данном случае тесно связана с предприятиями реального сектора на весь период обучения. Это становится возможным за счет того, что обучение происходит по гибким обновляемым программам, отражающим постоянно меняющиеся требования предприятий к компетенциям сотрудников.

Ключевые слова: искусственный интеллект, цифровой двойник, цифровая образовательная экосистема, территориальный производственный кластер.

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

Гончаренко Л. П., Наумов С. Н., Шестакова А. А.

ПРОБЛЕМЫ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СЕЛЬСКИХ ШКОЛ В РАМКАХ НАЦИОНАЛЬНОГО ПРОЕКТА «ОБРАЗОВАНИЕ»

Система образования — значимая оставляющая социально-экономического развития любого государства, поскольку она непосредственным образом влияет на развитие и формирование человеческого капитала. Роль школы в сельской местности особенная: это не просто образовательная организация, это в первую очередь «якорь» для сохранения сельских населенных пунктов, символ того, что у села есть перспективы и будущее. Сельские школы дают учащимся одну из немногих возможностей овладения современными цифровыми навыками, компьютерным оборудованием, программным обеспечением.

В статье представлен прогноз численности обучающихся в системе общего образования в сельской местности и школьных учреждений в сельской местности на начало 2024/2025 учебного года. Прогноз выявил риск недостижения целевых показателей национального проекта «Образование» (НП «Образование») в сельской местности, в том числе в сфере информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Прогнозные результаты требуют предпринять ряд необходимых мер для предотвращения возможных рисков недостижения показателей. Следует пересмотреть механизмы оценки эффективности и достижимости показателей, заложенных в НП «Образование», увеличить финансирование и темпы создания новых школьных мест в сельской местности, повысить их обеспеченность современными информационными ресурсами и оборудованием.

Ключевые слова: сельская местность, общее образование, школьные учреждения, информационно-коммуникационные технологии, национальный проект.

Никандров А. А.

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ГИБКИЕ ОНЛАЙН-ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В статье актуализируется необходимость использования многофункциональных, гибких онлайн-платформ для содействия образовательной деятельности, в частности, для дисциплины «Машинное обучение». Описаны основные характеристические черты дисциплины «Машинное обучение», преподавание которой реализуется с помощью задачного подхода через написание программных кодов на языке программирования, в качестве которого выбран интерпретатор Python 3 со связкой библиотек NumPy, Pandas, Matplotlib и Seaborn для обработки и визуализации данных. Непосредственно для машинного обучения задействуется библиотека Scikit-learn. В дополнение к интерпретатору Python 3 задействованы средства набора программного кода, а именно: кроссплатформенная среда разработки PyCharm Community и веб-приложение с открытым исходным кодом Jupyter Notebook. Оценивается потенциал образовательных многофункциональных, гибких онлайн-платформ, включающих в себя конструкторы открытых онлайн-курсов для содействия обучению студентов. Выделены самые упоминаемые онлайн-платформы, проведен анализ их функционала, касающегося размещения материала по программированию и машинному обучению в различных форматах отечественных и зарубежных научных публикаций. На основании анализа функционала выделена, разобрана и обсуждена группа потенциальных основных требований к образовательным платформам при обучении программированию в рамках дисциплины «Машинное обучение».

Ключевые слова: образовательная платформа, конструктор онлайн-курсов, Stepik, программирование, машинное обучение, Python 3.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ

Кушнир М. Э., Рабинович П. Д., Заведенский К. Е.

СТРУКТУРА ПАРАМЕТРОВ И МЕТОДИКА ПРИМЕНЕНИЯ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОФИЛЯ «АЛМАЗ ЛИЧНОСТИ»

В статье описываются структура параметров оценки образовательного результата и методика применения модели образовательного профиля личности «Алмаз личности» в организациях общего и дополнительного образования детей. Модель разработана с учетом баланса сложности и продуктивности измерительного инструмента.

Актуальность статьи обусловлена новыми задачами, стоящими перед системой образования, в виде параметров национального проекта «Образование», которые требуют развивать индивидуальные технологии обучения, выявлять и развивать одаренных детей, выходить в десятку мировых лидеров по сравнительным показателям. В мире сегодня делают акцент на заданиях компетентностного типа, требующих активного подхода к решению. Инструментов формирования и развития активного образовательного поведения уже много, но далеко не все их них хорошо работают. Авторы предлагают конвергентную модель формирования образовательного профиля, претендующую на эффективность для решения указанных задач.

Цель описываемого в статье исследования — разработать модель образовательного профиля личности для управления образовательной деятельностью и развития личностного потенциала, пригодную для поддержки образовательной субъектности.

Новизна модели определяется ее структурой (на основе сочетания формальных и неформальных (рефлексивных) параметров оценки) и методикой применения, обеспечивающими соблюдение баланса «сложность—полезность инструмента», а также направленность на развитие именно образовательной активности (субъектности, агентности). Нетипичными являются использование качественных оценок образовательного результата для формального оценивания, а также сам процесс оценки на основе специальным образом описанных (тегированных) учебных заданий (вместо оценивания «на соответствие образцу»). При этом модель может применяться одновременно с традиционными системами оценки и не противоречит им.

Практическая значимость модели «Алмаз личности» заключается в дополнительных инструментах оценки образовательного результата, которые появляются в результате обработки формальных оценок предлагаемой модели. В неформальной части традиционно сложная задача организации рефлексии облегчается наличием опорной структуры. Эффективность и продуктивность модели в настоящее время проверяется участниками пилотного проекта.

Ключевые слова: образовательная субъектность, образовательная логистика, образовательный запрос, персонализация, индивидуализация, цифровая образовательная среда, персональная образовательная логистика.

Носкова Т. Н., Павлова Т. Б.

ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ РЕШЕНИЯ КОМПЕТЕНТНОСТНЫХ ЗАДАЧ В ЦИФРОВОЙ СРЕДЕ

Целью статьи является обоснование особенностей и этапности педагогической технологии решения компетентностных задач, основанной на средовом методологическом подходе (образовательная среда становится средством учебной деятельности), реализующемся в цифровом образовательном пространстве. Сравниваются признаки постановки компетентностных задач (такие, как неформализованность, информационная избыточность), связи с практикой жизни и профессиональной деятельностью, с особыми возможностями организации их решения в цифровой среде (многовариантность решений, персонализированный характер деятельности, цифровой инструментарий). Технология рассматривается нелинейно, с комплексными целями, средствами и результатами. Обосновывается роль технологии в современной профессиональной подготовке, предусматривающей формирование новых цифровых и гибких надпрофессиональных навыков.

Структурной единицей технологии выступает цифровая микросреда учебной задачи. В ней представлена цель и содержание задачи, с помощью цифровых педагогических ресурсов организуется самостоятельная деятельность обучающихся по ее решению. Средовая педагогическая технология выстраивается как совокупность цифровых микросред, обеспечивающих решение комплексной компетентностной задачи. Цифровые педагогические ресурсы микросреды, организующие самонаправляемую активность студентов, — это ресурсы управления самостоятельной деятельностью, цифровые образовательные ресурсы и ресурсы организации сетевых коммуникаций. В статье обосновывается содержание основных этапов деятельности педагога в этой технологии.

Практическая значимость полученных результатов подтверждена их внедрением в профессиональную подготовку будущих учителей. Работа адресована преподавателям вуза, ориентированным на достижение новых результатов профессиональной подготовки при использовании цифровой среды. Описываемые научные подходы являются новыми для отечественной и зарубежной практики.

Ключевые слова: педагогическая технология, цифровая образовательная среда, компетентностные задачи, рамочная средовая технология.

Христочевский С. А.

КОГНИТИВНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

В статье представлен анализ некоторых возможностей традиционных учебников и электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Рассмотрены отсутствующие в настоящее время у ЭОР возможности построения де-факто индивидуальных образовательных траекторий обучающихся при использовании традиционных учебников. Показаны некоторые недостатки электронных образовательных ресурсов, связанные с доминированием видеоряда ЭОР над прочими каналами воздействия на учащихся и c преувеличением роли интерактивности ЭОР при их использовании в учебном процессе. На примере теста Струпа отмечена обязательность интеграции различных медиа, в частности текста и цветового оформления ЭОР. Обращено внимание на эффективность использования образовательных ресурсов в различных образовательных ситуациях.

Многие ошибки разработчиков ЭОР связаны с недостаточным взаимодействием разработчиков и психологов. Создатели ЭОР зачастую некорректно трактуют результаты, полученные психологами. В статье приведены соответствующие примеры, в том числе по использованию мифического числа семь (принципа, что человек может работать одновременно не более чем с семью блоками информации). Не всегда разработчики используют в своей деятельности коммуникативные постулаты Г. П. Грайса, а также теорию когнитивной нагрузки, согласно которой разрабатываемые ЭОР не должны перегружать мозг ученика. В психологии когнитивный ресурс больше связан с аспектами переработки человеком информации. В статье понятие «когнитивный ресурс» распространяется на «внешние» по отношению к человеку ресурсы, в том числе на электронные образовательные ресурсы. Степень когнитивности ресурса характеризует легкость передачи обучаемому необходимой для образовательного процесса информации и восприятия им этой информации.

В статье обращено внимание на необходимость использования современных принципов юзабилити при построении «прозрачных» интерфейсов ЭОР. В результате анализа современных ЭОР предложены рекомендации для разработчиков ЭОР по созданию когнитивных презентационных электронных ресурсов для повышения их эффективности.

Ключевые слова: цифровизация образования, электронные образовательные ресурсы, ЭОР, электронные учебные материалы, когнитивные электронные образовательные ресурсы, когнитивные ЭОР.

Авдосенко Е. В., Макарова Е. А., Куйдин А. А.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОРГАНИЗАЦИИ НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРНЕТ-МЕРОПРИЯТИЯ

Проведение научных мероприятий является актуальным, перспективным и активно используемым направлением вузовской работы. Введение ограничительных мер и изменение темпа жизни требуют новых подходов к организации научно-образовательной деятельности, четкой дифференциации существующих аудиторных и дистанционных форм обучения, расстановки приоритетов при планировании и проведении мероприятий.

Авторами статьи был спроектирован процесс организации образовательного мероприятия, включающий пять этапов. На начальном этапе смоделировали его концепцию и выделили электронную форму как оптимальную для организации научно-образовательного мероприятия в новых реалиях. На следующем этапе разработали маршрут его организации и проведения, прописав набор и последовательность необходимых действий. Далее на основе авторской модели концепции и маршрута организации была спланирована и проведена в электронной форме научно-практическая студенческая конференция с использованием нового формата научной коммуникации — видеодоклады и их обсуждения в форумах. Финальным этапом стал анализ результатов конференции, опрос участников и сравнение с метриками прошлых лет.

Авторская модель концепции научно-образовательного мероприятия и маршрут его организации включают в себя все процедуры по подготовке мероприятия любого уровня и формата, являются универсальными и могут использоваться для проведения большинства образовательных мероприятий. Проектирование организационных процессов в стремительно меняющихся условиях является перспективным направлением в области модернизации организационно-управленческой деятельности педагога.

Ключевые слова: проектирование организационных процессов, модель концепции мероприятия, электронная форма интернет-мероприятия.

Садыкова Ф. Э.

ПЕРСОНАЛИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЮ НА ПРИМЕРЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРНЕТ-СЕРВИСОВ

В статье рассматривается понятие персонализации обучения, актуализируется необходимость разработки модели персонализированного обучения в сфере профессионального образования в условиях реализации национальной программы «Цифровая экономика». Анализируются существующие модели обучения, созданные на основе персонализированного подхода. Приводится сравнительный анализ персонализированного, дифференцированного, индивидуализированного и адаптивного обучения. Описывается модель персонализации обучения при изучении программирования через интернет-сервисы и возможности внедрения модели персонализации обучения при организации занятий по программированию в профессиональных учебных заведениях.

Персонализированная модель обучения предоставляет обучающемуся право выбора, маршрут движения внутри предмета, возможность уйти вперед и правильно распорядиться выигранным временем либо, наоборот, вернуться, наверстать упущенное и догнать одногруппников. Такой подход позволяет обучающемуся самому управлять механизмом обучения, что является главным мотивирующим фактором. Методические рекомендации, предложенные в статье, представляют практическую ценность для руководителей образовательных организаций, разработчиков учебных материалов, методистов образовательных учреждений, поскольку помогают организовать образовательный процесс с применением персонализированного подхода относительно нового тренда в построении систем профессионального образования.

Ключевые слова: персонализация, персонализированное обучение, дифференцированное обучение, индивидуализированное обучение, адаптивное обучение, программирование.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ

Kramarov S. O., Khramov V. V., Işiklar А.

COGNITIVE APPROACH TO THE FORMATION OF A ROBOTIC SYSTEM IN EDUCATION

(На англ. языке)

Крамаров С. О., Храмов В. В., Ишиклар А.

КОГНИТИВНЫЙ ПОДХОД К ФОРМИРОВАНИЮ РОБОТОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ В ОБРАЗОВАНИИ

В статье рассматриваются особенности моделирования систем управления образовательными процессами с применением роботов-ассистентов на основе когнитивного подхода. Основной задачей исследования являются вопросы использования гибридного человеко-машинного интеллекта в системе образования. Авторами предложен новый вариант применения нечетких когнитивных карт и возможностей соответствующих программных систем для решения ряда практических задач на примерах автоматизированного обучения. В рамках когнитивного подхода, который позволяет учитывать различные языковые особенности людей, возможно использование соответствующих нечетких когнитивных карт, которые позволяют определять причинно-следственные сети, отражающие субъективное представление исследователей о системе в виде множества семантических категорий, называемых факторами или концептами.

В исследовании показано, что при учете НЕ-факторов, имеющих место в образовательном процессе, а также возможностей их применения для формирования индивидуальных траекторий обучения в условиях применения человеко-машинного интеллекта можно получать принципиально новые возможности для подготовки кадров.

Авторами предложена нечеткая когнитивная модель стратегического управления с участием робототехнической системы, выявлены основные концепты для ее построения и анализа. Выполнена идентификация параметров когнитивной карты с применением принципов интеллектуальной генерации лучших альтернатив, основанной на модифицированном методе парных сравнений. Исследование ориентировано на сотрудников учебных заведений, отвечающих за цифровизацию образования, и на преподавателей.

Ключевые слова: управление образованием, слабоструктурированная система, эрготехническая система, когнитивный подход, нечеткая когнитивная карта.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ТЕСТЫ

Коннова Л. П., Липагина Л. В., Олехова Е. Ф., Рылов А. А., Степанян И. К.

КОРРЕКТИРУЮЩИЙ ПОДХОД К ОЦЕНИВАНИЮ АКАДЕМИЧЕСКИХ ДОСТИЖЕНИЙ СТУДЕНТОВ В LMS MOODLE

В статье предлагаются широкое внедрение образовательной среды LMS Moodle в учебный процесс при дистанционной форме обучения и рекомендации использовать этот ресурс для очного обучения. Авторы считают, что система оценки знаний для дистанционного обучения не может быть автоматически применена для оценивания студентов других форм обучения, а должна быть адаптирована к ним. Целями исследования стали изучение вопросов оценивания в среде Moodle, разработка методики ее использования для оценки знаний студентов экономического бакалавриата по дисциплине «Математика». Для достижения поставленных целей была изучена научная литература по этой тематике, а в качестве методов исследования использовались педагогическое проектирование, эксперимент и опрос студентов. В результате авторы статьи спроектировали контрольно-измерительную систему оценки знаний по математике в LMS Moodle и регламент проведения промежуточной аттестации с использованием этой системы. При оценивании академических достижений студентов в среде Moodle, по мнению авторов, необходима дополнительная проверка результатов электронного тестирования преподавателем. В статье описываются результаты эксперимента, подтверждающие, что скорректированная преподавателем оценка более объективно показывает уровень знаний студентов. Новизна исследования заключается в разработке корректирующей методики использования LMS Moodle для оценивания знаний студентов по математике в режиме очного обучения. Представленный подход может быть использован в рамках других дисциплин и встроен в цифровую образовательную среду учебного заведения.

Ключевые слова: оценивание академических достижений, электронное тестирование, LMS Moodle, контрольно-измерительная система оценивания.

НАПЕЧАТАНО В 2022 ГОДУ