Информатика и образование №1’2023

Описание

Журнал «Информатика и образование» №1’2023

Том 38 № 1 Февраль 2023 года
Содержание номера

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ

Семенов А. Л., Абылкасымова А. Е., Варданян В. А., Григорьев С. Г., Гриншкун В. В., Каракозов С. Д., Ловягин С. А., Рудченко Т. А.

ПОЛВЕКА ЦИФРОВОГО ОБНОВЛЕНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ШКОЛЫ В ЗЕРКАЛЕ БИОГРАФИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЯ. К 80-ЛЕТИЮ А. Ю. УВАРОВА

Проникновение вычислительной техники в общеобразовательную школу в нашей стране началось более полувека назад. Среди тех, кто начинал работу в области цифрового обновления образования, был и Александр Юрьевич Уваров, сегодня — доктор педагогических наук, профессор Института образования Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики», ведущий научный сотрудник Института кибернетики и образовательной информатики им. А. И. Берга Федерального исследовательского центра «Информатика и управление» Российской академии наук, лауреат премии Правительства РФ в области образования, многолетний член редакционной коллегии журнала «Информатика и образование». А. Ю. Уваров внес значительный вклад в развитие школьной информатики. Его организаторская деятельность и исследования во многом определили реальность и перспективы цифровизации отечественной школы. Необходимо подчеркнуть важность и научную значимость исследований, выполненных А. Ю. Уваровым.

В январе 2023 года Александру Юрьевичу Уварову исполнилось восемьдесят лет. В биографии хорошо известного в нашей стране и за рубежом исследователя, как в зеркале, отражена полувековая история цифрового обновления отечественной школы.

Ключевые слова: А. Ю. Уваров, журнал «Информатика и образование», компьютеризация образования, история школьной информатики, межшкольная телекоммуникационная сеть, открытая учебная архитектура, цифровая трансформация школы, педагогические технологии, исследовательское и проектное обучение, персонализированно-результативная организация обучения.

К 80-ЛЕТИЮ АЛЕКСАНДРА ЮРЬЕВИЧА УВАРОВА

КОНКУРС ИНФО-2022

ИТОГИ XIX ВСЕРОССИЙСКОГО КОНКУРСА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ИНФО-2022

Косова Е. А.

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ СИТУАЦИОННЫХ ЗАДАЧ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЕТЕНЦИЙ ЦИФРОВОЙ ДОСТУПНОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ

В статье предложен подход к применению метода ситуационных задач (кейсов) для формирования компетенций цифровой доступности (ЦиД) электронного обучения (ЭО). Разработаны: схема формирования компетенций цифровой доступности электронного обучения (ЦиД ЭО) с помощью метода кейсов, процедура решения кейса, шаблон описания кейса и коллекция из 11 кейсов. В качестве эмпирического материала для ситуационных задач использованы оригинальные наборы данных, размещенные в открытом доступе, в частности, результаты экспертной оценки ЦиД ЭО, анализа потребностей обучающихся в ЦиД ЭО, оценки мотивации и готовности преподавателей к обеспечению ЦиД ЭО, оценки сформированности компетенций ЦиД ЭО, контент-анализа веб-сервисов ЦиД ЭО, анализа нормативных оснований ЦиД ЭО. При решении каждого кейса обучающиеся должны выполнить самостоятельное исследование данных по образцу и сравнить полученные результаты с опубликованными ранее, а также, по возможности, выявить дополнительные закономерности. В обучении основам ЦиД решение кейсов целесообразно сочетать с другими формами организации обучения (лекциями, традиционными практическими работами и тестированием). Разработанный инструментарий может быть использован преподавателями для проектирования собственных ситуационных задач с применением открытых данных.

Ключевые слова: цифровая доступность, веб-доступность, формирование компетенций, метод кейсов, ситуационные задачи, профессиональное образование, электронное обучение.

Дополнительные материалы

Иманова О. А., Смолянинова О. Г.

ОЦЕНИВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ МАГИСТРОВ ПЕДАГОГИКИ СРЕДСТВАМИ ЭЛЕКТРОННОГО ПОРТФОЛИО

Комплексная оценка уровня сформированности профессиональных компетенций выпускников педагогических вузов является одним из основных факторов, способствующих успешному трудоустройству будущих педагогов в соответствии с полученной квалификацией и открывающих перспективы их карьерного роста. Профессиональная самооценка является важным инструментом выстраивания вектора индивидуального развития, анализа собственного педагогического потенциала.

В статье представлены результаты исследования, проведенного на базе Института педагогики, психологии и социологии Сибирского федерального университета и посвященного использованию технологии электронного портфолио (е-портфолио) для комплексной аутентичной оценки профессиональных компетенций магистров педагогики в период обучения в магистратуре и в процессе прохождения государственной итоговой аттестации. Описанное в статье содержание дисциплины «Е-портфолио в презентации и признании достижений», включенной в программу обучения магистров педагогики, позволяет решать задачи по развитию навыков самооценки и профессиональному развитию магистрантов направления подготовки «Педагогическое образование».

Представленные результаты самооценки уровня развития универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций (с использованием материалов е-портфолио) по конструктивному и продуктивному уровням у магистрантов второго курса выше, чем у первого. Это объясняется накоплением материалов, подтверждающих их достижения в различных видах деятельности. Экспертная оценка материалов е-портфолио перед государственной итоговой аттестацией также свидетельствует о повышении уровня развития УК, ОПК и ПК магистрантов.

Ключевые слова: е-портфолио, магистранты, профессиональные компетенции, электронное обучение, педагогическое образование, комплексная оценка, самооценка.

Пантюхин Д. В.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ МАСТЕР-КЛАССА «СОСТЯЗАТЕЛЬНЫЕ АТАКИ НА НЕЙРОННЫЕ СЕТИ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ

Проблема уязвимости нейронных сетей уже несколько лет является предметом научных исследований и экспериментов. Состязательные атаки — один из способов «обмануть» нейросеть, заставить ее принимать ошибочные классификационные решения. Сама возможность состязательной атаки кроется в особенностях машинного обучения нейросетей. В статье показано, как свойства нейронных сетей становятся источником проблем и ограничений в их использовании. Материалы соответствующих исследований автора легли в основу мастер-класса «Состязательные атаки на нейронные сети распознавания изображений».

В статье представлены учебно-методические материалы мастер-класса: теоретические основы занятия, практические материалы (в частности, описана атака на один нейрон, рассмотрен метод быстрого знака градиента для атаки на нейронную сеть), примеры экспериментов и расчетов (автор использует сверточную сеть VGG, библиотеки Torch и CleverHans), а также набор типовых ошибок обучающихся и пояснения педагога, устраняющие эти ошибки. Кроме того, в статье приведен результат эксперимента, а по указанным ссылкам доступны его полный код и примеры апробации материалов мастер-класса.

Мастер-класс предназначен как для студентов, так и для старших школьников, изучивших основы нейронных сетей и язык Python, а также может представлять практический интерес для учителей информатики, разработчиков курсов по машинному обучению и искусственному интеллекту и преподавателей вузов.

Ключевые слова: нейронная сеть, состязательная атака, метод быстрого знака градиента, гиперпараметры атаки, мастер-класс.

Токтарова В. И., Ребко О. В.

РАЗВИТИЕ ЦИФРОВЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ В КОНТЕКСТЕ ЦИФРОВИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ: ОПЫТ МАРИЙСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

В настоящее время вопрос о единой модели цифровых компетенций для педагогов остается открытым как в нашей стране, так и на мировом уровне. Существует масса различных подходов к определению самого понятия «цифровая компетенция» и содержания таких моделей. Анализ нескольких разработанных вариантов позволяет выделить общие компоненты и построить на их основе единую модель. В данной работе приводится опыт Марийского государственного университета по созданию и внедрению модели цифровых компетенций педагогов, разработке диагностического инструментария для их оценки. Устанавливается целесообразность применения данной модели цифровых компетенций в подготовке студентов педагогических специальностей. Отмечаются проблемы и вызовы, связанные с цифровой трансформацией отрасли науки и образования. Приводится описание программы магистратуры по профилю «Цифровая педагогика». Данная программа основана на модели цифровых компетенций, принятой в Марийском государственном университете. Она обеспечивает непрерывную профессиональную подготовку педагогов, способных работать в условиях цифровой трансформации, что отвечает вызовам и потребностям как национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации», так и Стратегии цифровой трансформации отраслей экономики, социальной сферы и государственного управления Республики Марий Эл.

Ключевые слова: цифровые компетенции педагогов, цифровая трансформация образования, цифровая педагогика, магистратура, кадры для цифровой экономики, цифровая культура, цифровая грамотность, университет.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ

Садыкова Г. В., Северьянов О. И.

ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ В ЭПОХУ ПАНДЕМИИ: ОПЫТ РОССИЙСКИХ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ

Статья посвящена изучению опыта преподавателей российских вузов, приобретенного в период экстренного удаленного обучения в 2020–2021 годах во время пандемии. Актуальность работы обусловлена необходимостью корректировки траектории развития системы дистанционного обучения. Новизна статьи определяется существенным дефицитом изучения, обобщения и осмысления данного опыта в научной литературе.

В исследовании использовались количественные и качественные методы сбора и обработки данных. Преподаватели российских вузов (N = 57) ответили на вопросы онлайн-анкеты, целью которой было выявить преимущества и недостатки дистанционной формы обучения. Для установления наиболее распространенных, ключевых тем применялись методы корпусной лингвистики, позволившие выделить частотные слова, используемые респондентами для описания своего положительного и отрицательного опыта. Ответы на открытые вопросы подвергались также контекстуальному и контент-анализу.

Среди наиболее существенных положительных сторон онлайн-формата респонденты выделили: экономию времени на дорогу, расширение репертуара педагогических стратегий и доступа к наглядным методам представления информации за счет технических возможностей онлайн-платформ, вовлечение молчаливых студентов в активное общение, безопасность коммуникации в период распространения вирусной инфекции, постоянный доступ студентов к информационным ресурсам. К недостаткам дистанционного обучения респонденты отнесли: ухудшение уровня взаимодействия со студентами при отсутствии личного и (или) визуального контакта, технические проблемы со связью, трудоемкость, сложность развития практических навыков, трудности эффективного контроля знаний и психологического состояния студентов, снижение мотивации у студентов, а также проблемы со здоровьем.

На основании результатов исследования сделаны выводы о необходимости повышения профессиональных компетенций преподавателей и расширения технической базы образовательных организаций. Последнее обеспечит доступ и использование многофункциональных систем управления дистанционным обучением и программ, позволяющих проводить видеоконференции, делиться файлами, а также демонстрировать мультимедийные презентации и онлайн-материалы.

Исследование значимо с точки зрения изучения и обобщения положительного и отрицательного опыта преподавателей для усовершенствования программ повышения квалификации, принятия решений по закупке и внедрению оборудования и программного обеспечения, внесения изменений в программы развития вузов.

Ключевые слова: дистанционное обучение, онлайн-обучение, пандемия, COVID-19, вуз, преподаватели.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ

Nasr L.

STUDENTS’ RESOLUTIONS OF SOME PARADOXES OF INFINITY IN THE LENS OF THE GROSSONE METHODOLOGY

(На англ. языке)

Наср Л.

РАЗРЕШЕНИЕ СТУДЕНТАМИ НЕКОТОРЫХ ПАРАДОКСОВ БЕСКОНЕЧНОСТИ В ОБЪЕКТИВЕ МЕТОДОЛОГИИ ГРОССУАНА

В статье описан опыт применения нового математического языка (методология гроссуана) в работе со старшими школьниками. В эксперименте приняли участие одиннадцать учащихся 12 класса средней школы в Ливане. Им было предложено решить классические парадоксы бесконечности двумя способами: традиционным и новым (методология гроссуана).

На первом этапе школьники, которые учатся по традиционной программе, предложили интуитивные решения трех парадоксов бесконечности. На втором этапе они изучили новый математический термин (гроссуан), после чего (на третьем этапе) разрешили те же парадоксы, используя новую методологию. Затем учащиеся сравнили результаты своих решений письменно.

Результаты этого эксперимента показали, что, используя гроссуан, школьники смогли решить парадоксы бесконечности (полностью или частично), а интуитивные решения учащихся были аналогичны решениям трех рассматриваемых парадоксов с применением гроссуана (поэтому школьники сочли их убедительными). Новый математический язык показал свою эффективность не только в решении вопросов бесконечности, но и в попытках шагнуть за пределы освоения математических понятий по теории APOS.

Данное исследование показывает актуальность использования альтернативного метода объяснения парадоксов бесконечности, которым является использование гроссуана, для школьников и студентов младших курсов.

Ключевые слова: теория APOS, методология гроссуана, бесконечность, парадоксы бесконечности.