Информатика и образование №4’2022

Описание

Журнал «Информатика и образование» №4’2022

Том 37 № 4 Август 2022 года
Содержание номера

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

Яникова З. М.

ЦИФРОВЫЕ ПЛАТФОРМЫ И СЕРВИСЫ ДЛЯ ТРАНСФОРМАЦИИ ОТРАСЛИ «ОБРАЗОВАНИЕ»

В статье раскрываются перспективы цифровой трансформации России к 2030 году. Отрасль «Образование» является обязательной для всех регионов, и на федеральном уровне определены индикаторы для расчета показателей ее цифровой трансформации. Во всех субъектах РФ востребованы цифровые платформы и сервисы, которые способны обеспечить исполнение федеральных требований с учетом региональной специфики. С этой целью проведен подробный анализ индикаторов для расчета показателей цифровой трансформации в отрасли «Образование» на основе программных продуктов фирмы «1С».

В связи с этим модель комплексной автоматизации современной образовательной организации при внедрении модулей проекта «Цифровая школа» на платформе «1С:Предприятие» представляет практический интерес для администраций отечественных образовательных организаций, использование которых позволит осуществить цифровую трансформацию отрасли «Образование». Особое внимание уделено использованию обязательных индикаторов для расчета показателей эффективности цифровой трансформации на уровне региона и кейсам реальной автоматизации, которые наглядно показывают, как и с применением каких технологий и сервисов 1С конкретные образовательные организации реализовали свои потребности.

Ключевые слова: цифровизация, цифровая трансформация, управление школой, цифровая экономика, цифровая школа, информационно-образовательная среда, «1С:Предприятие», 1С.

Мирошниченко А. Г., Правосудов Р. Н., Кузьмин Д. А.

РАЗВИТИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СИБГМУ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

В статье рассматривается развитие информационной системы (ИС) вуза как процесс цифровой трансформации. Отмечается, что автоматизация процессов разработки и реализации образовательных программ (ОП) является основой цифровизации образовательной среды, главным критерием степени цифровой трансформации вуза.

В статье проанализировано текущее состояние цифровизации образовательной среды в вузах. Раскрывается необходимость использования средств автоматизации для формирования структуры и содержания ОП. Отмечается, что следует создать автоматизированную технологию разработки ОП на государственном уровне, которая позволит автоматически соблюдать требования к структуре и содержанию ОП, развивать их на высоком методическом уровне и оперативно доводить до всех образовательных организаций.

Раскрывается специфика проекта автоматизации процессов разработки ОП ВО на примере Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ). Показана возможность решения данной задачи на основе использования программного продукта «Интеллект Инфо: Образовательные программы» (расширение «1С:Университет ПРОФ»). Предлагаются технологические решения формирования содержания ОП ВО, учитывающие профессиональные стандарты, требования ФГОС 3++. Приводятся методы автоматизированного формирования индикаторов достижения компетенций, описания ОП, подготовки рабочих программ дисциплин.

Отражена возможность развития ИС любого отечественного вуза в направлении решения задач формирования содержания ОП ВО на основе «1С:Университет ПРОФ».

Ключевые слова: автоматизация, вуз, цифровая трансформация, образовательные программы, рабочие программы дисциплин, расширение «1С:Университет ПРОФ».

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ОПЫТ

Мухаметзянов И. Ш.

ОРГАНИЗАЦИОННО-УПРАВЛЕНЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СМЕШАННОГО И ГИБРИДНОГО ОБУЧЕНИЯ

Пандемия COVID-19 изменила мир, и в том числе систему образования, одномоментно отойдя от традиционной формы организации и реализации обучения. Существовавшие ранее подходы к дистанционному обучению с применением бумажных учебных ресурсов трансформировались в цифровой формат, что потребовало от всех участников учебной деятельности как соответствующих цифровых компетенций, так и специализированных коммуникационных платформ и библиотек цифровых ресурсов. Обучение впервые велось полностью вне образовательных организаций, что потребовало значительных усилий самих организаций, родителей и учащихся в создании удаленного рабочего места. Впервые произошло расслоение учащихся и педагогических работников по уровню цифровых компетенций и возможности реализации учебной деятельности в удаленном формате. Разделились и учащиеся по возможности организации удаленного рабочего места, адекватного современным требованиям, особенно если в семье несколько разновозрастных учащихся. По завершении пандемии можно отметить, что лишь в дистанционном формате на любом уровне образования обучение невозможно. Это обусловлено отсутствием не только подходов к нормированию и требований к удаленному рабочему месту, но и финансовых источников его создания и функционирования. В этих условиях в образовательных организациях осознали, что образовательная среда не замыкается в их стенах, а в ее основе находятся учащийся и его место обучения, пребывания и проживания. И это требует от современного образования совершенно иных усилий в обеспечении деятельности системы, выхода за рамки системы и ориентации в первую очередь на потребности и возможности конкретного учащегося.

Ключевые слова: дистанционное обучение, уровни образования, цифровые компетенции участников учебной деятельности, коммуникационные технологии, образовательное пространство вне образовательной организации.

Vainshtein Yu. V., Noskov M. V., Shershneva V. A., Tanzy M. V.

MATHEMATICS E-LEARNING IN THE CONDITIONS OF BILINGUALITY

(На англ. языке)

Вайнштейн Ю. В., Носков М. В., Шершнева В. А., Танзы М. В.

ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ МАТЕМАТИКЕ В УСЛОВИЯХ БИЛИНГВАЛЬНОСТИ

Сегодня происходит активное развитие электронных образовательных систем, создание цифровой образовательной среды и становление научных представлений об их использовании в образовательном процессе. Это приобретает особую значимость при обучении малочисленных коренных народов, проживающих в билингвальных и мультилингвальных регионах. Целью статьи является развитие подхода к организации электронного обучения математике студентов в условиях билингвальности с применением механизмов адаптации образовательного контента к языковым особенностям. В исследовании использованы методы анализа научной литературы и эмпирические методы. В качестве средства электронного обучения математике предлагаются адаптивные электронные обучающие курсы, позволяющие студенту двигаться по индивидуальному образовательному маршруту и обеспечивающие адаптацию контента по языковому аспекту и национальным особенностям восприятия обучаемыми учебных материалов. В результате построен индивидуальный образовательный маршрут в адаптивном электронном обучающем курсе по математике в условиях билингвальности. В перспективе результаты работы могут стать звеном методической системы персонализированного адаптивного обучения подготовки студента вуза в условиях билингвальности.

Ключевые слова: адаптивное обучение, билингвизм, персонализация, обучение математике.

Абдулгалимов Г. Л., Косино О. А., Гоголданова К. В.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ: ПРАКТИКУМ ПО НАСТРОЙКЕ И ПРОГРАММИРОВАНИЮ

В статье предложено учебно-методическое обеспечение для будущих учителей информатики и робототехники по настройке и программированию модуля технического зрения TrackingCam. Рассмотрены примеры проектов с модулем технического зрения и Arduino-совместимым микроконтроллером. Описанный в статье дидактический материал по разработке учебно-исследовательских проектов с модулем технического зрения включает две лабораторные работы: первая посвящена настройке модуля технического зрения на выполнение специальных задач по распознаванию конкретных объектов, а вторая — использованию настроек модуля технического зрения для программирования поведения робототехнического самоходного устройства. Предложенный дидактический материал предназначен для организации лабораторных работ по информатике и робототехнике с обучающимися разных возрастных категорий и на разных уровнях образования. Рассмотренные в статье простые примеры могут служить основой для разработки более сложных проектов, включая курсовые и дипломные работы. Предложенные работы состоят из следующих частей: тема; цель; теоретические знания, используемые для решения заданий в текущей работе; порядок выполнения тренировочных заданий; контрольные задания; вопросы для контроля. Таким образом, материал статьи в целом может быть использован для организации практикума по техническому зрению.

Ключевые слова: профессиональная подготовка учителя информатики и робототехники, модуль технического зрения, обучение конструированию и программированию, среда разработки Arduino IDE.

Литвак Е. Г.

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНОЙ МОДЕЛИ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ДИЗАЙНА

В статье на основе анализа литературы выявлены трудности преподавания курса реляционных баз данных в высших учебных заведениях, которые связаны в основном с отсутствием простых и одновременно с этим формализованных методик обучения основам проектирования реляционных баз данных. Показана важность правильного выбора модели педагогического дизайна при разработке учебного курса. Проведен сравнительный анализ существующих моделей педагогического дизайна через призму применения их для разработки курса баз данных. Раскрыты преимущества выбора четырехкомпонентной модели педагогического дизайна (4С/ID). На основе такой модели разработана методика преподавания проектирования баз данных, которая позволяет, с одной стороны, избежать глубокого погружения в математические основы дисциплины, а с другой стороны, является строго формализованной и полностью согласованной с этими основами. Формализация достигнута за счет четко выраженных на естественном языке когнитивной стратегии и когнитивных правил. Когнитивная стратегия и когнитивные правила универсальны для проектирования баз данных в любой предметной области. Эффективность предложенной методики доказывается тем, что обучающиеся быстро переходят к решению реальных практических задач профессиональной деятельности.

Ключевые слова: база данных, реляционная модель данных, педагогический дизайн, четырехкомпонентная модель педагогического дизайна (4C/ID).

Токтарова В. И., Попова О. Г.

АНАЛИЗ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ ВЗАИМОСВЯЗИ УСПЕШНОСТИ ОБУЧЕНИЯ И ПОВЕДЕНИЯ СТУДЕНТОВ В ЦИФРОВОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ ВУЗА

Цифровизация является одним из ключевых факторов развития современной системы образования. Использование в образовательном процессе цифровых сквозных технологий ведет к накоплению большого количества данных о поведении и результатах обучения студентов в цифровой образовательной среде, анализ которых позволит повысить эффективность и качество их обучения. В статье проанализирована взаимосвязь между успешностью обучения и поведением студентов в цифровой образовательной среде вуза на основе методов образовательной аналитики. При проведении исследования были использованы теоретические, эмпирические и математические методы. Приведены определение образовательных данных, их целевое назначение. Описаны группы методов анализа образовательных данных, рассмотрены примеры применения моделей на их основе в образовательной сфере. Разработана и продемонстрирована модель взаимосвязи итоговой оценки студента и его активности / поведения при обу­чении на примере онлайн-курса по программированию, размещенного на платформе LMS Moodle. Анализ зависимости проводился как по отдельным показателям, так и по их совокупности. В результате были выделены действия студента, в наибольшей степени влияющие на итоговую оценку. Модель может быть применена для прогноза успешности обучения студентов в цифровой образовательной среде на основе их активности и образовательных результатов с целью повышения эффективности управления процессом обучения в вузах.

Ключевые слова: методы анализа данных, цифровая образовательная среда, анализ образовательных данных, регрессионный анализ, образовательные данные, студент, вуз.

Гусева Е. В., Родионов М. А.

ОБУЧЕНИЕ КУРСАНТОВ ВОЕННОГО ВУЗА РЕШЕНИЮ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАЧ ВОЕННО-ПРИКЛАДНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Авторами статьи рассмотрена актуальная проблема обучения курсантов военного вуза решению расчетных задач военно-прикладной направленности с использованием специализированного программного обеспечения. Несмотря на то что применение программного обеспечения обладает рядом преимуществ перед традиционными методами обучения, как показывает образовательная практика, существует ряд проблем его эффективного внедрения в образовательный процесс. В частности, многие преподаватели высшей школы испытывают сложности при его использовании в своей профессиональной деятельности. Соответственно целью статьи является изучение организации обучения курсантов, которое бы способствовало развитию практических умений использования специализированного программного обеспечения при решении расчетных задач военно-прикладной направленности.

В статье рассмотрен процесс обучения решению расчетных задач с использованием специализированного программного обеспечения курсантов высших военных учебных заведений. На основе интегрирования классического подхода и подхода с применением программных средств к решению математических задач выделены и раскрыты его следующие этапы: содержательная постановка задачи; математическая формализация; построение алгоритма решения задачи; реализация решения задачи с помощью специализированного программного обеспечения; отладка и тестирование программы; проведение расчетов, анализ и проверка полученных результатов; обобщение задачи. Выполнение в такой последовательности указанных этапов показано на примере решения расчетной задачи по баллистическому проектированию патрона стрелкового оружия для курсантов высших военных учебных заведений. В результате проведенного исследования стало возможным рассматривать использование специализированного программного обеспечения при обучении курсантов военных вузов решению расчетных задач военно-прикладной направленности.

Ключевые слова: обучение курсантов, методика обучения, расчетная задача, специализированное программное обеспечение.

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ И ТЕСТЫ

Баженова И. В., Клунникова М. М., Пак Н. И.

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ УРОВНЯ РАСЧЕТНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГО КОМПОНЕНТА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МЫШЛЕНИЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ

Важность развития вычислительного мышления студентов определяет необходимость создания объективного и валидного способа оценивания его уровня. В связи с этим актуальной является проблема создания универсальной модели диагностики вычислительного мышления на основе математических методов.

Цель статьи — разработка модели диагностики расчетно-алгоритмического компонента вычислительного мышления студентов, обеспечивающей возможность автоматизации оценочных процедур и способствующей построению методик развития этой когнитивной способности обучающихся.

Диагностика уровня расчетно-алгоритмического компонента вычислительного мышления студента включает оценку его предметных знаний, когнитивных способностей, познавательной активности. В связи с этим выделены три диагностических критерия. Содержательный критерий (СК) определяется знаниями, полученными в результате предметного обучения. Операционный критерий (ОК) представляет собой совокупность выделенных мыслительных стратегий, необходимых для решения задач с использованием компьютеров. Критерий познавательной активности (КПА) является когнитивно-психологическим откликом на познавательный процесс, выражающимся в интенсификации учебной деятельности, направленности на активность, самостоятельность, творческий подход к обучению. По каждому критерию следует установить показатели, обеспечивающие их три оценочных уровня: низкий, средний и высокий. Интегрированная оценка уровня расчетно-алгоритмического компонента вычислительного мышления студента определяется совокупностью значений этих трех критериев.

Для принятой диагностической модели разработан метод распознавания уровня вычислительного мышления на основе кластерного анализа. В качестве объекта распознавания выступает обучающийся с информационным вектором (СК, ОК, КПА), веса элементов которого определяются экспертно. Множество студентов с их информационными векторами кластеризуются на три класса: L1 (низкий уровень), L2 (средний уровень), L3 (высокий уровень). Диагностика уровня расчетно-алгоритмического компонента вычислительного мышления конкретного студента заключается в определении его принадлежности к соответствующему классу.

Разработанный метод распознавания уровня расчетно-алгоритмического компонента вычислительного мышления студентов был реализован в виде программного продукта. Предложенная оригинальная модель диагностики вычислительного мышления студентов обеспечивает возможность автоматизации оценочных процедур и облегчает процесс интегрированных оценок диагностических характеристик учебного процесса.

Статья представляет интерес для преподавателей и работников учебных управлений университетов, а также способствует развитию теории и практики диагностики образовательных результатов.

Ключевые слова: вычислительное мышление, расчетно-алгоритмический компонент вычислительного мышления, модель диагностики вычислительного мышления.

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ

Климович А. Ф., Минич О. А.

МОДЕРНИЗАЦИЯ СОСТАВА ИКТ-КОМПЕТЕНЦИЙ ПЕДАГОГОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ В ОБЛАСТИ МЕТОДОВ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ И СЕТЕВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Анализ состояния подготовки учителей в области использования средств ИКТ в профессиональной деятельности, а также образовательных стандартов высшего образования по педагогическим специальностям показывает, что учебные дисциплины стандарта, отражающие проблематику применения средств ИКТ в образовании, не в полной мере затрагивают вопросы создания электронных образовательных ресурсов (ЭОР) и систем дистанционного обучения для автоматизации процессов сбора, обработки, продуцирования информации, информационного взаимодействия между участниками онлайн-обучения, планирования учебных занятий в урочное и внеурочное время, управления групповой, индивидуальной учебной, исследовательской деятельностью обучающихся в цифровой среде. В целом формируемые компетенции ориентированы на классическую модель обучения, недостаточно ясно и обобщенно описывают указанные выше особенности профессиональной деятельности педагога в цифровой среде. Разработанные на компетентностной основе образовательные стандарты специальностей, типовые учебные программы дисциплин, учебные планы подготовки выпускников составляют нормативно-методическую базу для модернизации образовательного процесса педагогических вузов. Состав ИКТ-компетенций педагогов в области методов электронного обучения и сетевого взаимодействия обоснован с учетом требований профессионально-квалификационного стандарта педагога, а также образовательных стандартов в системе высшего образования Республики Беларусь поколения 3+, Национальной и Европейской рамок квалификаций высшего образования. Анализ требований стандарта позволил выявить круг трудовых действий и функций, связанных с необходимостью развития и формирования определенных медиакомпетенций и ИКТ-компетенций педагога в процессе непрерывного педагогического образования. В статье приведена общая структура ИКТ-компетенций педагогов в области методов электронного обучения и сетевого взаимодействия, которые рекомендуется детализировать посредством разработки соответствующих дескрипторов. Приведенная структура ИКТ-компетенций также предназначена для разработки дескрипторов электронных курсов в системе дистанционного обучения Moodle для оценки качества педагогического образования в электронной информационно-образовательной среде вуза.

Ключевые слова: ИКТ-компетенции педагогов, электронное обучение, сетевое педагогическое взаимодействие, педагогическое образование.