CC BY
356
INTERNET OF THINGS IN THE EDUCATION SYSTEM: ESSENCE, IMPACT AND EXPECTATIONS ACROSS DIFFERENT COUNTRIES Pak A.V. (Republic of Kazakhstan) Email: [email protected]
Pak Anna Viacheslavovna - Bachelor in Economics and Business, DEPARTMENT OF SOCIAL-HUMANITARIAN DISCIPLINES, KAZAKH STATE WOMEN'S TEACHER TRAINING UNIVERSITY, ALMATY, REPUBLIC OF KAZAKHSTAN
Abstract: the Internet of Things (hereinafter - IoT) is a relatively new technology that provides interaction between physical and virtual objects. The development and distribution of IoT increasingly affects the modern world and virtually all areas of our lives, one of which is education. This study focuses on the impact of IoT on the education system. The article presents a theoretical analysis of the possible impact of IoT on the education system and its elements. The author examined the potential of introducing IoT into educational institutions and successful examples of western schools and universities. A statistical survey was conducted in order to determine the priorities of respondents for value changes in education. Respondents of the survey were teachers of educational institutions of various levels (universities, schools, pre-school education centers), parents and students from the USA, Canada, Switzerland, Germany, France, Italy, the Netherlands, Russia, Kazakhstan and Kyrgyzstan. Results of the survey showed several desirable changes from the IoT, despite the fact that the priorities of respondents largely depend on the current political and economic situation of countries, the social structure, mentality, the development of the research base, etc. Primarily with the help of IoT, the majority of respondents expressed interest in increasing the level of security of educational institutions and gaining access to flexible and accessible education.
Keywords: Internet of Things, IoT, education, security, e-learning, science and research, statistical survey.
ИНТЕРНЕТ ВЕЩЕЙ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ: СУЩНОСТЬ, ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ И ОЖИДАНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
РАЗНЫХ СТРАН Пак А.В. (Республика Казахстан)
Пак Анна Вячеславовна - бакалавр экономики и бизнеса, социально-гуманитарный факультет, Казахский государственный женский педагогический университет, г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: интернет вещей (англ. Internet of Things, далее - IoT) - относительно новая технология, которая обеспечивает взаимодействие между физическими и виртуальными объектами. По мере развития и распространения IoT все более значительно влияет на устройство современного мира и затрагивает практически все сферы нашей жизни, одной из которых является образование. Данное исследование посвящено влиянию IoT на систему образования. Был проведен теоретический анализ потенциального воздействия IoT на систему образования. Рассмотрены пути внедрения IoT в образовательные учреждения и успешные примеры западных школ и университетов. Автором был проведен статистический опрос с целью определения приоритетов ожиданий пользователей разных стран от внедрения IoT. Респондентами опроса выступили учителя образовательных учреждений различного уровня (университеты, школы, центры дошкольного образования), родители и студенты из США, Канады, Швейцарии, Германии, Франции, Италии, Нидерландов, России, Казахстана и Кыргызстана. Результаты опроса показали, что приоритеты респондентов во многом зависят от нынешнего политического, социального и
экономического положения стран, менталитета, развитости научно-исследовательской базы и т.д. Несмотря на это, большинство респондентов выразили интерес в увеличении уровня безопасности учебных заведений и получении доступа к гибкому и доступному образованию с помощью IoT.
Ключевые слова: интернет вещей, IoT, образование, безопасность, электронное обучение, наука и исследования, статистический опрос.
Концепция «Подключенных устройств» или «Умных вещей» дала новый толчок развития понятия Интернет. Все физические объекты, которые потенциально могут быть подключены к интернету и передавать информацию сквозь пространство и время, можно назвать «умными». Подключенные устройства могут взаимодействовать друг с другом и обмениваться информацией, которая затем может быть обработана для принятия разнообразных решений. Вся эта концепция называется «Интернетом вещей». По словам Марка Вайзера, главного технолога Исследовательского центра Xerox в Пало-Альто (PARC): «Самые важные этапы технологических перемен - это те, которые исчезают. Они проникают в материю повседневной жизни, пока не станут ее неотъемлемой частью» [2]. Кевин Эштон впервые использовал термин «Интернет вещей» в 1999 году. С появлением IoT многие исследователи пытались дать этим технологиям разные определения, например, Интернет всего (англ. Internet of Everything), Интернет чего угодно (англ. Internet of Anything), Интернет людей (англ. Internet of People), Интернет знаков (англ. Internet of Signs), Интернет услуг (англ. Internet of Services), Интернет данных (англ. Internet of Data) или Интернет процессов (англ. Internet of Processes) [10].
IoT - это сеть физических устройств, транспортных средств, бытовой техники и других предметов, оснащенных электроникой, программным обеспечением, датчиками, приводами и связью, что позволяет этим вещам связывать и обмениваться данными, создавая возможности для более прямой интеграции физического мира в компьютерные системы, что приводит к повышению эффективности, экономическим выгодам и сокращению человеческих нагрузок [7].
Количество подключенных устройств с каждым годом увеличивает темпы роста, однако многие влиятельные организации и исследовательские центры смело делают свои прогнозы на этот счет. Согласно статистическому бизнес-порталу Statista к 2020 году число носимых устройств возрастет до 82,5 млн, продемонстрировав рост на 31%. К 2020 году 90% автомобилей будут подключены к интернету. К 2021 году ожидается увеличение количества смарт-одежды до 24,75 млрд. Общее число IoT девайсов к 2025 году вырастет до 75,44 млрд [17].
Системы IoT взаимодействуют через беспроводные технологии, такие как RFID (радиочастотная идентификация, англ. Radio-Frequency Identification), ZigBee, NFC (Ближняя Бесконтактная Связь, англ. Near Field Communication), WSN (Беспроводная Сенсорная Сеть, англ. Wireless Sensor Network), WLAN (Беспроводная Локальная Сеть, англ. Wireless Local Area Network), DSL (Цифровая Абонентская Линия, англ. Digital Subscriber Line), UMTS (Универсальная система Мобильной Связи, англ. Universal Mobile Telecommunications System), WiMax (Интерактивная Совместимость для Микроволнового Доступа, англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access), GPRS (Общая Служба Пакетной Радиосвязи, англ. General Packet Radio Service) или LTE (Долгосрочная Эволюция, англ. Long-Term Evolution) [12].
Существует множество путей применения IoT технологий. Потребительская сеть наиболее распространенных IoT девайсов соединяет различные типы устройств, такие как персональные компьютеры, ноутбуки, планшеты, смартфоны, карманные компьютеры и другие носимые устройства. Эти устройства собирают различную информацию с помощью множества датчиков и сенсоров, а затем передают их другим устройствам для обработки и анализа данных, и принятия решений [10].
Данное исследование посвящено влиянию IoT на систему образования. В статье приводятся результаты анализа возможного воздействия IoT на систему образования и ее элементы. Рассмотрены пути внедрения IoT в образовательные учреждения и успешные
20
примеры западных школ и университетов. Автором был проведен статистический опрос учителей, студентов и их родителей (пользователей) с целью определения приоритетных изменений, происходящих в образовании под влиянием IoT. В опросе приняли участие учителя образовательных учреждений различного уровня (университеты, школы, центры дошкольного образования), родители и студенты из США, Канады, Швейцарии, Германии, Франции, Италии, Нидерландов, России, Казахстана и Кыргызстана. Цель опроса состояла в том, чтобы определить какие изменения в сфере образования под влиянием IoT пользователи ожидают больше всего.
Цифровая революция уже привела к внедрению IoT в образовательные учреждения практически по всему миру. Внедрение новых технологий в образование сыграло важную роль в модернизации учебного процесса. IoT не только изменил традиционные педагогические методы обучения на более инновационные, но также внес изменения в инфраструктуру учебных заведений [9]. IoT играет значительную роль в увеличении качества образования на всех уровнях, включая обучение в школах, колледжах и университетах.
В развитых странах IoT чаще всего используется в качестве учебного и исследовательского инструмента. Согласно [11] интеграция IoT как нового инструмента в сферу образования может способствовать увеличению продуктивности взаимодействия людей (студентов и преподавателей) и (физических и виртуальных) объектов в академической среде. В качестве учебной дисциплины IoT является интересным и перспективным направлением, которое привлекает студентов и создает условия для практического обучения концепциям компьютерной науки [19].
Понимая важность IoT как учебной дисциплины, Открытый Университет Великобритании (англ. Open University) представил новый учебный курс «Моя цифровая жизнь» (англ. My Digital Life), основанный на концепциях IoT для студентов и аспирантов. Моя цифровая жизнь помогает учащимся использовать IoT как инструмент для изучения и анализа окружающего мира их физического и виртуального мира [1].
В США и Великобритании IoT также используется для обучения фундаментальных понятий языка программирования студентами и школьниками [19]. Дистанционные языковые школы внедряют интерактивные платформы на основе IoT, созданные для обучения английскому языку. Такие платформы используют голосовые и визуальные датчики, в целях исправления произношение и акцента у учеников [3].
На сегодняшний день, в странах, где проводился опрос, практически все университетские городки подключены к Интернету. В каждом кампусе находится огромное множество объектов, которые потенциально могут быть подключены к сети IoT, такие как окна, двери, проекторы, принтеры, классы, лаборатории, парковка и т.д. С использованием датчиков, RFID, NFC, QR теги и другие технологии IoT эти объекты могут быть преобразованы в интеллектуальные объекты [8]. Умный кампус может включать приложения для онлайн обучения с использованием IoT, умные классы на основе IoT, лаборатории на базе IoT, умные библиотеки, кафетерии, спортивные и актовые залы, интеллектуальные коридоры с информаторами и центрами обработки информации, системы IoT для обмена заметками и другой информацией, датчики IoT для мобильных устройств, точки доступов с поддержкой IoT и др. Основные компоненты умного кампуса изображены на рисунке 1.
Уже сегодня широко проводятся исследования для создания интеллектуального кампуса с использованием краудсорсинга (англ. Crowdsourcing, пользователи как источник информации) и других технологий. Целью исследований является возможность получения данных из «толпы», обычно полученных с помощью персональных компьютеров, смартфонов и носимых устройств. Далее полученные данные объединяют с информацией, полученной с помощью установленных датчиков и сенсоров в кампусе, в целях проведения анализа более полной картины окружающей среды.
шш щш Шт
ш ~
^^ ^^ Ж
(вЯл лш^ ИВм
Рмс. 7. Основные компоненты умного кампуса Источник: Составлено автором на основе [8].
Концепция интеллектуальных классов означает интеллектуальную среду, оснащенную передовыми учебными пособиями на основе новейших технологий или умных вещей. Этими умными вещами могут быть камеры, микрофоны, интерактивные доски, носимые устройства и многие другие датчики, которые используются в процессе обучения. Использование IoT в классе может помочь обеспечить лучшую среду для работы преподавателей и учебы студентов.
Термин «управление в классе» означает способ или подход, который учитель использует для контроля и управления своим классом. Умные устройства дают преподавателю информацию об уровне концентрации учеников и степени их вовлечения в процесс обучения, позволяют контролировать и визуализировать учебный контент; для учеников появляется возможность делать более полные конспекты и задавать вопросы лектору, не перебивая ее/его. Использование устройств IoT во время уроков обеспечивает новый и инновационный подход к обучению и управлению классами. Наиболее распространенные IoT устройства в классе: интерактивные доски, планшеты и мобильные устройства, носимые устройства, 3Б принтеры, электронные книги, идентификационные карточки учащихся, датчики температуры, камеры безопасности и видеокамеры, датчики освещения, системы отслеживания посещаемости, системы регистрации и др.
Смарт-классы позволяют создавать индивидуальный подход к студентам, путем персонализации учебного контента, уровня сложности и темп обучения, индивидуальная работа над проектами и гибкое расписание. Некоторые рутинные процедуры, требующие много времени, такие как мониторинг посещаемости, регистрация на курсы и заполнение журналов успеваемости могут быть заменены автоматизированной программой на основе ^^ что поможет сэкономить время и силы персонала. Кроме того, умные классы помогают учащимся проводить более сложные исследования и опыты, применять знания на практике и работать самостоятельно.
В Падуанском университете, Падуя, Италия (итал. Universita degli Studi di Padova) была предпринята успешная попытка использовать и внедрить IoT в кампусе [18]. Основное внимание в их исследовании было уделено разработке модели веб-сервисов для сети беспроводных устройств и созданию ее структуры, которая была подтверждена в рамках последующего исследования. Затем эти технологии были внедрены в департаменте информационных технологий в Падуанском университете. В работе рассматриваются использование облачных вычислений (англ. Cloud Computing) и IoT для объединения и интеграции структур образовательных ресурсов. В другом исследовании студентов Падуанского университета [20] обсуждается влияние четырех различных технологий, IoT, облачные вычисления, интеллектуальный анализ данных (англ. Data Mining) и Triple-Play, на новое дистанционное образование. Рассматривается создание системы, предназначенной для обеспечения доступа к базовым услугам, таким как мониторинг окружающей среды и трекинг пользователей университета.
Еще одним примером внедрения IoT является Университет Ёнсе, Сеул, Южная Корея (англ. Yonsei University). Благодаря концепции OCX (Open Campus Experience), Университет Ёнсе стремится управлять и предоставлять студентам всю информацию, которая создается в кампусе. Студенты узнают обо всех культурных, художественных, академических мероприятиях через внутреннее мобильное приложение, которое синхронизируется с календарем. Профессора также могут записывать лекции или транслировать их онлайн, а подключаясь через веб-платформу внешние аудиторы могут их просматривать. Предоставление многих услуг в качестве мобильных сервисов также является еще одним важным аспектом Умного кампуса университета Ёнсе. Студенты могут входить в библиотеки, используя мобильные идентификационные карточки, проверять местонахождение маршрутного автобуса на территории кампуса, наличие свободных мест в столовых или на мероприятиях. Используя систему Beacon, студенты могут зарегистрироваться для участия во всех больших аудиториях на смартфоне, и все представленные работы могут быть проверены на предмет плагиата через систему антиплагиата на корейском и английском языках [14].
В настоящее время существуют тысячи IoT девайсов и миллионы возможных алгоритмов их взаимодействия, которые уже сейчас можно внедрить в учебные заведения различного уровня, модернизировав таким образом отдельные стороны образовательного процесса, такие как качество образовательных услуг, безопасность учеников, улучшение качества экосистемы, окружающей учеников среды и т.д.
Проведенные автором исследования показывают, что основные изменения, наблюдаемые под влиянием IoT технологий на систему образования, касаются безопасности в учебных заведениях, качества образования, расширения возможностей для проведения исследований, вовлеченности студентов в учебный процесс, гибкости и доступности образования и развития таких качеств и навыков как лидерство, социальные навыки, креативность и способность к самообучению. Рассмотрим их подробнее.
Безопасность с IoT. Создание системы безопасности в учебных заведениях - одно из основных направлений внедрения IoT в образование. С IoT университеты и школы могут ограничивать доступ студентов и посетителей к классам и лабораториям, что сократит риск возникновения происшествий. Подключая все свои девайсы и принадлежности через Wi-Fi, Bluetooth и NFC соединения, студенты и работники учебных заведений могут отслеживать местоположение своих физических принадлежностей и носимых девайсов в реальном времени. Таким образом, пользователи смогут отслеживать и контролировать свои принадлежности через мобильное приложение на смартфоне либо веб-платформу. Эти технологии позволят сократить вероятность потери или кражи объектов либо сократить время на их поиски, отправлять информацию о местоположении девайсов другим пользователям и контактировать с ними посредством использования интегрированной системы обмена сообщениями [15].
Качество образования. IoT технологии могут помочь образовательным учреждениям улучшить качество обучения посредством использования современных устройств с
23
искусственным интеллектом, способных оперативно адаптировать учебный материал к индивидуальным потребностям учащихся. Таким образом, учебные институты могут создавать уникальную среду для обучения, где учащиеся индивидуально настраивают не только переменные окружающей среды, такие как яркость освещения, но и сложность и интенсивность учебной программы.
Исследовательский потенциал. IoT можно рассматривать как интерактивную методологию вычисления, которая путем подключения миллиардов интернет-объектов к Интернету собирает огромные объемы информации. По мере развития IoT влияет на содержание социальной и профессиональной деятельности. С возникновением повсеместного беспрерывного взаимодействия между объектами и машинами появилась возможность решать более сложные задачи для проведения исследований в разных областях науки и техники.
Основываясь на аналитических отчетах [4], с ростом числа приложений и услуг IoT наблюдается увеличение количества проводимых исследований и революционных прорывов в таких отраслях, как автоматизация, здравоохранение, умные города и дом, умный транспорт, строительство, производство, энергосбережение, безопасность, телекоммуникации, финансы, спорт и многое другое. Такие исследования проводятся университетами и научно-исследовательскими институтами по всему.
IoT обеспечивает подключение множества объектов, способных собирать и передавать информацию на сервер в реальном времени, что предоставляет доступ к большим объемам облачных ресурсов для проведения исследований. Так, благодаря IoT университеты и исследовательские центры могут беспрепятственно обмениваться информацией в режиме реального времени. Умные устройства с множеством возможностей сбора данных, мониторинга, коммуникации и принятия решений могут трансформировать традиционную культуру исследования в эпоху интеллектуального исследования. Более того, IoT может ввести два ключевых фактора в традиционные методы исследований - искусственный интеллект и взаимодействие объектов (объекты ко всему (англ. Things to Everything, далее -T2E) и машина к машине (англ. Machine to Machine, далее - M2M)).
Искусственный интеллект (далее - ИИ) представляет собой автоматическую динамическую операционную систему, которая способна собирать и анализировать большие объемы данных в целях последующего использования результатов для создания алгоритмов действий. Так, на основании предыдущего опыта взаимодействия с пользователем ИИ может составлять новые алгоритмы для автоматизированного управления компьютерами. Основная функция ИИ - автоматизировать взаимодействие пользователя (объекта / умной вещи) с компьютерным приложением [5].
При взаимодействии M2M, машины могут наблюдать, отслеживать, собирать данные, производить анализ новых результатов и самостоятельно решать возникающие проблемы. Т.е. в интерактивной среде, основанной на IoT, умные физическо-виртуальные объекты могут автоматически определять будущие потребности проводимого исследования на основе входных данных и прошлого опыта.
Таким образом, внедрение IoT в учебные заведения и научно-исследовательские центры поможет увеличить возможности для проведения качественных и оперативных исследований в различных отраслях науки.
Вовлеченность в учебный процесс. Уровень вовлеченности студентов в процесс обучения включает такие элементы, как степень внимания, интереса, любознательности, осведомленности, уровень мотивации, оптимизма и энтузиазма студентов. IoT технологии, которые помогают преподавателям управлять и визуализировать учебный контент и создавать интерактивные материалы, являются эффективным инструментам, способствующие более активному участию студентов в процессе обучения. Учащиеся с помощью различных коммуникационных технологий, предоставляемых в учебной среде IoT, могут с легкостью усваивать информацию, оперативно отвечать на вопросы преподавателя, опросные листы или тесты.
Лидерство и социальные навыки. Интерактивные инструменты IoT могут способствовать позитивному развитию социальных качеств молодежи. IoT может дать толчок развитию новых
24
социальных групп, где студенты будут работать в команде, взаимодействуя с технологиями, брать на себя ответственность за наставничество, чтобы делиться своим опытом работы с IoT для подготовки новичков к учебному процессу. Такие взаимоотношения будут развивать лидерские качества, навыки работы в команде и умения поддерживать социальные, поведенческие и эмоциональные взаимоотношения между студентами.
Гибкость и доступность образования. В последние годы совершенствование технологий и создание множества средств коммуникаций позволили студентам учиться дистанционно по всему миру, без привязки ко времени и месту. Так 1оТ создал условия для расширения экосистемы обучения, соединив физические и виртуальные аспекты учебного процесса [6].
Основными преимуществами дистанционного образования для студентов являются: 1) гибкий график и возможность обучаться из любой точки мира, что критически важно для работающих профессионалов, которые имеют нестандартный рабочий график и/или частые командировки, а также для иностранных граждан, которые хотели бы учиться в зарубежном учебном заведении, но не имеют возможности учиться на очной форме; 2) низкая стоимость, так как дистанционное образование уменьшает издержки учебного заведения, стоимость такого обучения в разы ниже, чем очная форма; 3) независимость и возможность выбрать свой темп обучения [13].
Таким образом, 1оТ предоставляет новую электронную образовательную платформу с широким спектром объектов для дистанционного обучения. Виртуальный объект (учитель) взаимодействует с другим объектом (учеником) или группой объектов (онлайн-одноклассники), посредством генерации ИИ-м различных средств и методов для совместной работы. Исследования показали, что использование системы на основе ИИ может оптимизировать качество системы дистанционного образования [16].
Креативность. Школы и университеты, которые уже используют IoT девайсы во время занятий, отмечают увеличение способности мыслить креативно у студентов. В действительности, разнообразие 1оТ стимулирует развитие творческих навыков благодаря новым разнообразным способам наблюдать за окружающим миром и возможности устанавливать различные связи между физическими и виртуальными объектами. Возможность взаимодействий между огромным количеством объектов позволяет генерировать предсказуемые и непредсказуемые идеи и результаты. Интегрируя широкий спектр образовательных технологий, IoT может стимулировать развитие творчества в разнообразных направлениях, которые, в свою очередь могут превратить педагогов и студентов в создателей и новаторов.
Самообразование. Самообразование - это учебные акты произведенные в целях изучения дисциплины или ряда дисциплин без формального образования путем проявления мотивации студента к процессу обучения. Часто самообразование рассматривается как дополнение к основному учебному процессу, для того, чтобы побудить учащихся к более самостоятельной работе. С внедрением 1оТ технологий процесс обучения становится более простым, но в то же время захватывающим. Студенты больше не нуждаются в постоянной поддержке преподавателей, так как каждый может получить доступ к многочисленным образовательным ресурсам в любое время, изучая, выполняя домашние задания, исследуя интересующие темы, отправляя и получая какие-либо материалы или обратную связь с преподавателями. Преподаватели посредством 1оТ могут назначать задачи студентам, получать и проверять готовые материалы, оценивать достижения студента онлайн, проводить исследования, назначать и выполнять административные задачи, а также подключаться к многочисленным исследовательским платформам по всему миру. Так IoT технологии позволяют пользователям (учащимся, преподавателям или элементам аппаратного обеспечения) взаимодействовать для самостоятельного выполнения учебных процессов.
Разработка и внедрение различных технологий приводит к неизбежному изменению, часто к улучшению, бизнес-модели учебных заведений. Исследование автора [15] показало, что при сравнении традиционной и новой бизнес-моделей образовательных учреждений можно заметить значительное влияние 1оТ на многие компоненты холста бизнес-модели. Так, 1оТ оказывает значительное влияние на ценностные предложения учебных заведений. К
25
ним относятся снижение затрат, индивидуальное обучение, экономия времени, повышенная безопасность, улучшение комфорта и расширение сотрудничества. Это влияние также привело к появлению новых отношений с клиентами и обновило каналы взаимоотношений.
Такие изменения демонстрируют очевидные преимущества модернизированных школ и университетов над традиционными. Однако при создании стратегии внедрения IoT в учебное заведение, администрация должна учитывать интересы не только учебного заведения, как бизнес юнита, но и потребителей их услуг (студентов и родителей) и педагогического коллектива. Так, для более комфортного и продуктивного внедрения IoT в учебное заведение, весь процесс необходимо разделить на этапы и определить их направления, основываясь на интересах потребителей. Однако такие направления будут значительно отличаться в разных регионах и зависеть во многом от политического, социального и экономического положения в странах. Например, основываясь на исследовании рынка, в одних странах может возникнуть необходимость начать с системы безопасности, а в других с создания веб-платформы и цифровизации учебного контента. Понимание приоритетов потребителей поможет создать сильную базу для формирования умного кампуса и внедрять новый функционал в соответствии с реальным спросом по мере необходимости. Так внедрение IoT произойдет комфортно для всех участников.
Для изучения интересов и приоритетов потребителей автором статьи был проведен опрос учителей образовательных учреждений различного уровня (университеты, школы, центры дошкольного образования), родителей и самих студентов. Интервью проводились с целью определения приоритетных изменений, происходящих в образовании под влиянием IoT. Участие в опросе приняли резиденты США, Канады, Швейцарии, Германии, Франции, Италии, Нидерландов, России, Казахстана и Кыргызстана. Результаты опроса будут представлены в разрезе регионов: Северная Америка (США и Канада), Европа, в том числе Швейцария (Германия, Франция, Италия, Нидерланды, Швейцария) и страны СНГ (Россия, Казахстан, Кыргызстан). Также для анализа результатов были использованы ресурсы таких статистических агентств как Allied Market Research и Statista.
В результате проведенного автором опроса было выявлено, что 83% респондентов согласны с идеей о том, что применение IoT в экосистеме образовательных учреждений оказывает значительное влияние на общий когнитивный аспект обучения. Остальные 17% придерживались нейтральной позиции либо выразили сомнение в осведомленности о сущности и функциях IoT.
В ходе опроса было выявлено, что изменения, происходящие в образовательных учреждениях под влиянием IoT, имеют различную полезную ценность для респондентов разных регионов. Пользователи заинтересованы в получении таких выгод от IoT, которые бы улучшили возможности и условия обучения непосредственно в их стране. Приоритеты пользователей во многом зависят от нынешнего политического и экономического положения стран, социального устройства, менталитета, развитости исследовательской базы и т.д. (Рисунок 2). Более того, ожидания преподавателей и родителей в некоторых случаях отличаются от позиций самих студентов.
Рис. 2. Приоритет изменений в системе образования под влиянием IoT Источник: Составлено автором.
В результате анализа полученных результатов можно отметить, что наиболее ожидаемым изменением при внедрении 1оТ технологий является увеличение уровня безопасности. Респонденты из Северной Америки и Европы связывают это с увеличением случаев хулиганства, насилия среди молодежи, использования холодного оружия, изнасилований и педофилии. По статистике ежегодно около 460 тысяч и 250 тысяч детей объявляются в розыск в США и Европе соответственно. В процессе опроса родители и учителя проявили беспокойство по отношению к безопасности учеников и выразили надежду, что 1оТ технологии помогут защитить их. В странах СНГ помимо защиты самих учеников в приоритете обеспечение сохранности их принадлежностей. Это связанно с высоким уровнем воровства и пропажи/потери вещей и различных ценностей.
Гибкость и доступность образования, в том числе дистанционное обучение, разделяет второе место в приоритете респондентов 3 групп. Это объясняется ускоренными темпами глобализации и жесткой конкурентной средой на рынке труда. Практически во всех странах мира минимальными требованиями для трудоустройства являются наличие высшего образования и опыта работы. В процессе очного обучения студенты получают образование, но не опыт работы по специальности и с другой стороны, молодые люди, которые начали карьеру сразу по окончанию школы не имеют возможности получить высшее образование. Эту дилемму сможет решить 1оТ. Получение персонализированного или дистанционного образования дает студентам возможность учиться в высших учебных заведениях и работать, самостоятельно выбирая расписание и темп обучения.
Таким образом, безопасность, гибкость и доступность образования являются в приоритете у всех опрошенных респондентов вне зависимости от страны проживания. Однако остальные показатели в значительной степени различны.
Страны Северной Америки и Европы имеют относительно схожие показатели для остальных ценностей. Пользователи заинтересованы в улучшении научно-исследовательской базы учебных заведений посредством внедрения 1оТ (86 и 96%, соответственно) и увеличении мотивации студентов к самообразованию (78 и 77%, соответственно). Респонденты выразили
27
заинтересованность в возможности для университетов и исследовательских центров США и Европы обмениваться данными, опытом и коллективно участвовать в исследовательских проектах без необходимости релокации в другие страны. Также, пользователи уверены, самообразование поможет студентам получить дополнительные знания, навыки и опыт в проведении внеклассной деятельности, что в будущем даст возможность выделиться среди сверстников. Улучшение качества образования, увеличение вовлеченности студентов в учебный процесс, развитие лидерских и социальных навыков, креативность ожидают только 53-67% опрошенных пользователей.
Респонденты стран СНГ выразили высокий интерес в увеличении качества образования (89%), вовлеченности учащихся в образовательный процесс (87%) и развитию креативного мышления (86%). Учителя объясняют это тем, что с внедрением IoT появилась возможность создавать более разнообразный учебный контент, увеличить практическую направленность. С использованием компьютеров и гаджетов студенты проявляют больший интерес к проведению научных исследований и опытов. Появились новые факультативные предметы, такие как робототехника и основы программирования, способствующие развитию креативного мышления у студентов. Развитие научно-исследовательского потенциала учебных заведений ожидают 73% опрошенных, в то время как развитие лидерских и социальных навыков и мотивации к самообразованию ожидают только 58 и 54% респондентов, соответственно.
Как отмечено ранее, в часто ожидания учащихся различались от ожиданий преподавателей и родителей. На рисунке 3 показано сравнение ожиданий двух групп респондентов - студентов и преподавателей/родителей по отношению изменений в системе образования под влиянием ^^
Рис. 3. Различия в ожиданиях студентов и преподавателей/родителей Источник: Составлено автором.
Исходя из графика можно заметить, что ожидания обеих групп совпадают по трем факторам: качество образования, возможности исследований и гибкость и доступность обучения. Обе группы имеют одинаковое мнение о том, как 1оТ оказывает влияние на эти факторы в образовании. Важное различие заключается в том, что учителя и родители рассматривают безопасность и возможность самообразования в качестве основных факторов
воздействия IoT, в то время как студенты ожидают увеличение интереса к учебному процессу, развитие лидерских, социальных качеств и креативности.
Таким образом, данное исследование раскрывает возможное влияние IoT на систему образования с точки зрения различных факторов. Был проведен теоретический анализ с целью изучения возможного воздействия IoT на систему образования и ее элементы. Рассмотрены пути внедрения IoT в образовательные учреждения и успешные примеры западных школ и университетов. Проведен опрос в целях определения приоритетов ожидаемых изменений пользователями различных стан. Основываясь на результатах опроса и анализе его результатов, было выявлено, что с внедрением IoT пользователи в первую очередь хотят обеспечить безопасность студентов и сохранность их принадлежностей, получить доступ к гибкому и доступному образованию и улучшить научно -исследовательский потенциал учебных заведений. Результаты исследования рекомендуется использовать в учебных заведениях при создании стратегии внедрения IoT в кампусе.
В заключение можно отметить, что IoT может создать огромную масштабируемую интеллектуальную сеть, которая в цифровом виде объединяет университеты, школы и образовательные центры через Интернет. IoT можно рассматривать как самую большую и гибкую платформу виртуального образования, которая способствует эффективному сотрудничеству посредством увеличения количества пользователей и подключенных объектов. IoT устраняет необходимость физического присутствия и расширяет доступ к любым образовательным ресурсам и связи с преподавателями вне зависимости от времени и местоположения. Одним из основных изменений под влиянием IoT является то, что рутинные задачи ученика и преподавателя будут автоматизированы, что даст возможность уделять больше времени и внимания учебному процессу. Ожидается, что IoT будет способствовать расширению возможностей для научных исследований во всем мире. Хотя IoT не может напрямую способствовать успеху учителей и учеников, он может создать более комфортные условия для обучения, мотивировать и заинтересовывать студентов к обучению посредством связывания реальных и виртуальных объектов.
Эффективность и влияние IoT на систему образования предсказуемы и не должны игнорироваться. Гибкость, гиперсвязь между реальными и виртуальными объектами, доступность, адаптивность и масштабируемость являются основными свойствами IoT, которые в ближайшем будущем могут создать новую революцию в экосистеме образования. Основываясь на этой реальности, наши будущие исследования и работа должны быть сосредоточены на разработке новых приложений IoT в области образования.
Список литературы /References
1. Баракат С. Образование и Интернет всего. Int. Bus. Manag. Том 10. Стр. 4301-4303, 2016.
2. Вайзер М. Компьютер XXI века. Международная образовательная конференция. Том 265. № 3. Стр. 66-75, 1991.
3. Ванг Й. Английская интерактивная обучающая модель, основанная на Интернет-вещах, Международная конференция Вычислительных приложений и Моделирования. Том 13. Стр. 587-590, 2010.
4. Вермесан A.O. и Фрисс П. Интернет вещей - от исследований и инноваций до развертывания рынка, Серия изданий River Publishers в области коммуникации, 2014.
5. Джафари А. Концептуализация интеллектуальных агентов для преподавания и обучения. Школа инженерии и технологии Университет Индианы-Пердью Индианаполис. IUPUI. Educause Quarterly. Вып. 3. Стр. 28-34, 2002.
6. Доминго М.Г. Расширение учебной среды: сочетание физического и виртуального мира: Интернет вещей для электронного обучения. 10-я Международная конференция IEEE по передовым технологиям обучения, 2010.
7. Инициатива глобальных стандартов в Интернете МСЭ, 2015. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.itu.int/en/ITU-T/gsi/iot/Pages/default.aspx/ (дата обращения: 10.09.2018).
8. Ката М. Умный университет: новая концепция в Интернете вещей. 14-я Международная конференция RoEduNet - Networking in Education and Research (RoEduNet NER). Стр. 195-197, 2015.
9. Кларин М.В. Инновационные модели обучения. Исследование мирового опыта. Монография. М.: Луч, 2016.
10. Корнел К. Роль Интернета Вещей для непрерывного совершенствования в образовании. Hyperion. Стр. 25-31, 2015.
11. Маркес Дж., Соларте З. и Гарсия А. IoT в области образования: интеграция объектов с виртуальными академическими сообществами, Новые достижения в области информационных систем и технологий. № 115. Springer International Publishing. Стр. 201212, 2016.
12. Маркус Ж., Гарсия Н. и Помбо Н. Достижения в области мобильных облачных вычислений и большие данные в эпоху 5G, Том. 22, Стр. 115-130, 2017 г.
13. Мур Дж., Диксон-Деанэ К. и Галиен К. Электронное обучение, онлайн-обучение и дистанционное обучение: они одинаковы? Веб-разработка и высшее образование: введение в специальный выпуск. Т. 14. Выпуск 2. Стр. 129-135, 2011.
14. Официальный веб-сайт университета Ёнсе. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.yonsei.ac.kr/ (дата обращения: 10.09.2018).
15. Пак А.В., Калыбекова Д.Б. Пути внедрения интернета вещей в систему образования и его влияние на бизнес-модель образовательных учреждений в условиях цифровизации, Сборник статей Международной научно-практической конференции «Закономерности и тенденции инновационного развития общества» Пермь, РФ, 2018 г. Уфа: OMEGA SCIENCE, 2018. Стр. 53-62.
16. Соава Г., Ситникова С. и Даньюлеску Д. Оптимизация качества системы на основе интеллектуальных агентов для электронного обучения. 21 -я Международная экономическая конференция (IECS 2014). Сибиу. Румыния. Стр. 47-55, 2014.
17. Статистическое агентство Statista. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.statista.com/ (дата обращения: 10.09.2018).
18. Ченг X и Ляо В. Создание среды обучения на протяжении всей жизни с использованием IOT и аналитики обучения, Advanced Communication Technology. Стр. 1178-1183, 2012.
19. Чин Дж. и Каллаган В. Образовательные живые лаборатории: новый подход к обучению и исследованиям, основанный на интернет-вещах. 9-я Международная конференция. Стр. 92-99, 2013.
20. Castellani A.P., Bui N., Casari P., Rossi M., Shelby Z., and Zorzi M. "Architecture and Protocols for the Internet of Things: A Case Study," Pervasive Computing and Communications Workshops (PERCOM). 2010.
