CC BY
20DOI 10.7442/2071-9620-2021-13-4-42-48
УДК 381.1 + 004 ББК 74.489 + 32.81
К.А. Федулова
(Российский государственный профессионально-педагогический университет, г. Екатеринбург, Россия)
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК МЕТАТЕХНОЛОГИЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ЦИФРОВОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА
Внедрение цифровых технологий на принципиально новом уровне, перевод социальных, экономических и технических процессов в цифровое пространство, формирование цифровой экосистемы и как результат становление цифровой экономики оказало мощное влияние на сферу профессионального образования, изменив его цели и содержание, усовершенствовав методы и технологии. Компьютерное моделирование активно используется в современной науке и технике, поэтому излишне говорить об актуальности его интеграции в образовательный процесс. Применение технологий компьютерного моделирования, преобразование образовательного пространства через их активное внедрение дает новые возможности для формирования информационно-цифровой подготовки выпускника профессионально-педагогического вуза. В статье представлено авторское понимание встраивания технологий компьютерного моделирования в профессиональную подготовку, уточнено определение понятия «готовность педагога профессионального обучения к компьютерному моделированию», а также рассмотрен междисциплинарный модуль как эффективное средство формирования готовности и организации сложной интегративной подготовки.
Ключевые слова: информационно-цифровая подготовка, готовность к компьютерному моделированию, педагог профессионального обучения, междисциплинарный модуль, цифровая экосистема.
K.A. Fedulova
(Russian State Vocational Pedagogical University, Ekaterinburg, Russia)
COMPUTER MODELING AS A METATECHNOLOGY FOR IMPLEMENTING INFORMATION AND DIGITAL TRAINING OF STUDENTS OF A VOCATIONAL AND PEDAGOGICAL UNIVERSITY
The introduction of digital technologies at a fundamentally new level, the transfer of social, economic and technical processes to the digital space, the formation of a digital ecosystem and, as a result, the formation of the digital economy had a powerful impact on the field of vocational education, changing its goals and content, improving to methods and technologies. Computer modeling is actively used in modern science and g technology, so it is not necessary to talk about the relevance of its integration into the educational g process. The use of computer modeling technologies, the transformation of the educational e space through their active implementation provides new opportunities for the formation of information and digital training of a graduate of a vocational pedagogical university.
The article presents the author's understanding of embedding computer modeling technologies into vocational training, clarified the definition of the term "readiness of a teacher of vocational training for computer modeling", and also considered an interdisciplinary module as an effective means of forming readiness and organizing complex integrative training.
Keywords: information and digital training, readiness for computer modeling, teacher of vocational training, interdisciplinary module, digital ecosystem.
В настоящее время объемы и распространение информации и данных изменили временные и пространственные границы, на смену информационно-компьютерным технологиям (ИКТ) пришли цифровые, возможности которых определяются не только техническим потенциалом, но и содержательным, деятельност-ным и технологическим наполнением. Произошло переосмысление всего процесса информатизации, когда интеграция цифровых сервисов и технологий в производственно-технологическую, социальную и экономическую сферы определила новую стратегию жизни, породив цифровизацию, как преобразование информационного пространства, погружение в цифровую экосистему как на уровне регионов, так и всей страны.
Такие серьезные преобразования не могли ни коснуться сферы образования, где происходит постепенная цифровая трансформация через задание образовательных целей, изменения содержания, методов и технологий профессионального образования и обучения. Отметим, однако, что привлечение цифровых технологий в сферу профессионального образования говорит не об «оцифровке» печатных изданий и методических материалов, а о трансформации элементов образовательного процесса и интеграции цифровых технологий и сервисов для обеспечения целей образования. Что говорит о необходимости кардинального изменения сложившихся моделей обучения, наполнения их новым содержанием, определенным современным пониманием применения средств компьютерной техники и инновационной логикой интеграции их в процесс профессиональной подготовки. Необходимо четкое понимание запросов системы образования, работодателей и требований
цифровой экономики для корректировки методов, методологии и технологий обучения, а также учет тенденций развития информационных систем, сервисов и ресурсов [10].
Процесс цифровизации повлиял и на производственную сферу через создание нового наукоемкого и высокотехнологичного оборудования, что потребовало овладения выпускниками системы профессионального образования «принципиально новыми цифровыми компетенциями, обеспечивающими их готовность к эффективной производственной деятельности в цифровом мире» [1, с. 4].
Следовательно, необходимо не только оценивать возможности современных информационных ресурсов, но и определять, решение каких дидактических задач эффективнее реализовать с их применением, а также какие именно технологии внедрить в образовательную практику для этого. Важно понимать, что цифровизация образовательного процесса должна в большей степени раскрывать и увеличивать его социальный и дидактический потенциал, в то же время упрощая и делая более прозрачным его управленческий аспект [3].
Не вызывает сомнений, что осуществлением такого сложного и многокомпонентного процесса будут заниматься современные педагоги профессионального обучения, которые в большинстве случаев оказываются не готовыми к реализации задач цифровой дидактики, когда необходимо четко и однозначно понимать запросы нового цифрового поколения обучающихся, требования к кадрам, порожденные цифровой экономикой, а также потенциал метацифровых комплексов, формирующих цифровую среду и определяющих ее.
ш
о ф
т
го
ч
ф
i -I с-
£ го m о
3 Ф
^ -ft
° о
К 1=
Е m
о о
I
ф
5
го о
ш
о
о
£ >s
Ш о
О Ш
а. о
S а.
io f
о =Г
ф
0
1
Ф £
.0 с
О
О
Все это говорит, не только о необходимости включения компонентов цифрового образования в подготовку педагогов профессионального обучения, но и о ее реализации на принципиально новом уровне. Это не просто умение быстро находить, анализировать, обрабатывать информацию и применять ее в своей будущей профессиональной деятельности, а развитие готовности к гибкой и динамичной комбинации цифровых, высокотехнологичных производственных и педагогических технологий, обеспечивающих иное погружение и преображение образовательного пространства с учетом реального социально-профессионального контекста.
В педагогической практике процесс организации и осуществления информационной подготовки педагогов профессионального обучения рассматривается в контексте формирования информационных компетенций, которые выступают как индивидуальные способности и личностные качества выпускника, определяющие его возможности по использованию информационных технологий как технических средств обучения и поиск наиболее доступных информационно-коммуникационных технологий для реализации целей профессионального образования [3; 5; 7].
Однако такой подход не соответствует современному пониманию особенностей цифровой дидактики и новых информационных технологий, поддерживающих ее осуществление. Кроме того, следует учитывать особые механизмы информационного мышления, развитие которого является основополагающим шагом к обеспечению качественной профессиональной подготовки педагогов профессионального обучения и необходимо для понимания сути и возможностей корректной интеграции цифровых технологий и сервисов для § осуществления будущей профессио-^ нальной деятельности [11]. ^ Тогда следует говорить об информа-^ ционной подготовке педагога профес-
сионального обучения как об информационно-цифровой подготовке, что предполагает более глубокое осознанное погружение в процессы проектирования образовательного пространства с использованием специально-организованного дидактического цифрового сопровождения.
Для реализации такой сложной информационно-цифровой подготовки необходимо использовать один из наиболее эффективных и универсальных инструментов осуществления научного познания - моделирование. Моделирование является не только одним из методов научного познания, но и активно применяется при исследовании различных систем, рассмотрении и улучшении технических и технологических решений, при изложении основных теоретических положений во всех сферах науки [9]. В нашем понимании использование технологий моделирования должно обеспечить новое качество и значительно расширить потенциал организации такой сложной интегративной подготовки.
Привлечение компьютерной техники позволяет грамотно сочетать преимущества синтеза человеческого и машинного интеллекта [6]. Способность компьютера во много раз быстрее, точнее и лучше проводить численные расчеты, отслеживать логические цепочки и осуществлять численное моделирование -позволит значительно сократить время выполнения операций, в то время как человеческий интеллект, обладая развитой интуицией, способностью к ассоциациям и аналитическому моделированию, сможет корректно интерпретировать представленные данные [5]. Кроме того, технологии компьютерного моделирования позволяют исследовать модели высокой степени сложности, анализировать влияние множества факторов и изучать потенциально опасные и вредные для здоровья человека явления и процессы. Представленные особенности и преимущества позволяют говорить о компьютерном моделировании как о метатехно-
логии и служить основой для реализации информационно-цифровой подготовки педагогов профессионального обучения.
Компьютерное моделирование, по нашему мнению, есть деятельность, связанная с изучением объекта средствами информационных ресурсов и технологий, причем в данном случае объект заменяют его копией (компьютерной моделью), параметры которой определяются исходя из целей моделирования, которые связаны с системным пониманием особенностей функционирования объекта, вопросами осуществления эффективного управления им или прогнозирование изменения его свойств и характеристик [8].
Компьютерная модель - формализованное по определенным правилам представление объекта в виде программного продукта или комплекса, описывающего объект-оригинал в процессе его изучения посредством численного, графического или информационного его отображения [4].
Логика компьютерного моделирования, развитие особого информационного мышления и понимание принципов манипулирования компьютерными моделями позволяет педагогу профессионального обучения совершенствовать собственные умения по использованию цифровых ресурсов в профессиональной деятельности, увеличивая таким образом скорость и эффективность образовательного процесса.
Следует отметить, что ключевым фактором, определяющим особенности и принципы использования технологий компьютерного моделирования, является понимание и представление моделируемых объектов, и здесь необходимо обратиться к профессиональной деятельности педагога профессионального обучения. Специфика которой в ее бинарном характере, когда психолого-педагогический компонент тесно переплетен с производственно-технологическим, определяя как в целом методологию подготовки - комплекс методов, средств и технологий, так и ее содержательное наполнение.
Тогда становится очевидным, что технологии компьютерного моделирования призваны интегрировать и определить содержательные и технологические аспекты психолого-педагогического и производственно-технологического компонентов деятельности педагога профессионального обучения. Они являются необходимым цифровым сопровождением, обеспечивающим качественное осуществление профессиональной подготовки будущих педагогов профессионального обучения, и могут быть представленны через следующие кластеры информационных задач, реализуемых в профессиональной деятельности и представленных на рисунке 1:
1. Компьютерное моделирование образовательного пространства предполагает проектирование и разработку специальной многомодальной виртуальной образовательной среды с интегрированными в него интерактивными и имитационными моделями, средствами мультимедиа, демонстрирующими сущность и протекание сложных технологических процессов; применение социальных сетей и сервисов для мотивации учебно-познавательной деятельности и организация удаленной работы через электронную информационно-образовательную среду образовательной организации.
2. Компьютерное моделирование цифрового сопровождения технологических процессов и систем, а также высокотехнологичного оборудования - создание, визуализация и анимация двухмерных и трехмерных моделей технических объектов с помощью современных систем автоматизированного проектирования; осуществление регулирования, настройки и управления параметрами специализированного программного обеспечения высокотехнологичного оборудования; построение компьютерных моделей для проведения аналитических вычислений и численных расчетов, необходимых для решения производственно-технологических задач и представления результатов научного исследования.
ш
о ф
т
го
ч
ф
I с-
£ го Ш о
3 Ф ^ -й° о ° О. К 1=
Е ш
о о
I
ф
5
го "
ш
о
о
£ ^
Ш о
О Ш
а. о
^ а.
Её Ц-
(3 =Г
ф
0
1
ф
£ .0 с
о
о
11 1= в
5 £ ш
ЗГ О
3 I
бй о & 5 о о п>; с
5
I
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЕДАГОГОВ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
л
я ^
I-
<
<0 о
Ш
О
о <
9 о-£
5 и
с; О
-г
5 е
о
Рис. 1. Компьютерное моделирование в профессиональной деятельности педагога
профессионального образования
При таком понимании компьютерного моделирования можно представить, что результатом информационно-цифровой подготовки педагога профессионального обучения должна стать сформированная готовность к компьютерному моделированию, которая рассматривается нами как сложная, многоуровневая система интегративных свойств и качеств личности, отражающая позитивное отношение к процессу цифровизации, включающая знания, умения и навыки проектирования, разработки и сопровождения средств и технологий цифровой дидактики и информационного обеспечения наукоемкого высокотехнологичного оборудования, а также предполагающая наличие развитого информационного мышления.
Таким образом, технологии компьютерного моделирования не просто являются средством для осуществления профессиональной деятельности педа-я гогов профессионального обучения, но о и определяют новый цифровой формат ч мышления и представления информа-® ции, ее трансляции, а также становятся ^ связующим звеном содержания, органи-
зации и осуществления всей подготовки в целом. Поэтому для формирования готовности будущих педагогов профессионального обучения к компьютерному моделированию необходимо использовать соответствующие эффективные методы и технологии обучения. Одной из таких технологий является модульная технология. Так, в Российском государственном профессионально-педагогическом университете для осуществления информационно-цифровой подготовки студентов направления подготовки 44.03.04 Профессиональное обучение (по отраслям) профиля «Высокие технологии в сварке и плазменной обработке материалов» был разработан междисциплинарный модуль «Компьютерное моделирование» [2]. В содержание модуля вошли дисциплины информационной направленности, такие как «Технологии работы с информацией», «Информационно-коммуникационные технологии в образовании», «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов», «Информационные технологии в профессионально-педагогической деятельности». Процесс изучения междис-
циплинарного модуля построен таким образом, что происходит постепенное формирование всех компонентов готовности к компьютерному моделированию. Именно такое непрерывное освоение и овладение цифровыми сервисами и технологиями, понимание особенностей их использования в будущей профессиональной деятельности и развитие информационного мышления позволит выпускникам профессионально-педагогического вуза стать активными участниками цифровой экосистемы страны. Библиографический список:
1. Блинов В.И., Есенина Е.Ю., Сергеев И.С. Цифровая дидактика профессионального образования и обучения (ключевые тезисы) // Среднее профессиональное образование. - 2019. -№3. - С. 3-8.
2. Гузанов Б.Н., Федулова К.А. Про-ектно-модульное непрерывное междисциплинарное обучение в профессионально-педагогическом вузе // Современная высшая школа: инновационный аспект. - 2017. - Т. 9. - № 4 (38). - С. 34-43.
3. Дзина Н.П., Дикая И.В., Дикой А.А. Цифровые технологии в подготовке студентов педагогического вуза // Технолого-экономическое образование. - 2021. - №15. - С. 76-79.
4. Королев А.Л. Компьютерное моделирование в образовании: учебное пособие [Электронный ресурс]. - Режим досту па: http:// si mul ation .su/upload s/ files/default/2019-uch-posob-korolev.pdf
5. Кречетова Г.А. Проблема цифровой трансформации высшего образования // The Scientific Heritage. -2021. - №73-3. - С. 14-17.
6. Маркович О.С. Компьютерное моделирование в учебном исследовании: разработка новых методов обучения
с использованием информационных технологий [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 5. - Режим доступа: https://science-education.ru/ru/ article/view?id=21724.
7. Роберт И.В. Цифровая трансформация образования: ценностные ориентиры, перспективы развития // Россия: тенденции и перспективы развития. -2021. - №16-1. - С. 868-876.
8. Федулова К.А., Гузанов Б.Н. Содер-жательно-деятельностный компонент готовности к компьютерному моделированию студентов профессионально-педагогического вуза // Известия Волгоградского государственного педагогического университета. - 2019. - № 5 (138). - С. 78-85.
9. Юрков Н.К., Якимов А.Н. Компьютерное моделирование и его роль в современном вузовском образовании [Электронный ресурс] // Международный симпозиум «Надежность и качество». - 2017. - Т. 2. - Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/ n/kompyuternoe-modelirovanie-i-ego-rol-v-sovremennom-vuzovskom-obrazovanii.
10. Cole M., Andersen T., Luomi Messerer K., Ulicna D. Using learning outcomes. European Qualifications Framework Series: Note 4 [Электронный ресурс]. -Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2011. - 48 pp. - Режим досту па: http s://www.cedefop. europa. eu/files/Using_learning_outcomes.pdf.
11. Rajala S.A. Beyond 2020: Preparing Engineers for the Future [Электронный ресурс]. IEEE 100 (SPL CONTENT). - 2012. - P. 1376-1383. -Режим доступа: https://doi.org/10.1109/ jproc.2012.2190169.
Поступила 24.11.2021
Об авторе:
Федулова Ксения Анатольевна, ФГАОУ ВО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», институт инженерно-педагогического образования, кафедра информационных систем и технологий (г. Екатеринбург, Россия), кандидат педагогических наук, доцент, [email protected]
ш
о ф
т
го
ч
ф
i -I с-
£ го m о
3 Ф
^ -ft
° о
К 1=
Е m
о о
I
ф
5
го "
ш
о
о
£ >s
Ш о
О Ш
а. о
s а.
5 f
о =Г
ф
0
1
ф
£
_0 с
о
s -ft
о
Для цитирования: Федулова К.А. Компьютерное моделирование как метатехноло-гия осуществления информационно-цифровой подготовки студентов профессионально-педагогического вуза // Современная высшая школа: инновационный аспект. - 2021. -Т. 13. - № 4. С. 42-48. DOI: 10.7442/2071-9620-2021-13-4-42-48
References:
1. Blinov V.I., Yesenina E.Yu., Sergeev I.S. Digital didactics of vocational education and training (key theses) // Srednee professionalnoe obrazovanie. - 2019. - №. 3. - P. 3-8. [In Russian]
2. Guzanov B.N., Fedulova K.A. Design-modular continuous interdisciplinary training in a professional pedagogical university // Contemporary Higher Education: Innovative Aspects. - 2017. - Vol. 9. - №. 4 (38). P. 34-43. [In Russian]
3. Dzina N.P., Wild I.V., Wild A.A. Digital technologies in the training of students of a pedagogical university // Tekhnologo-ekonomicheskoe obrazovanie. - 2021. - №. 15. P. 76-79. [In Russian]
4. Korolev A.L. Computer modeling in education [Electronic resource]. - Available at: http://simulation.su/uploads/files/default/2019-uch-posob-korolev.pdf. [In Russian]
5. Krechetova G.A. The problem of digital transformation of higher education // The Scientific Heritage. - 2021. - №. 73-3. P. 14-17. [In Russian]
6. Markovich O.S. Computer modeling in educational research: development of new teaching methods using information technologies [Electronic resource] // Sovremennye problemy nauki i obrazovaniia. -2015. - №. 5. - Available at: https://science-education.ru/ru/article/ view?id=21724. [In Russian]
7. Robert I.V. Digital transformation of education: values, development prospects // Rossiia: tendentsii i perspektivy razvitiia. - 2021. - №. 16-1. P. 868-876. [In Russian]
8. Fedulova K.A., Guzanov B.N. The content-activity component of the readiness for computer modeling of students of a professional pedagogical university // Izvestiia Volgogradskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta. - 2019. - №. 5 (138). P. 78-85. [In Russian]
9. Yurkov N.K., Yakimov A.N. Computer modeling and its role in modern university education [Electronic resource] // Mezhdunarodnyi simpozium «Nadezhnost' i kachestvo». - 2017. - Vol. 2. - Available at: https://cyberleninka.ru/article/n/kompyuternoe-modelirovanie-i-ego-rol-v-sovremennom-vuzovskom-obrazovanii. [In Russian]
10. Cole M., Andersen T., Luomi Messerer K., Ulicna D. Using learning outcomes. European Qualifications Framework Series: Note 4 [Electronic resource]. - Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2011. - 48 pp. - Available at: https://www. cedefop.europa.eu/files/Using_learning_outcomes.pdf.
11. Rajala S.A. Beyond 2020: Preparing Engineers for the Future [Electronic resource] // IEEE 100 (SPL CONTENT). - 2012. - P. 1376-1383. - Available at: https://doi.org/10.1109/ jproc.2012.2190169.
About the author:
Fedulova Ksenia Anatolievna, Russian State Vocational Pedagogical University, Institute of Engineering and Pedagogical Education, Department of Information Systems and Technologies (г. Екатеринбург, Россия), Candidate of Pedagogy, Academic title of Associate Professor, Email: [email protected]
ro
о For citation: Fedulova K.A. Computer modeling as a metatechnology for implementing ч information and digital training of students of a vocational and pedagogical university // e Contemporary Higher Education: Innovative Aspects. - 2021. - Vol. 13. - No. 4. Р. 42-48. ^ DOI: 10.7442/2071-9620-2021-13-4-42-48
