CC BY
13Направления реализации процесса цифровизации системы образования
Казинец Виктор Алексеевич,
кандидат физико-математических наук, доцент, кафедра математики и информационных технологий, ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет» E-mail: vakazinec@mail.ru
Малыхина Ольга Акимовна,
кандидат педагогических наук, доцент, кафедра математики и информационных технологий, ФГБОУ ВО «Тихоокеанский государственный университет» E-mail: malolga15@mail.ru
В настоящей работе обсуждаются вопросы, связанные с процессом цифровизации нашего общества и, в частности, системы образования. Отмечается, что процесс цифровизации происходит нереально быстрыми темпами, затрагивает все уровни системы образования и всех участников образовательного процесса. Происходящие изменения носят как позитивный характер, так и негативный. Негативные тенденции принято связывать с теми информационными технологиями, которые используются в процессе обучения (в меньшей степени) и теми, которые используются в повседневной жизни (включая интернет).
Мы считаем, что опорой цифровизации является моделирование понятия информации и моделирование автоматизации ее обработки. При том эти процессы моделирования используют нестандартные разделы математики, которые не отражены в школьном курсе и не знакомы учителям нематематических специальностей. Поэтому, необходимо фундаментальное образование и математизация образования, которая позволит человеку понимать происходящие процессы и иметь представления о роли и возможностях компьютерного моделирования.
Ключевые слова: цифровизация, информационные технологии, компьютерное моделирование, математическое моделирование, информация, модель.
о с
CJ
со см о см
03
Начиная с 1985 года наше общество и система образования находятся в режиме непрерывного изменения; одним из факторов, определяющих данные изменения, являются информатика и информационные технологии. С момента появления в школе дисциплины «Основы информатики и вычислительной техники» на данное направление развития образования возлагались существенные надежды (появилась совершенно не заполненная информационная электронная среда, в рамках которой казалось возможным реализовать все замыслы).
За прошедшее время мы занимались компьютеризацией, алгоритмизацией, информатизацией и, наконец, цифровизацией, при этом содержания дисциплин как в школах, так и вузах претерпевали существенные изменения; все эти преобразования проходили на фоне перехода на болонскую систему обучения, что не могло отрицательно не отразиться на всех этих процессах. Но за это время появились различные электронные образовательные ресурсы, методические пособия, резко возросло количество научно-исследовательских работ, посвященных использованию информационных технологий в обучении.
Все сделанное предполагало надежду, что вот-вот произойдут качественные изменения в деятельности учителя и преподавателя, которые приведут к повышению качества подготовки школьника и студента. К сожалению, наблюдается обратный процесс. Конечно, строительство информационного пространства велось без «генерального плана», без научной обоснованности и без достаточной профессиональной подготовки участников процесса, при этом приходилось использовать «чужие материалы».
Сейчас современное общество характеризуется сложно взаимосвязанными между собою процессами: глобальным ростом объема информации и стремительным увеличением количества «информационных потоков», компьютеризацией и цифровизацией различных сфер человеческой деятельности. Сегодня речь идет о цифровом образовании и его феномене, который анализируется с позиций как понятийных - определения базовых категорий («цифровой сервис в образовании», «цифровая образовательная среда», «цифровое обучение», «цифровая идентичность» и т.д.), так и сущностно-содержательных его аспектов [4], [3], [2], обусловленных инновационной моделью образовательной практики. Но достаточно скоро выяснилось, что основная причина так скажем «неуспеха» кроется в том, что у детей, выросших в современном мире, в мире цифровой техники и современных технологий, развитие и формирование
интеллекта происходит не так как это происходило до эпохи информатизации.
Особенно отчетливо это проявилось, когда в вуз пришли дети воспитанные и выросшие в эпоху интернета. Мы столкнулись с новым этапом развития интеллекта и психики, о котором писал О.К. Тихомиров еще в середине двадцатого века, утверждая, что информационные технологии не только помогают человеку и расширяют его возможности, но и влияют на содержание и стиль его мышления пока в неизвестном нам направлении. Конечно, это не отменяет движение в сторону цифровизации.
В «Дидактической концепции цифрового профессионального образования и обучения» циф-ровизация образовательного процесса представлена как двусторонняя трансформация его самого и цифровых технологий, используемых в нем с целью создания гибкой и адаптивной образовательной системы, отвечающей запросам цифровой экономики и обеспечивающей максимально полное использование дидактического потенциала вышеуказанных технологий [2, с. 7]. Если обратиться к опыту стран, которые раньше нас начали внедрять цифровые технологии в практику своего образования, то мы так же не получим результата, и их ответы будут крайне противоречивы. Так же, как и в нашей образовательной среде, среди них есть ярые сторонники внедрения в процесс обучения информационных технологий, часто утверждающие, что утрата традиционного фундаментального образования носит не отрицательный, а положительный характер в развитии интеллекта человека и его мозга. По их мнению, те предметно-системные знания, к которым мы привыкли, засоряют нашу память второстепенной ненужной информацией, которую легко найти используя информационные технологии, и, освободившись от которой, мы разблокируем истинные творческие способности человека.
Следует все же заметить, что большинство исследователей влияния цифровых технологий на развитие детей подтверждают наше дилетантское мнение. Во многих исследованиях отмечалось, что цифровое поколение меньше читает, имеет проблемы с запоминанием, предпочитает готовую обработанную информацию. С каждым годом увеличиваются болезненные зависимости и их последствия (зависимость от интернета, зависимость от компьютерных игр, зависимость от социальных сетей, дефицит внимания, зависимость от телефона и других гаджетов).
Исследователи в области нейрофизиологии отмечают изменения в областях активности мозга при решении творческих задач. В связи с этим появились школы, в которых ограничивается использование цифровых технологий. В семьях с высоким уровнем образования ограничивают общение детей с гаджетами. Очень актуальна в данном случае книга М. Шпитцера «Антимозг», в которой он обобщил исследования в области воздействия цифровых технологий на развития мозга детей.
В этой книге он утверждает, что цифровые технологии благо для тех, кто хорошо образован, но для тех, у кого мозг еще не сформирован, они могут оказать негативное влияние. Он обратил внимание на использование компьютера детьми. В раннем возрасте использование компьютера может привести к нарушению внимания и к затруднениям при чтении, в школьном возрасте приводит к социальной изоляции, и акцент использования компьютера смещается на удовольствие. При этом он замечает, что и человек, и компьютер обрабатывают информацию, а обучение предполагает все-таки самостоятельную умственную работу.
Сотрудники нашей кафедры ежегодно принимают участие в проверке результатов ЕГЭ и ОГЭ; в рамках обсуждения было отмечено, что общий уровень подготовки и обучаемости участников экзаменов падает, в частности, отмечалось негативное влияние цифровизации на умственное развитие (здесь уместно напомним о мнении нейрофизиологов о негативном влиянии информатизации на формирование головного мозга детей, то есть на умственное развитие). Выяснилось что в настоящее время это явление интенсивно обсуждается.
Представленный Д.В. Буданцевым [1] библио-метрический анализ публикационной активности (2016-2020 г.г. по данным eLIBRARY.RU), связанной с цифровизацией образования, констатирует превалирование рубрики «Народное образование. Педагогика» над другими тематическими направлениями этой же направленности. В работах обсуждаются и негативные эффекты, связанные с гипертекстовыми мультимедийными и сетевыми технологиями, влиянием средств автоматизации, которые человек использует в профессиональной и повседневной жизни. Обсуждается изменения психики, изменение познавательной активности, изменение рабочей (оперативной) памяти, фрагментарность и невнятное представления о своих знаниях. Здесь уместно вспомнить о механизмах влияния на человека «живущего» в социальных сетях и об абсолютном доверии к информации, получаемой в его социальной сети и т.д.
Анализируя литературу, мы обратили внимание в первую очередь на направления, связанные с цифровизацией высшего образования. Это использование новых инструментов и информационных технологий в процессе проведения традиционных занятий по традиционным образовательным программам, при изучении традиционных дисциплин, развитие электронной образовательной среды и создание системы онлайн-обучения. Понятно, что все эти направления взаимосвязаны, но каждое из этих направлений имеет свои особенности.
Процесс цифровизации отменить нельзя, так как он объективен и отражает тенденции развития нашего общества. При этом он оказывает существенное влияние на содержание процесса обучения и на его формы, - меняет и модифицирует все социальные институты. Возникающие при этом положительные и негативные последствия много-
сз о со "О
1=1 А
—I
о
сз т; о т О от
З
и о со
плановы и связаны с набором социальных рисков для всех участников образовательного процесса.
В первую очередь необходимо изучать возникающие негативные явления, систематизировать их, и через управление процессом цифровиза-ции, минимизировать последствия в случае если их нельзя предусмотреть. Обычно при рассмотрении тех или иных направлений цифровизации внимание акцентируется на одном из них, и в рамках этого направления определяется готовность использовать ИКТ ученика (студента) и учителя (преподавателя), либо влияние ИКТ на заинтересованность в образовании школьников и студентов, либо на новые формы обучения. Все это предполагает новые требования как к преподавателю, так и к обучающемуся.
Современное состояние информационного пространства находится в процессе становления и требует комплексные исследования и оценок, с позиции требований которые возникают в обществе. Нас непосредственно интересует указанная тематика применительно к образовательному процессу в педагогическом вузе. Бесспорно, дидактический процесс вуза направлен на формирование информационных и цифровых компетенций обучающихся. Нами отмечалась тенденция интеграции информационных компетенций через модель цифровых; описывалась модель информационной компетенции студентов вуза в свете цифровиза-ции и развития цифровых технологий [5].
Но, на данный момент значимыми являются и вопросы, возникающие вследствие системного использование цифровых технологий и, связанные с принципиальными изменениями стереотипов мышления, возможной утратой студентов мыслить системно и критически. А.Р. Зенков отмечает, что «выпускникам учебных заведений понадобятся не только цифровые компетенции, но и фундаментальные знания, навыки критического мышления» [3, с. 54].
Фундаментальные знания необходимы не только на «выходе» из вуза, но и для успешного и качественного освоения студентами дисциплин в ходе вузовского процесса обучения. Напрашивается вопрос: может ли решить цифровая дидактика проблему приобретения обучающимися фундаментальных знаний?
Обратимся к собственному опыту преподавания математических дисциплин. Студентам первого курса преподается один из разделов высшей математики - линейная алгебра; они изучают основные понятия теории матриц и определителей, их свойства и приложения; системы алгебраических линейных уравнений и способы их решения, линейные пространства и т.д.
В качестве методической помощи обучающимся предлагается разработанное нами учебно-5 методическое пособие и электронный учебный о курс (ЭУК) на платформе LMS Moodle в электрон-Я ной обучающей системе (ЭОС). ЭУК включает ° в себя теоретические, практические материалы, ав презентации, образцы решения задач, задания
для самостоятельной и индивидуальной работы, тесты и др. Таким образом, для обучающихся созданы комфортные условия для прохождения вышеуказанного раздела.
Однако, как показывает итоговая аттестация, проблемным так и остается понимание студентами математической сущности понятий и утверждений, их взаимосвязи с другими математическими объектами. Студент может вычислить определитель матрицы, нажав в Excel на «нужную клавишу», даже описать схему его вычисления, но почему таковая схема применяется, объяснить затрудняется, и, в лучшем случае, понимает, что числовую характеристику он определяет для квадратной матрицы. Студент читает электронный текст или изучает содержание слайда, но не замечает, например, что фундаментальный набор решений определяется только для однородной системы алгебраических линейных уравнений, а не для любой.
Сложнее обстоит дело с пониманием смыслов объектов, когда одни математические термины «наслаиваются» на другие; например, понятие -«матрица линейного оператора». Неужели преподаватель в картинках-слайдах должен объяснять какой смысл заключен в матрице оператора дифференцирования?
А может и не надо вообще обучающимся понимать сущность математических понятий и утверждений? Тогда бездумно придется студентам изучить, например, аналитическую геометрию, которая рассматривает геометрические объекты, используя, в том числе, понятия и методы линейной алгебры. Разделы математической науки взаимосвязаны между собою; инструментарий одного раздела математики используется в другом, например, математический анализ необходим для изучения теории чисел, решения задач оптимизации и т.д.
Знания специалистов не должны быть поверхностными и краткосрочными. Фрагментарность, отрывочность и краткосрочность - признаки «клиповой культуры» (Э. Тофлер) и «клипового мышления» (Ф. Гиренк).
Давайте посмотрим, на чем базируется цифро-визация. Основным обьектом изучения обработки хранения и передачи является информация. В настоящее время самой продуктивной моделью этого понятия является понятие информации, предложенное К. Шенноном (теория информации). Используя данную модель формализуются и строятся компьютерные модели данного понятия с использованием существующего математического аппарата.
Для передачи, хранения, сжатия и шифрования информации так же используются разделы математики. Вторая базовая часть процесса - автоматизация работы с информацией; то, что ранее было присуще только человеку, стали выполнять автоматы. Здесь мы опять сталкиваемся с математической моделью из области математики («Теория автоматов»). Стоит заметить, что и успехи
в искусственном интеллекте связаны с умением быстро и хорошо решать нелинейные системы алгебраических уравнений.
Да, в цифровизации задействованы нестандартные разделы математики, с помощью которых строятся информационные модели и автоматы, обрабатывающие информацию. Так может нам надо это учитывать, не забывая о достигнутом в обучении математики. То есть мы находимся в том периоде жизни, когда основной метод научного познания, а именно, - метод моделирования реализуется с помощью математического и компьютерного моделирования. Все это предполагает в условиях цифровизации поиск возможностей усиления математической подготовки будущих учителей, ограничив чрезмерное внедрение ком-петентностного подхода.
Может пришло время вспомнить, что качество системы образования не может быть выше качества работающих в ней учителей. Некоторое движение в эту сторону наблюдается, например, вводится дисциплина «Теория вероятностей».
И, в заключение, некоторые нейрофизиологи утверждают, что наименее поддаются влиянию математики и музыканты.
Литература
1. Буданцев Д.В. Цифровизация в сфере образования: обзор российских научных публикаций // Молодой ученый. - 2020. - № 27 (317). - С. 120-127. URL: https://moluch.ru/ar-chive/317/72477/ (дата обращения: 10.06.2023).
2. Дидактическая концепция цифрового профессионального образования и обучения / П.Н. Би-ленко, В.И. Блинов, М.В. Дулинов, Е.Ю. Есенина, А.М. Кондаков, И.С. Сергеев; под науч. ред. В.И. Блинова. М.: Издательство «Перо»,-2020. - 98 с.
3. Зенков А.Р. Цифровизация образования: направления, возможности, риски // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Проблемы высшего образования. - Воронеж, 2020. - С. 52-55. URL: https:// www.imemo.ru/publications/info/tsifrovizatsiya-obrazovaniya-napravleniya-vozmozhnosti-riski (дата обращения: 10.06.2023).
4. Киселева Е.В. Теоретические подходы к определению понятия «Цифровое образование» // Вестник Майкопского государственного технологического университета. - 2022. - Том 14, № 1. - С. 75-81. URL: https://cyberleninka.ru/
article/n/teoreticheskie-podhody-k-opredeleniyu-ponyatiya-tsifrovoe-obrazovanie/viewer (дата обращения: 10.06.2023). 5. Табачук Н.П., Малыхина О.А. Информационная компетенция студентов вуза: исторические аспекты и современные тенденции развития // Современные проблемы науки и образования. - 2021. - № 2. - С. 4. DOI: 10.17513/sp-no.30550.
DIRECTIONS FOR THE IMPLEMENTATION OF THE PROCESS OF DIGITALIZATION OF THE EDUCATION SYSTEM
Kazinets V.A., Malykhina O.A.
Pacific National University
This paper discusses issues related to the process of digitalization of our society and, in particular, the education system. It is noted that the process of digitalization is happening at an unrealistically fast pace, it affects all levels of the education system and all participants in the educational process. The changes occurring are both positive and negative. Negative tendencies are usually connected with those information technologies, which are used in the educational process (to a lesser degree) and those, which are used in everyday life (including the Internet).
We believe that the backbone of digitalization is modeling the concept of information and modeling the automation of its processing. These modeling processes use non-standard areas of mathematics that are not covered in school courses and are not familiar to teachers of non-mathematical specialties. Therefore, fundamental education and mathematics education is needed, which will allow a person to understand the processes and have an idea of the role and possibilities of computer modeling.
Keywords: digitalization, information technology, computer modeling, mathematical modeling, information, model.
References
1. Budantsev D.V. Digitalization in the field of education: an overview of Russian scientific publications//Young scientist. -2020. - № 27 (317). - S. 120-127. URL: https://moluch.ru/ar-chive/317/72477/ (accessed date: 10.06.2023).
2. Didactic concept of digital vocational education and training/P.N. Bilenko, V.I. Blinov, M.V. Dulinov, E. Yu. Yesenina, A.M. Konda-kov, I.S. Sergeev; under scientific. ed. V.I. Blinova. M.: Publishing house "Pen",- 2020. - 98 s.
3. Zenkov A.R. Digitalization of education: directions, opportunities, risks//Bulletin of Voronezh State University. Series: Problems of Higher Education. -Voronezh, 2020. S. 52-55. URL: https://www.imemo.ru/publications/info/tsifrovizatsiya-obrazovaniya-napravleniya-vozmozhnosti-riski (date of appeal: 10.06.2023).
4. Kiseleva E.V. Theoretical approaches to defining the concept of "Digital Education" // Bulletin of Maykop State Technological University. - 2022. - Volume 14, No. 1. - S. 75-81. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/teoreticheskie-podhody-k-opredeleniyu-ponyatiya-tsifrovoe-obrazovanie/viewer (date of appeal: 10.06.2023).
5. Tabachuk N.P., Malykhina O.A. Information competence of university students: historical aspects and modern development trends // Modern problems of science and education. - 2021. -№ 2. - S.4. 10.17513/spno.30550.
C3
о
CO
-a
I=i А
—I
о
C3 t; о m О от
З
ы о со
