Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Цифровые технологии в образовании (Digital Technologies in Education). Билингвальное учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Е. Е. Блинова
А. Г. Евланова
Цифровые технологии в образовании
(Digital Technologies in Education)
Билингвальное учебное пособие
Ростов-на-Дону – Таганрог
Издательство Южного федерального университета
2024
УДК 004.9:378(075.8)
ББК 74.202.53 я73
Б69
Печатается по решению кафедры информатики и вычислительного
эксперимента Института математики, механики и компьютерных наук им.
И. И. Воровича
Южного федерального университета (протокол № 5 от 31 мая 2023 г.)
Рецензенты:
доктор физико-математических наук, профессор кафедры информатики
и вычислительного эксперимента Института математики, механики
и компьютерных наук им. И.И. Воровича Южного федерального университета,
Г. В. Муратова;
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Судовые
энергетические установки» Факультета инженеров морского транспорта
Института водного транспорта имени Г. Я. Седова
С. В. Семергей
Блинова, Е.Е.
Б69 Цифровые технологии в образовании (Digital Technologies in Education) :
билингвальное учебное пособие / Е. Е. Блинова, А. Г. Евланова ; Южный
федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного
федерального университета, 2024. – 171 с.
ISBN 978-5-9275-4642-8
В данном пособии рассмотрены основные модули учебного материала для
изучения дисциплин «Информационные технологии в образовании»,
«Информационные и коммуникационные технологии в образовании»,
«Информатизация и цифровизация образования». Предназначено для обучения
студентов бакалавриата по направлениям подготовки 44.03.01 – Педагогическое
образование, профиль «Информатика», 44.03.05 – Педагогическое образование,
профиль «Математика и информатика» по дисциплинам «Информатизация и
цифровизация образования», «Педагогическая информатика»; для магистрантов по
направлению 44.04.01 - Педагогическое образование по дисциплине
«Информационные технологии в образовании»; также определенные модули
пособия могут использоваться для освоения программы МУАМ «Интерактивные
технологии в образовании».
УДК 004.9:378(075.8)
ISBN 978-5-9275-4642-8 ББК 74.202.53 я73
© Южный федеральный университет, 2024
© Блинова Е. Е., Евланова А. Г., 2024
© Оформление. Макет. Издательство
Южного федерального университета, 2024
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ........................................................................................................... 5
Модуль 1. Роль и место цифровых технологий в системе образования. ...... 7
Вводный материал ........................................................................................ 7
Основной теоретический материал ........................................................... 12
Тема 1.1. Понятия «информационная технология» и «цифровая
технология», «информационные и коммуникационные технологии» .... 13
Тема 1.2. Основные компоненты цифровой технологии .......................... 15
Тема 1.3. Способы классификации цифровых технологий ........................ 22
Тема 1.4. Информационная безопасность образовательной
организации и личности .............................................................................. 27
Практические задания ................................................................................. 38
Проектные задания ..................................................................................... 40
Вопросы для самостоятельного изучения .................................................. 43
Список дополнительных источников .......................................................... 44
Модуль 2. Цифровые технологии в деятельности учителя .......................... 46
Вводный материал ...................................................................................... 46
Основной теоретический материал ........................................................... 60
Тема 2.1. Правовые и организационные основы внедрения цифровых
технологий в образовательный процесс. ................................................... 61
Риски внедрения цифровых технологий ................................................. 66
Тема 2.2. Виды информационных технологий по типу обрабатываемой
информации и их применение в образовательном процессе. ................. 68
Технология обработки текстовой информации ...................................... 68
Технология обработки числовой информации ....................................... 72
Технология обработки графической информации ................................. 75
Технологии обработки мультимедийной информации ......................... 79
Геоинформационные технологии ............................................................ 89
Аддитивные технологии ........................................................................... 92
Тема 2.3. Технологии структурирования данных ..................................... 100
4
Тема 2.4. Применение сетевых и коммуникационных технологий в
образовательном процессе ....................................................................... 101
Тема 2.5. Технологии виртуальной и дополненной реальности ............. 115
Тема 2.6. Интеллектуальные технологии в образовательном процессе 118
Практические задания ............................................................................... 122
Проектные задания .................................................................................... 133
Вопросы для самостоятельного изучения ................................................ 142
Список дополнительных источников ........................................................ 143
Модуль 3. Цифровая компетентность педагога и его роль в формировании
цифровой компетентности обучающегося .................................................. 145
Вводный материал ..................................................................................... 145
Основной теоретический материал .......................................................... 149
Тема 3.1. Структура ИКТ-компетентности педагога ................................. 149
Тема 3.2. Самодиагностика уровня цифровой компетенции, направления
саморазвития в области цифровых технологий ....................................... 155
Тема 3.3. Способы развития цифровой компетентности обучающихся . 156
Тема 3.4. Применение цифровых технологий в научной деятельности . 160
Практические задания ............................................................................... 164
Проектные задания .................................................................................... 165
Вопросы для самостоятельного изучения ................................................ 168
Список дополнительных источников ........................................................ 169
Список литературы: ...................................................................................... 170
5
ВВЕДЕНИЕ
В современном обществе цифровые технологии являются неотъемлемой частью образовательного процесса, при этом они в той или иной степени вовлекаются в него всеми участниками по конкретному предмету/дисциплине, как непосредственными (педагогами и учащимися), так
и «косвенными» (родителями, вспомогательным учебным персоналом,
администрацией образовательной организации, авторами электронных
курсов и др.). Традиционная точка зрения на применение цифровых технологий близка к идеализации: «цифровые технологии оптимизируют образовательный процесс», «педагог освобождается от рутинных операций», «средства цифровых технологий способствуют развитию учащихся,
их креативности» и т. д. Однако, существуют определенные риски внедрения цифровых технологий, к тому же на первых этапах внедрения любая
цифровая технология приводит к повышению трудозатрат педагога, даже
если для него уже подготовили платформу и цифровые инструменты.
Кроме того, влияние средств цифровых технологий сложно предсказать,
поскольку часто учащиеся привносят свой, уже сформировавшийся, опыт
применения цифровых технологий, и даже учитель информатики вынужден заниматься не столько формированием цифровой компетентности
учащихся, сколько коррекцией уже сформировавшихся у учащихся алгоритмов применения средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). При этом, если все педагоги образовательной организации
работают на то, чтобы учащиеся применяли сформированные компетенции в жизни, необходимо создавать условия для коррекции знаний, умений и навыков применения средств цифровых технологий учащимися в
рамках других предметов. Поэтому в учебные планы подготовки по многим профилям и программам направления «Педагогическое образование»
введена дисциплина «Информационные технологии в образовании»,
«ИКТ и медиа-информационная грамотность».
В то же время следует учитывать, что вовлечение цифровых технологий в образовательный процесс со стороны учащихся зачастую стихийно
и представляет собой следствие процессов внедрения цифровых технологий в общество и культуру, поэтому оно не имеет выраженного дидактического значения – не способствует обучению, развитию и воспитанию
в рамках передачи уже систематизированного опыта: например, учащийся привлекает алгоритмы искусственного интеллекта (известные как
6
«чаты GPT») для написания рефератов, эссе и даже для программирования, однако, в силу низкой предметной экспертности учащиеся не могут
оценить степень адекватности и объективности информации, которую
выдает такой «чат». Данные кейсы, с одной стороны, порождают «демонизацию» цифровых технологий (выражается обычно тезисом «учащиеся
глупеют под воздействием цифры»), с другой, – они подталкивают педагога к переосмыслению методики обучения предмету: ведь это определенный вызов педагогу – как сделать задание, где «чат GPT» будет способствовать развитию критического мышления и освоению предмета на
новом уровне.
Данное учебное пособие призвано систематизировать и актуализировать содержание компетентности будущих педагогов в области применения средств цифровых технологий. Оно имеет модульную структуру: его содержание представлено как совокупность трех основных содержательных
модулей, каждый из которых состоит из блока вводного материала (необходимого для усвоения основного материала), блока основного теоретического материала, блока практических заданий, блока проектных заданий,
вопросов для самостоятельного изучения и списка дополнительных источников информации по теме. Проектные задания ориентированы на решение кейсов, максимально приближенных к реальному образовательному
процессу, и для их выполнения необходимо креативное переосмысление
теоретического материала.
Благодаря модульной структуре материалы учебного пособия обладают
содержательной независимостью и могут не только применяться для обучения по дисциплине «Информационные технологии в образовании», но и
встраиваться в содержание таких дисциплин, как «Информационные и коммуникационные технологии в образовании», «Информатизация и цифровизация образования», «Педагогическая информатика», МУАМ «Интерактивные технологии в образовании».
Интеграция учебного материала на английском языке по принципу билингвального обучения (когда часть учебного материала в виде основных
понятий дублируется на английском языке, а часть материала, раскрывающего специфику понятия, публикуется на английском языке без точного
дублирования на русский) обеспечивает всестороннее рассмотрение содержания понятий, связанных с цифровыми технологиями, и способствует
развитию коммуникативной компетенции студентов.
7
МОДУЛЬ 1. РОЛЬ И МЕСТО ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В СИСТЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ
Вводный материал
В настоящее время существует несколько терминов, описывающих процесс и результат внедрения информационных технологий в различные
сферы общества. Самыми распространёнными терминами в настоящий момент являются «цифровизация» и «цифровая трансформация». Однако исторически сложилось, что внедрение информационных технологий было
связано с процессами компьютеризации и информатизации. Рассмотрим
сущность данных понятий в разных масштабах – в применении к обществу
в целом и к системе образования в частности.
Понятия «компьютеризация», «информатизация», «цифровизация»
(иногда применяется термин «диджитализация» от англ. digitalization) и
«цифровая трансформация» (Digital Transformation) характеризуют переход
к обществу, насыщенному цифровыми технологиями и изменяющемуся
под воздействием средств информационных и коммуникационных технологий (ИКТ). Для обозначения результата используются также два термина
«информационное общество» и «цифровое общество».
Под информационным обществом понимается такое общественное
устройство, в котором структуры, техническая база и человеческий потенциал приспособлены для оптимального превращения знаний в информационные ресурсы с целью перевода пассивных форм знаний в активные [1].
Основой для данного понимания является определение постиндустриального (информационного) общества, которое дал Элвин Тоффлер1, подчеркивая его возникновение как следствие информационной революции, приводящей к тому, что большинство членов общества будут заняты в экономике, основанной на воспроизводстве и производстве знаний.
Особое место в определении «информационного общества» играет такое понятие, как «информационный ресурс», определяемый как информация, представленная в формате, дающем возможность организации массового доступа к ней и тиражирования, при этом информационный ресурс не
предполагает обязательного акцента на обучении – он ориентирован на
удовлетворение запроса субъекта информационного общества в качественной, объективной, своевременной и полной информации. Однако, такие
1
Toffler A. The Third Wave: The Classic Study of Tomorrow. — New York: Random House
Publishing Group, 2022. — 560 с. — ISBN 9780593159781.
8
информационные ресурсы могут применяться в образовании (в обучении,
развитии или для воспитания) и тогда они обозначаются термином «информационно-образовательный ресурс», а если изначальной целью разработки информационного ресурса являлось обучение/развитие/воспитание(социализация), то тогда данный ресурс обозначается термином «образовательный ресурс».
Основными признаками информационного общества являются:
– информация становится товаром, при этом она является самым мас-
совым объектом купли-продажи, информационный рынок по темпам роста
опережает рынок материальных продуктов и услуг;
– каждый член общества в любое время может получить доступ к лю-
бому виду информации, кроме законодательно запрещённой;
– основой общества является автоматизированное производство, хра-
нение, обработка, использование знаний, а также создание с их помощью
новых информационных технологий и техники;
– цифровая трансформация всех сфер общества.
В настоящее время все чаще применяется термин «цифровое общество»
для того, чтобы подчеркнуть преобладание процессов цифровой трансформации и качественные изменения в обществе под влиянием цифровых технологий. В большинстве случаев термины «информационное общество» и
«цифровое общество» используются как синонимы.
Компьютеризация – процесс оснащения всех сфер общества компьютерной техникой и подготовка членов общества к использованию техники и
программного обеспечения, прежде всего, в профессиональной деятельности, а затем – и в бытовой сфере. Если касаться компьютеризации образования, то в российском обществе она началась в 1984 году c решения о
начале подготовки учителей информатики в педагогических вузах и введения в 1985 году предмета «Основы информатики и вычислительной техники» в школьную программу для подготовки будущих членов общества к
применению ИКТ. Результатом подготовки на данном этапе должно было
стать знание об устройстве компьютера, принципах его функционирования,
знание основ программирования, позволяющих обучающемуся написать
простейшую программу на языке программирования для решения прикладной профессиональной задачи, при этом речь об использовании компьютерных сетей не шла в принципе. В период с 1985 по начало 1990-х гг. в
различные организации, в том числе, и в образовательные учреждения, поставлялась компьютерная техника отечественного производства, в начале
1990-х гг. ее планомерно вытеснили компьютеры зарубежных фирм (преимущественно производства компании IBM). На этапе компьютеризации в
9
социально-экономической сфере и в сфере образования появился значительный дефицит в кадрах, способных использовать компьютерную технику
для оптимального решения профессиональных задач. Следствием данного
процесса стало некоторое социальное напряжение, которое выражалось в
позиции, что компьютер требует «инженерного образования» и для его эксплуатации надо «долго и трудно» учиться. Появление в середине 1990-х годов полноценных операционных систем с графическим интерфейсом, упростивших взаимодействие с компьютером; увеличение количества компьютеров в школах (например, благодаря государственному проекту «Компьютеризация сельских школ», 2002-2004 гг.); распространение курсов компьютерной грамотности, ориентированных на восполнение недостатка прикладных знаний в использовании техники; повышение доступности подключения к глобальной сети, привело к тому, что был достигнут определенный результат в степени внедрения ИКТ в общественный уклад, социально
экономическую сферу, однако необходимо было переключиться на новые
направления работы, поэтому в 2005 году с началом проекта «Информатизация системы образования» компьютеризация образования завершилась
и перешла в процесс информатизации. Уточнились и определения основных терминов. Под информатизацией общества стали понимать организованный, целенаправленный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, местного самоуправления, организаций, общественных
объединений на основе формирования и использования информационных
ресурсов. То есть в широком смысле информатизация есть создание и развитие информационной среды - комплекса условий и факторов, обеспечивающих наилучшие условия функционирования информационных ресурсов
с учетом автоматических способов их переработки и использования в целях
оптимизации труда и улучшения качества жизни.
Если вернуться к системе образования, то приоритетными направлениями на данном этапе стали: обновление парка компьютерной техники сначала в сельских, затем в городских школах, подключение образовательных
организаций к сети интернет (обеспечение широкополосного доступа к сети
интернет (направление «Внедрение современных образовательных технологий» в рамках национального проекта «Образование», 2006-2007 гг. и
др.)), пересмотр содержания обучения предмету «Информатика» (появился
раздел социальная информатика – об информационных технологиях в обществе; увеличилось содержание прикладных разделов, связанных с осво-
10
ением ИКТ) и, самое важное, произошло создание коллекций цифровых образовательных ресурсов (непосредственно проект «Информатизация системы образования», 2005 г.).
В 2017 году в связи с принятием «Стратегии развития информационного
общества в Российской Федерации на 2017 – 2030 годы» термин «информатизация образования» стал все чаще заменяться термином «цифровизация
образования», подчеркивая процесс стандартизации взаимодействия с техникой, электронными информационными ресурсами в образовательном
процессе (это было связано с изменением порядка доступа к государственных услугам и ресурсам, реализованного в рамках проекта «Электронная
Россия»), произошел переход к интерактивным сетевым ресурсам и платформенным решениям для поддержки образовательного процесса. То есть
процесс цифровизации был направлен на систематизацию достигнутых решений, актуализацию и модернизацию уже разработанных сетевых образовательных ресурсов и сервисов, на решение правовых, организационно-методических, технологических, управленческих (ориентированных, в том
числе, и на экспертизу разрабатываемых ресурсов, на контроль их качества)
и кадровых вопросов, связанных с разработкой решений (платформ для онлайн обучения, массовых онлайн курсов и др.), способствующих унификации доступа к образовательным ресурсам различных уровней (школа, ссуз,
вуз, дополнительное образование) и обеспечению реализации права на непрерывное образование (в том числе, и в области цифровых технологий).
Основной технологической идеей, которая роднит этот проект с терминами
«информационно-образовательная среда» и «цифровая среда», является
реализация принципа «единое окно»2, определяемого как создание информационного ресурса, объединяющего существующие платформы онлайнобучения (автоматизирующего определенные этапы образовательного
процесса) и обеспечивающего доступ к онлайн-курсам за счет единой системы аутентификации пользователей. Единая система даст возможность
не только выстраивать образовательные траектории пользователей на основе анализа их активности, но и инициирует механизм многоступенчатой
оценки качества онлайн-курсов.
Однако требования синтеза технологий для автоматизации этапов образовательного процесса, учета «больших данных» (Big Data), которые появляются в образовательном процессе и должны влиять на него, оптимизируя
с точки зрения организации и индивидуализируя его под запросы обучающихся, привело к новому федеральному проекту, анонсированному в 2018
2
Источник описания сайт проекта «Современная цифровая образовательная среда в
Российской Федерации» http://neorusedu.ru/about
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]