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
11
году – «Цифровая образовательная среда (ЦОС)3» (сроки реализации 20192024 гг.). Логически он также обеспечивает преемственность достижений
предыдущих проектов, но акцентирует основные направления работы (качественный контент, обеспечение технических условий доступа к нему, подготовка кадров, цифровизация процесса обучения, снижение рисков внедрения ИКТ, связанных со здоровьем обучающихся), на поиске единых платформенных решений для обеспечения индивидуализации обучения, актуализации его содержания, расширении охвата цифровыми ресурсами сфер
образования (например, улучшение оснащения и обеспечение контентом
направления развития талантов), и, самое главное, на создании условий для
трансформации образовательного процесса под воздействием цифровых
технологий в интересах участников образовательного процесса с учетом запросов государства и общества. Результатами реализации последних двух
федеральных проектов, связанных с цифровизацией и цифровой трансформацией системы образования, является создание информационно-образовательных пространств и информационно-образовательных/цифровых
сред обучения, которые существуют в реальном и виртуальном воплощении (например, портал «Российская электронная школа»4).
Начиная с 2020 года, процесс цифровизации образования идет параллельно с процессом цифровой трансформации общества в целом и системы
образования в частности. В отличие от цифровизации, цифровая трансформация предполагает изменение сути процессов под воздействием цифровых технологий. Digital transformation is the process of using digital technolo-
gies to transform existing traditional and non-digital processes and services, or
creating new processes and services, which based on the principles inherent in
the organization of digital technologies themselves. В образовании цифровая
трансформация приводит к изменению и перестроению логики образовательного процесса, начиная с появления новых организационных форм таких, как, например, гибридное обучение (hybrid learning)5 или перевёрнутые уроки (flipped classroom), заканчивая использованием данных о цифровых следах обучающихся для построения их индивидуальных образовательных траекторий и принятия решения об изменении статуса обучающегося
(например, в некоторых российских вузах на основании анализа цифровых
следов студента интеллектуальная информационная система принимает
3
Сайт проекта с описанием https://edu.gov.ru/national-project/projects/cos/
4
Сайт https://resh.edu.ru/
5
Формат обучения, когда на занятии одновременно присутствуют офлайн и онлайн
обучающиеся и педагог реализует средствами цифровых технологий активное взаимодействие между этими двумя категориями обучающихся.
12
решение о том, готов ли студент идти на практику)6. Также появляются новые термины, описывающие процесс и результат цифровой трансформации
и уточняются уже существующие. Так, одним из терминов, который в настоящее время всё чаще применяется для описания результата работы обучающегося и/или педагога, созданного средствами цифровых технологий, является термин «цифровой артефакт» (digital artefact) – он прошел эволюцию
от своего первоначального значения «digital artefact is undesired or
unintended alteration in data introduced in a digital process by an involved
technique and/or technology» до ныне принятого значения – «Digital Artefact
means any form of digital creation, digital art composition, digital representation
with the help of any web tool or other software»7; digital artefact is any type of
item produced and stored as digital/electronic version.
Основной теоретический материал
Abstract: сущность понятий «информационная технология» и «цифровая
технология», «информационные и коммуникационные технологии», их
сходство и различие. Основные компоненты цифровой технологии: аппаратное, программное, алгоритмическое и методическое обеспечение. Архитектура и конфигурация компьютера, базовая и расширенная конфигурация. Программное обеспечение ПК, виды программного обеспечения: по
функционалу/назначению, по степени открытости кода, по способу распространения.
Способы классификации цифровых технологий: по функциональному
назначению, по направлению интеграции ИКТ (интегрированная информационная технология, электронный офис; автоматизированное рабочее место (АРМ), АРМ педагога и обзор основных компонентов - интерактивная
доска, мультимедийный проектор, цифровой микроскоп); интегрированные инструментальные информационные технологии (технология гипертекста, технология мультимедиа, технология гипермедиа); классификация
ИКТ по преобладающему типу обрабатываемой информации.
Информационная безопасность образовательной организации и личности. Риски наступления негативных последствий цифровизации. Понятия
«Информационная безопасность» и «защита информации». Уровни инфор-
6
Подробнее в одном из выступлений Андрея Комиссарова «Модель цифровой транс-
формации вузов университета 2035»
https://vk.com/komissario?z=video178189382_456239046%2Fvideos178189382%2Fpl_178
189382_-2
7
Источник Alexandros G. Kapaniaris. Handbook of Research on Tools for Teaching Computa-
tional Thinking in P-12 Education (2020). DOI: 10.4018/978-1-7998-4576-8.ch018
13
мационной безопасности организации: законодательный уровень, морально-этический, административный, аппаратно-программный, физический. Виды информации по степени уязвимости. Основные угрозы. Нормативно-правовая и законодательная база информационной безопасности.
Аппаратно-программные средства защиты информации. Информационная
безопасность личности. Зона ответственности образовательной организации и педагогов в организации системы обеспечения информационной безопасности личности.
Тема 1.1. Понятия «информационная технология» и «цифровая
технология», «информационные и коммуникационные
технологии»
В настоящее время в смысловом поле, связанном с переходом к информационному обществу и внедрением цифровых технологий, образовался
некоторый «терминологический зоопарк», когда схожие по смыслу термины (их сокращения и аббревиатуры) применяются в одинаковых значениях, поэтому в данной теме будут рассмотрены основные понятия, определены схожие по значению и выделены те, которые существенно отличаются друг от друга.
Существует ряд исследований, которые применяют так называемый
«бескомпьютерный вариант» термина «информационные технологии»,
подразумевая под ним в широком контексте принципы и способы обмена
и обработки информации в процессе коммуникации между людьми: то есть
технология информационная, если она описывает способы обработки (кодирования/декодирования, интерпретации) информации, в том числе, и
без цифровых устройств (компьютеров). В этом случае данный термин выступает синонимичным таким терминам как «информационно-коммуникативные технологии» или «информационные и коммуникативные технологии». Однако, с точки зрения описания процессов информатизации общества, наиболее приемлемым в настоящее время является так называемый
«компьютерный вариант» применения термина «информационные технологии», когда в формулировке определения «информационная технология» участвует такое понятие «как информационный процесс». Информационный процесс – действие, производимое над информацией посредством
компьютеров и им подобных устройств, примерами информационных процессов являются создание, обработка, хранение, передача и удаление информации. С этой точки зрения, информационная технология (information
technology) - организация информационных процессов с использованием
14
технических средств и устройств. Исторически сложилось, что информационная технология (ИТ) – работа с техническими и программными средствами без выхода в сеть.
В связи с широким распространением компьютерных сетей и вовлечением в них других устройств, также появилось два термина «сетевые» (синоним «телекоммуникационные технологии») и коммуникационные технологии (также часто записывается через дефис и звучит как «информационно-коммуникационные технологии»). И тот, и другой термин применяются для обозначения применения возможностей компьютерных сетей в
деятельности, однако существуют смысловые акценты при использовании
данных терминов: так, понятие «сетевые технологии» подразумевает использование возможностей компьютерных сетей в профессиональной деятельности в широком смысле, включая и знание о том, как сеть организовать, настроить, создать контент, обеспечить работу сетевых ресурсов, а
также как применять уже существующие сетевые ресурсы (особенно те, которые доступны через глобальную сеть интернет). Коммуникационные же
технологии означают использование преимущественно ресурсов сети интернет в профессиональной деятельности, исключая знания, умения и
навыки организации работы в сети. Для полной характеристики технологий,
применяемых педагогом в своей деятельности, используется термин «информационные и коммуникационные технологии» (ИКТ), означающий и
применение аппаратных и программных средств для обработки информации при помощи цифровых устройств, и вовлечение в профессиональную
деятельность ресурсов компьютерных сетей.
В последнее время более активно стал использоваться термин «цифровая технология» (digital technology), подчеркивающий вовлечение не только
компьютеров, но и других цифровых устройств в обработку информации, а
также те ресурсы, которые перешли из аналоговой формы представления в
цифровую. The definition of digital technology refers to digital devices, systems,
and resources that help create, store, and manage data. Проанализировав литературные источники, можно говорить о том, что существует несколько
подходов к тому, как соотносится содержание понятий «информационная
технология» и «цифровая технология»:
– технический подход, рассматривающий взаимоотношение содержания понятий с точки зрения применения типов и видов устройств: в этом
случае, цифровая технология – более широкое понятие, чем информационная: an important aspect of digital technology is information technology (IT)
which refers to the use of computers to process data and information – потому
что в случае «информационной технологии» для обработки информации
15
применяются только компьютеры, а при «цифровой» – другие устройства
(например, смартфоны);
- информационно-технологический подход, рассматривающий взаимоотношение содержания понятий: то есть с точки зрения теории информации
и построения информационных процессов, термин «информационная технология» шире, чем «цифровая», поскольку включает не только способы реализации информационных процессов с использованием компьютеров и
других устройств, но и системные принципы организации самих информационных процессов, алгоритмы построения цифровых средств и устройств;
– утилитарный подход, рассматривающий взаимоотношение содержания понятий с точки зрения описания совокупности средств, методов и способов, оптимизирующих определенную деятельность: когда термин «цифровые технологии» используется как синоним комплексного термина «информационные и коммуникационные технологии».
Несмотря на то, что основной целью создания и внедрения информационной/цифровой технологии является снижение трудоемкости разработки
и использования информационных ресурсов, на этапе внедрения цифровой
технологии трудозатраты возрастают. Более того, внедрение средств ИКТ
влечет за собой определенные риски, которые необходимо прогнозировать
и минимизировать.
Тема 1.2. Основные компоненты цифровой технологии
При характеристике любой информационной/цифровой технологии в
настоящее время используются четыре основных аспекта: аппаратное обеспечение ИКТ/цифровой технологии, программное обеспечение ИКТ/цифровой технологии, алгоритмическое или технологическое обеспечение
ИКТ/цифровой технологии и методическое обеспечение ИКТ/цифровой технологии. Совокупность аппаратного и программного обеспечения также
называют средствами ИКТ. Охарактеризуем каждый из элементов подробнее:
1. Аппаратное обеспечение ИКТ/цифровой технологии (hardware) - the
physical and electronic parts of a computer. При описании аппаратного обес-
печения используются такие термины, как архитектура компьютера и конфигурация компьютера.
Архитектура компьютера – концептуальная структура вычислительной
машины, определяющая этапы и принципы обработки информации, включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.
16
Конфигурация компьютера – определенный набор аппаратных комплектующих. При характеристике устройств, применяющихся в образовательном процессе, используют термин «компьютер», понимая при этом
прежде всего «персональный компьютер». A personal computer (PC) is a dig-
ital device designed for personal purposes, such as working, studying, gaming,
and browsing the internet. Для характеристики компьютера применяются не-
сколько уровней его комплектации, которые обозначаются как «базовая
конфигурация персонального компьютера (ПК)» и «расширенная конфигурация ПК».
Базовая конфигурация компьютера предполагает минимальный набор
аппаратных устройств, предоставляющих возможность осуществлять базовые операции по обработке информации разных видов. В базовую конфигурацию входят:
– системный блок (внутри располагается блок питания; система охла-
ждения; материнская плата с основными микросхемами (включая процессор, оперативную память, интегрированную сетевую карту); жесткий диск,
система каналов связи между устройствами («шина») и, при необходимости, отдельные платы - графический адаптер (видеокарта) и сетевой адаптер (сетевая карта), присоединяемые через «шину» к материнской плате);
– клавиатура;
– монитор;
– манипулятор «мышь».
В расширенной конфигурации добавляются устройства для ввода (перевода) документов в электронный вид (сканер), устройство вывода информации на бумажные носители (принтер), либо объединение этих устройств
в единое целое, которое называется многофункциональным устройством
(чаще всего многофункциональное устройство, МФУ, включает сканер,
принтер и копир). В понятие расширенной конфигурации не включают оборудование, которое применяется для оптимизации образовательного процесса, поскольку такое оборудование является частью автоматизированного рабочего места педагога8.
2. Программное обеспечение (ПО) ИКТ/цифровой технологии
(software) – согласно ГОСТ 19781-909 – совокупность программ системы об-
работки информации и программных документов, необходимых для их эксплуатации. В обыденном понимании под программным обеспечением
8
Данное понятие будет рассмотрено подробно в теме 1.3.
9
Источник сайт Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
https://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id=137386
17
чаще всего понимают совокупность программ (приложений), установленных на жестком диске компьютера (в памяти мобильного устройства), однако, при применении ИКТ в профессиональной деятельности, необходимо
помнить, что важным компонентом программного обеспечения является
сопроводительная документация, включающая, помимо руководства пользователя и описания функционала, лицензионное соглашение об использовании данного ПО (Software license agreement/ End-user license agreement).
Классификация программного обеспечения.
По функционалу/назначению программное обеспечение делится на
следующие виды:
1) Базовое программное обеспечение – ПО, необходимое для диагностики компьютера при запуске и для последующего запуска операционной
системы, а также для первичной идентификации системного программного
обеспечения (входит в систему информационной безопасности компьютера). Примером базового ПО являются базовая система ввода-вывода basic input/output system - BIOS, она находится в микросхеме и для ее перезаписи требуется специализированное оборудование. В настоящее время
компании, производящие BIOS, также предоставляют специальные программы для перезаписи BIOS (хотя данная процедура обычному пользователю не требуется);
2) Системное ПО – программы, которые служат для управления ресурсами компьютера. Среди системных программ особое место занимают операционные системы. Операционная система – комплекс взаимосвязанных
системных программ, основные функции которого: управление ресурсами
компьютера (например, управление памятью, точнее организацией информации в ней; управление дополнительными устройствами через программы драйверы; регистрация поступающей информации и ее распределение между устройствами); организация условий бесконфликтного выполнения всех других программ; обеспечение взаимодействия пользователя и
компьютера посредством интерфейса. Примеры операционных систем: семейство ОС Windows (Microsoft), семейство ОС macOS (Apple), несколько семейств операционных систем, построенных на ядре Linux (примеры: семейство ОС Ubuntu, включая дистрибутив для образования EdUbuntu; семейство ОС Alt Linux), операционные системы семейства Android (в основном
применяются на мобильных устройствах, однако существуют модификации
и для ПК). В настоящее время в большинстве образовательных организаций
наблюдается применение семейства ОС Windows (версии 10, 11), в меньшей степени OC на базе ядра Linux, однако, по прогнозам специалистов, в
18
российских школах возможен переход на ОС Astra Linux. Astra Linux –российская операционная система на базе ядра Linux, разработанная для широкого использования в Российской Федерации в качестве альтернативы
Microsoft Windows. Первый выпуск Astra Linux был осуществлен в конце
2009 года и изначально ОС была создана и разработана для удовлетворения потребностей отечественных государственных структур, поэтому особое внимание в Astra Linux уделяется защите данных до уровня «особой
важности» в классификации «государственная тайна России», используя
мандатный контроль доступа. Операционная система Astra Linux официально сертифицирована Министерством обороны РФ, Федеральной службой по техническому и экспортному контролю и Федеральной службой безопасности. В 2010-х годах, в связи с попытками снизить зависимость от западных продуктов и развитием процессов импортозамещения, Astra Linux
стала широко использоваться гражданами России как универсальная операционная система для персональных компьютеров. Кроме государственных структур, она теперь поставляется в образовательные, медицинские и
другие государственные учреждения, а также в крупные промышленные
компании, такие как РЖД, Газпром, Росатом и другие. Серверные версии
Astra Linux сертифицированы для работы с оборудованием Huawei. Astra
Linux разрабатывается в двух версиях: Astra Linux Special Edition (специального назначения) - сертифицированная ОС с встроенными средствами защиты информации для стабильных и безопасных ИТ-инфраструктур любого
масштаба и Astra Linux Common Edition (общего назначения) – единственная
российская ОС, репозиторий которой размещен в открытом доступе международной некоммерческой организации The Linux Foundation. Ссылка на
страницу дистрибутивов Astra Linux: https://astralinux.ru/os/
3) Служебное ПО – приложения/программы, расширяющие и дополняющие соответствующие возможности операционной системы, либо решающие самостоятельные важные задачи. Часто для обозначения программ
этого вида используется термин «утилита» (utility software). Примеры часто
используемых утилит: антивирусный программный комплекс/антивирусная
программа (есть встроенные в операционную систему (Windows Defender)
и те, которые устанавливаются отдельно (Kaspersky Anti-Virus, Dr.Web
Security Space); программы-архиваторы (например, 7zip);
4) Прикладное (пользовательское) ПО – программы, способствующие
решению какой-либо задачи пользователя в пределах конкретной предметной области. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, то есть решать поставленную задачу без помощи других программ
19
(растровые графические редакторы «Gimp», «Photoshop», «Fotor», векторные графические редакторы, «CorelDraw», «Inkscape», музыкальные редакторы «Audacity», редакторы для создания трехмерных изображений
«Blender» и др.), либо в составе программных комплексов или пакетов (MS
Office, LibreOffice);
5) Инструментальное ПО – средства для разработки программных про-
дуктов, включая языки программирования, редакторы для работы с языками программирования, интегрированные единые среды для разработки
(IDE – Integrated Development Environment).
По степени открытости кода программное обеспечение делится на
открытое и проприетарное (закрытое).
По способу распространения выделяют следующие виды программ-
ного обеспечения:
1) Коммерческое программное обеспечение - создаётся коммерческой
организацией с целью получения прибыли от его использования. Часто коммерческое программное обеспечение называют «проприетарное ПО», однако проприетарным является коммерческое ПО с закрытым программным
кодом – Proprietary software is also known as closed-source software. It is soft-
ware that comes with stipulations and restrictions on use, modification, and distribution. Преимущества коммерческого программного обеспечения: техни-
ческая поддержка, включающая консультацию специалистов и исправление возникающих ошибок при работе ПО; дополнительные библиотеки,
расширяющие возможности программы; своевременное получение обновлений с дополнительными/улучшенными функциями ПО. Также коммерческое ПО имеет экономические преимущества, среди которых – надёжность
и защищённость данных, рост репутационного потенциала при использовании известных в определенной индустрии брендов; выполнение требований международных стандартов качества программного обеспечения и инвестиции в программное обеспечение. Основным инструментом, определяющим право пользователя на установку и применение коммерческого
ПО, служит лицензионное соглашение (или лицензия) – юридический документ, определяющий условия использования ПО пользователем, в нем описываются такие аспекты, как ограничения на количество лицензий при установке; срок действия лицензии; условия прекращения действия лицензии;
отказ от дальнейших обязательств поставщика, кроме тех, которые изложены в самом соглашении; ограничение ответственности (то есть утверждение факта, что в случае нарушения пользователем закона с применением
ПО поставщик ответственности не несет); описание технической под-
20
держки; формулирование условий передачи лицензии; процедуру проверки подлинности ПО (предоставление лицензионного сертификата или
письменного лицензионного соглашения и др.); авторское право при копировании ПО. Лицензионное соглашение является важным инструментом
для защиты интеллектуальной собственности и определения условий использования ПО. Пользователи должны внимательно изучить условия соглашения перед установкой и использованием ПО, чтобы понять свои права
и обязанности. Однако не все лицензионные программные продукты являются коммерческими, но в случае коммерческого ПО лицензия как документ существует, и она всегда платная. Использование платной лицензионной программы без предварительной оплаты является незаконным. Наряду
с распространением и хранением, использование пиратских версий программ наказывается административной и уголовной ответственностью.
Примерами коммерческого ПО является продукция компании Microsoft
(семейство операционный систем Windows, пакет программ электронного
офиса MS Office), статистический пакет SPSS от компании IBM, программаархиватор WinRar, растровый редактор Photoshop от компании Adobe, векторные редакторы Illustrator (производитель Adobe), CorelDRAW (производитель Alludo), также коммерческую лицензию чаще всего имеют программы, поставляющиеся с оборудованием, например, редакторы интерактивных досок, программы для цифровых микроскопов, некоторые системы
для разработки программ на языках программирования (IDE).
2) Условно-бесплатное ПО (shareware) – программное обеспечение, при
распространении которого пользователю предлагается один из трех вариантов: 1 - demo-версия – ограниченная по возможностям версия программного продукта (выполняет только базовые функции, но не имеет ограничения по сроку работы); 2 - триал-версия – полнофункциональная версия ПО,
но ограниченная по времени использования; 3 - ПО, базовая комплектация
которого бесплатна, но для выполнения более широкого спектра операций
над данными или для доступа к дополнительным коллекциям шаблонов,
необходимо заплатить за «версию pro или premium».
3) Бесплатное ПО (free of cost или просто free) is a type of software that is
distributed to the end-user for free. However, there are some licenses and,
terms and conditions which the user has to agree to. These licenses are defined
by the publisher and there are no set rules for them. То есть – это ПО, лицен-
зионное соглашение которого не требует каких-либо выплат правообладателю, но часто, в отличие от свободно-распространяемого ПО, поставляется
без исходных кодов и без документации. Также для бесплатного программного обеспечения характерно то, что лицензия распространяется только на
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]