Основные области применения компьютеров

СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ: ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

В статье представлен анализ проблемы применения информационных технологий в сфере образования: понятие, цель, виды и формы, направления и перспективы использования. Приводится структура современной образовательной цифровой среды. Определены возможности информационных образовательных технологий при проектировании и реализации образовательного процесса, особенности внедрения на современном этапе развития образования и в условиях реагирования на актуальные вызовы времени. Раскрывается образовательный и воспитательный потенциал информационных технологий. Статья адресована преподавателям высших учебных заведений, педагогам системы дополнительного образования, аспирантам, магистрантам, обучающимся педагогических вузов, другим работникам сферы образования.

Ключевые слова: информационные технологии, инфокоммуникационные технологии, образование, обучение, образовательная цифровая среда.

MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES IN EDUCATION: OPPORTUNITIES AND PROSPECTS

Medvedev P.N. 1 , Maliy D.V. 2, *, Papochkina E.S. 3

1 ORCID: 0000-0002-7580-069X;

2 ORCID: 0000-0002-9864-9208;

1, 2, 3 Tula State Pedagogical University, Tula, Russia

* Corresponding author (maliydmitriy[at]yandex.ru)

Abstract

The article presents an analysis of the issue of using information technologies in education, namely, the concept, purpose, types and forms, directions, and prospects of its use. The study describes the structure of the modern digital educational environment. It also determines the possibilities of information educational technologies in the design and implementation of the educational process, the aspects of implementation at the current stage of education development, and in response to today’s challenges. The authors of the study identify the educational potential of information technologies. The article is intended for teachers of higher educational institutions, teachers of the system of additional education, graduate students, undergraduates, students of pedagogical universities, and other employees in the field of education.

Keywords: information technologies, Infocommunications, education, training, educational digital environment.

Введение

Современная наука развивается с невообразимой скоростью, распространяя свои достижения во все сферы жизнедеятельности человека. Всеобщая информатизация отразилась в сфере образования в виде внедрения, адаптации и распространения многочисленных информационных технологий на всех уровнях образования, начиная с дошкольного, заканчивая вузовским, а также дополнительным. Так, среди глобальных трендов на рынке труда, которые определяют систему образования сегодня, являются: фрилансинг, работа вне офиса или производственных помещений; изменение средств коммуникаций между работниками; изменение процессов, инструментов и методов управления рабочими процессами; взаимодействие человека и робота, человека и искусственного интеллекта; рост скорости принятия решений и технологий обработки данных; многозадачность [1, С. 14].

В настоящее время можно наблюдать, что образовательные организации по-прежнему находятся в состоянии преодоления традиционных проблем индустриальной парадигмы образования [2]. Обучение в основном связано с индивидуальной работой, индивидуальной системой оценивания, выдачей готовых заданий и исходных данных, отсутствием многозадачности и фокусом на правильном, единственно возможном решении поставленной проблемы. Обучение на основе компетенций, в том числе компетенций будущего, не может строится на образовательных технологиях прошлого, которые были максимально эффективны и целесообразны для подготовки специалистов в условиях индустриальной эпохи XX века. Переход к новой образовательной модели возможен только при условии полной интеграции образовательной системы в цифровую среду [3, С. 127].

Результаты исследования и их обсуждение

К глобальным изменениям, затрагивающим современную образовательную систему, можно отнести следующее: изменение методов и способов доставки информации и образовательного контента; изменение характера, методов доступа к образовательному контенту; изменение характера взаимодействия субъектов образовательного процесса; содержание образовательного контента. За последние десятилетия образовательные технологии претерпели значительные изменения, перейдя от пассивных к активным, от простого использования компьютеров для печати к замене роботами учителей, внедрением современных информационных технологий и цифровизацией информационного контента в целом.

Информационная технология в общем смысле трактуется как процесс накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств [4]. В сфере образования информационные технологии изучаются в контексте термина «информационные и коммуникационные технологии» (сокращенно – ИКТ), поскольку педагог передает информацию посредством коммуникации (чаще всего – через компьютерные средства) с обучающимся или воспитанником. Мы полагаем, что понятие «информационные технологии» в условиях прогрессивного развития техники значимо шире понятия «компьютерные технологии», поскольку компьютер является не единственным средством применения информационных технологий: современные обучающиеся пользуются разнообразными гаджетами (телефоны, планшеты и пр.), включены в социальные сети, что также может быть адаптировано под цели обучения.

Базовой целью использования информационных технологий в образовательной сфере является повышение качества образования, создание эффективной мотивации обучающихся к образовательному процессу. Педагог с помощью информационных технологий может ярко и наглядно представлять учебную информацию, создавать условия для самостоятельного поиска и получения информации обучающимися, осуществлять контроль знаний, используя компьютерное тестирование – потенциал таких технологий огромен, зависим от самого педагога [5]. Применение информационных технологий способствует развитию вариативности, индивидуализации процесса обучения, мотивирует процессы восприятия информации и получения новых знаний обучающегося, развивает его интеллектуальные и творческие способности. К тому же информационные технологии стали неотъемлемым атрибутом жизни современного человека, а потому и использование их обучающимися не требует долгой адаптации, привыкания.

Применение современных цифровых и информационных технологий в образовании позволит совершенствовать роль педагога и обучающегося в процессе обучения. Обучающийся становится более активным участником образовательного процесса, сам в определенной степени им руководит, ставит для себя цели (например, поиск информации), учится оперировать большим объемом разнообразной информации, преобразовывать ее, получает возможность моделировать процессы. Позиция педагога становится не столько пассивной, сколько помогающей, сопровождающей, курирующей [6]. В совокупности применение информационных технологий в сфере образования делает обучающий процесс более эффективным.

На сегодняшний день широкое применение информационные технологии получили в следующих направлениях педагогической деятельности [7]:

1. Разработка и оформление педагогической и методической документации.
2. Использование ресурсов сети Интернет для профессионального общения, оперативного реагирования на изменение нормативных требований, осуществления обратной связи.
3. Применение в образовательном процессе готовых интеллектуальных обучающихся технологий и создание собственных мультимедийных дидактических материалов [8].

Представленный перечень можно дополнить технологиями дополненной и виртуальной реальности, Интернет-платформами для реализации дистанционного обучения, приобретшие в последнее время особую актуальность [9, с. 116]. В целом современные реалии в виде распространения коронавирусной инфекции показали значимость владения как педагогами, так и самими обучающимися информационными технологиями. Не имеет смысла сравнивать эффективность очного и дистанционного обучения, поскольку каждое из них имеет свою специфику и преимущества, однако совершенно точно наиболее современной формой обучения становится их совмещение в образовательном процессе.

Инфраструктура современной образовательной цифровой среды складывается из следующих компонентов: web-приложения и Интернет; hardware и software; мобильные приложения; Big Data; Learning Management System; современные средства ИКТ; технологии визуализации информации и т. д. Рассмотрим возможности информационных образовательных технологий при проектировании и реализации образовательного процесса:

– смешанное обучение (blended learning). В зависимости от степени внедрения средств ИКТ в образовательный процесс различают 6 моделей: face-to-face driver, rotation, flex, online lab, self-blend, online driver (как показывает практика, в системе российского образования используются все модели);

– проектное обучение (project-based learning): предполагает полное погружение обучающегося в образовательный процесс при выполнении проекта с использованием средств ИКТ и информационных платформ (Defined Learning (formerly Defined STEM));

– ментальные карты (mindmapping): технология визуализации большого объема информации в виде схем, рисунков, ключевых слов. Для создания ментальных карт обычно используются следующие бесплатные приложения: XMind, Freemind, BubblUs, WiseMapping;

– «сквозные» иммерсивные технологии (технологии дополненной -AR и вирутальной -VR реальности): призваны облегчить восприятие и визуализировать абстрактные понятия, повысить мотивацию обучающихся при изучении сложных дисциплин, сформировать первоначальные навыки при выполнении логических задач или физических действий, облегчить обучение в инклюзивной образовательной среды (Google Expeditions Kit; Near Sighted VR Augmented Aid; CanonMreal);

– цифровые инструменты (Miro; Kahoot; Mentimeter; Zoom; Google Meet и др.): направлены на организацию дистанционного интерактивного обучения [10, C. 92].

Таким образом, внедрение информационных технологий в образовательный процесс способствует становлению принципиальной новой формы непрерывного образования, фундаментальной основой которой выступает самоанализ самообразовательной деятельности обучающегося, поддерживаемая современными средствами ИКТ. То есть информационные технологии делают процесс образования непрерывным – обучающийся учится не только в образовательной организации, он ищет информацию, анализирует ее, познает мир, даже выстраивает контакт с педагогом и за ее пределами.

Заключение

На современном этапе развития общества в целом и образования в частности информационные технологии – это не вспомогательный инструмент координирования образовательного процесса, а неотъемлемая часть процесса обучения, обладающая огромным потенциалом. Повторимся, потенциал информационных технологий в образовании может быть раскрыт при сформированности у участников образовательного процесса соответствующих компетенций (ИКТ-компетенций), устремления педагога сделать процесс обучения эффективным, инновационным и, соответственно, применить творческий, нетривиальный подход к его организации.

Отметим, что информатизация и цифровизация системы образования является непрерывным процессом и неизбежной тенденцией развития современного образования, а потому педагог должен пойти по пути принятия, освоения информационных технологий, а не противодействия, отторжения. На современном этапе развития образования информационные технологии – это один из базовых (а не вспомогательных) методов, форм обучения, обладающих большим образовательным и воспитательным потенциалом.

Список литературы / References

1. Плотников Д.М. Тренды развития сквозных технологий в образовании в контексте реализации цифровой экономики в России / Д.М. Плотников // Современное педагогическое образование. – 2021. – №3. – С. 13-17.
2. Распоряжение Минпросвещения России от 18.05.2020 № Р-44 «Об утверждении методических рекомендаций для внедрения в основные общеобразовательные программы современных цифровых технологий» [Электронный ресурс]. URL: https://legalacts.ru/doc/rasporjazhenie-minprosveshchenija-rossii-ot-18052020-n-r-44-ob-utverzhdenii/ (дата обращения: 11.05.2021).
3. Медведев П.Н. Готовность преподавателей вуза к использованию современных средств ИКТ в условиях дистанционного обучения / П.Н. Медведев, Д.В. Малий // Перспективы науки. – 2020. – № 10 (133). – С. 126-131.
4. Пащенко О. И. Информационные технологии в образовании / О. И. Пащенко. – Нижневартовск: Изд-во Нижневарт.гос. ун-та, 2013. – 227 с.
5. Крутиков М. А. Формирование цифровой компетентности будущих учителей в процессе профессиональной подготовки / М. А. Крутиков // Современные проблемы науки и образования. – 2020. – № 6. [Электронный ресурс]. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=30414 (дата обращения: 11.05.2021).
6. Миронов А. А. Информационные технологии, применяемые в системе образования / А. А. Миронов, Д. В. Санкин // Материалы Ивановских чтений. – 2017. – № 1-1 (10). – С. 34-40.
7. Жбанникова О.А. Использование информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе ДОО в современных условиях / О. А. Жбанникова // Воспитание и обучение детей младшего возраста. – 2016. – № 5. – С. 591-596.
8. Деревянко Е. Ю. Информационные технологии в образовании / Е.Ю. Деревянко // Инновационная наука в глобализующемся мире. – 2017. – № 1 (4). – С. 13-15.
9. Везиров К. Т. Использование «сквозных» технологий в подготовке специалистов среднего профессионального образования в условиях цифровой образовательной среды / К.Т. Везиров // Дистанционные образовательные технологии: материалы V междунар. науч.-практ. конф. 22–25 сентября 2020 г., Ялта / ООО «Изд-во Типография Ариал». – Симферополь, 2020. – С.113-117.
10. Церюльник А.Ю. Использование дистанционного формата обучения студентов в образовательном процессе / А.Ю. Церюльник // Международный научно-исследовательский журнал. – 2020. – № 6-3 (96). – С. 92-95.

Список литературы на английском языке / References in English

Основные области применения компьютеров

В наше время жизнь каждого отдельного человека и всего социума в целом тесно связана с таким явлением технического прогресса, как компьютер. Электронно-вычислительная техника всё шире входит во все сферы нашей жизни. Компьютер стал привычным не только в производственных целях и научных лабораториях, но и в студенческих аудиториях и школьных классах. Непрерывно растёт число специалистов, работающих с персональным компьютером, который становится их основным рабочим инструментом. Ни экономические, ни научные достижения невозможны теперь без быстрой и четкой информационной связи и без специального обученного персонала.

Формирование единого глобального экономического, социального и культурного пространства — это объективная реальность современного мира. Сегодня компьютеры, объединенные обширной сетью, берут на себя функции и всемирного банка информации и самого мобильного средства связи. Человечество вступило в новый этап развития, этап, презентующий новое информационное общество, новую информационную этику и культуру.

Информация вышла на приоритетное место среди критериев прогресса, как и средства ее получения и переработки и использования — компьютер и компьютерная технология, с помощью которой усиливаются интеллектуальные возможности и способности человека. В развитых странах более половины трудящихся заняты в информационном секторе (в США — 80%), причем информация, технические и программные средства ее переработки превратились в главный товарный продукт.

В то же время от внедрения интеллекта и модели окружающего мира внутрь компьютера, то есть от формирования в его недрах “виртуальной реальности”, люди переходят к воплощению виртуальности вокруг себя — микропроцессоры в автомобилях, телевизорах, кредитных карточках, даже шариковых ручках и т.д. Эти технологические изменения существенно преобразуют не только среду обитания человека, но и влияют на самого человека, на организацию всех видов его деятельности, на взаимоотношения между сообществами людей на рынке сырья, товаров и услуг, на систему образования и, наконец, на нормы и законы, фиксируемые и развиваемые законодательной, судебной и исполнительной властями. Новая информационная эпоха демонстрирует глобальные преимущества, которые определяют развитие современного общества и человека.

Во-первых, это высокий уровень взаимодействия компьютеров с человеком. Компьютер выступает в роли персонального помощника человека, отвечающего практически всем органам чувств человека.

Следующее преимущество определяется способностью компьютеров взять на себя функции всех существующих средств массовой информации. Такие конструкции и явления, как тексты, изображения, звуки и кино — почти недоступные в традиционных средствах массовой информации — становятся легко управляемыми самим человеком.

В-третьих, поскольку информация может быть представлена во многих различных аспектах, человеку предоставляется возможность многосторонне рассмотреть идеи или проблемы и свести воедино информацию различных источников.

В-четвертых, суть компьютерных расчетов состоит в построении динамической модели идеи посредством имитации условий. С помощью компьютера можно получить не просто статистические выкладки, а наглядные модели, которые описывают и проверяют противоречащие друг другу теории.

Пятое преимущество состоит в том, что компьютеры можно наделить мышлением. Способность компьютера к построению моделей позволяет ему соперничать с человеческим разумом.

Эти пять преимуществ представляют собой могущественную информационную среду, центральным инструментом которой является компьютер, а центральным субъектом действия — человек.

Жизнедеятельность современного человека теперь реализуется на путях все более активного общения с техническими устройствами; если раньше они являлись как бы продолжением человеческих рук и способствовали усилению его физических потенций, то возникновение компьютера резко изменило положение: он играет роль сотрудника, совместно выполняющего сложную интеллектуальную работу. Это ведет к формированию качественно другого отношения к компьютеру.

Стремление постоянно использовать компьютер для решения все более широкого круга задач имеет серьезное значение, так как позволяет человеку успешно использовать огромные возможности машины. Компьютер позволяет резко увеличить эффективность и качество многих форм деятельности человека, облегчает его работу, вводит в круг новых, интересующих его событий и концептуальных представлений, что, конечно, способствует прогрессу личности, усиливает ее интеллектуальные возможности.

1. Основные области применения компьютеров

Применение методов и средств информатики возможно во всех тех областях человеческой деятельности, в которых существует принципиальная возможность (и необходимость) регистрации и обработки информации. По этому поводу существует справедливое высказывание: «Применение вычислительных машин ограничено только рамками нашей фантазии». Сейчас трудно назвать такую сферу деятельности человека, в которой не применяют или не пытаются применить современные информационные технологии. Среди наиболее значительных областей применения средств обработки данных следует выделить:

1. Военное дело, например, системы противоракетной обороны, космические системы.

2. Моделирование физических явлений и исследование построенных моделей с помощью компьютеров.

3. Обработка конкретных экспериментальных данных при проведении математических, физических, химических, биологических, социологических, исторических, археологических и т. п. исследований.

4. Решение задач метеопрогноза.

5. Автоматизированные рабочие места (АРМ) специалиста, например, АРМ бухгалтера, руководителя, врача и т. д.

6. Системы автоматического проектирования, обеспечивающие поддержку работы инженера-конструктора, существенно повышающие производительность его труда и сокращающие сроки разработок.

7. Управление работой отдельных станков (станки с числовым программным управлением), роботы, робототехнические линии, цеха и заводы-автоматы.

8. Автоматизированные системы планирования и управления производством, начиная с отдельных предприятий и кончая управлением целыми отраслями (железнодорожный транспорт, авиация и т. д.).

9. Получение изображений внутренних частей непрозрачных тел, в том числе в медицине — компьютерная томография, и на производстве — контроль качества, не разрушающий изделий.

10. Системы массового обслуживания и информационно-справочные системы. Например, системы резервирования и продажи железнодорожных и авиабилетов.

11. Обслуживание крупных спортивных мероприятий — мировых и европейских чемпионатов, Олимпийских игр.

12. Базы данных правовой информации (быстрый доступ к нормативным актам, указам и постановлениям правительства, статьям Уголовного и других кодексов), криминалистические базы данных, хранящие сведения о преступниках и т. д.

13. Банковские и биржевые компьютерные системы.

14. Библиографические компьютерные системы.

15. Подготовка различных документов, отчетов и других печатных материалов, рекламное дело.

16. Компьютерная верстка и подготовка к изданию газет, журналов, книг.

17. Аранжировка музыкальных произведений, цветомузыка.

18. Скульптура и архитектура.

19. Компьютерный дизайн разрабатываемых устройств, помещений.

20. Компьютерная мультипликация и анимация («оживление» изображений – воспроизведение последовательности изображений, создающее впечатление движения).

21. Машинный перевод с различных естественных языков.

22. Лингвистика, расшифровка неизвестных языков.

23. Криптография – шифрование и расшифровка документов, доступ к которым должен быть ограничен.

24. Компьютерная геодезия и картография.

25. Обучающие, тестирующие и контролирующие программы.

26. Цифровая аудио- и видеозапись.

27. Новые средства связи, базирующиеся на локальных и глобальных сетях.

Также необходимо упомянуть еще об одной, весьма специфической области «применения» информационных технологий. Практически одновременно с появлением персональных компьютеров и ростом популярности компьютерных сетей появились программы, которые были названы компьютерными вирусами. Основной целью выполнения таких программ можно считать нанесение вреда аппаратным средствам, программам или данным конкурентов. Важным отличительным признаком вирусов является их способность к самораспространению, которое позволяет вирусам за небольшой промежуток времени «заразить» большое количество компьютеров и нанести максимальный вред.

Раздел: Информатика, программирование
Количество знаков с пробелами: 36838
Количество таблиц: 0
Количество изображений: 0