Свидетельство о государственной регистрации СМИ - ПИ № 77-7199 от 30 января 2001 г.

 

Проектирование образовательного процесса с целью развития цифровых компетенций

И.Меньшикова, П.Белобородов, И.Примакова, А.Глазырин, Е.Назарова,

К.Шипарева,  ОАНО "Фанскул", структурное подразделение

«Фанскул Бурденко», г.Москва

 

Проектирование образовательного процесса
с целью развития цифровых компетенций

 

СОВРЕМЕННЫЙ мир часто рассматривают с позиции сложности и комплексности. Раньше использовали термин vuca-мир (volatile - нестабильный / uncertain – неопределенный / complex – сложный / ambiguous – неоднозначный). В последнее время стали употреблять новое сокращение banni (brittle – хрупкий / anxious – беспокойный/ non-linear – нелинейный / incomprehensible – непостижимый). Глобальные изменения связаны с процессом автоматизации и цифровизации производства [1-2]. Становится очевидным, что специалисты, которые будут востребованы на рынке труда через 10-15 лет, должны обладать развитыми цифровыми компетенциями. В рамках национального проекта «Цифровая экономика» запущены несколько программ и федеральных проектов, которые направлены на внедрение цифровых технологий в экономике и социальных сферах: например, федеральных проект «Искусственный интеллект» предполагает модернизацию образовательных программ как в среднем, так и в высшем образовании.

Целью данной статьи является анализ педагогических технологий, которые могут быть использованы для развития цифровых компетенций. Анализ проблемного поля исследования направлен на систематизацию этапов модернизации образовательного процесса в начальном, основном, среднем общем образовании, которые происходят при переходе на дистанционные форматы, а также при интеграции интерактивных форматов обучения для развития цифровых компетенций. Методология и методы исследований. С целью оценивания релевантности опыта интеграции компетентностного подхода с акцентом на развитии цифровых компетенций был проведен сравнительный анализ литературы и образовательных программ. Применялись такие методы, как сравнительно-сопоставительный анализ проблемы формирования цифровой грамотности, методы опроса, педагогического наблюдения.

Среди ключевых задач в образовательном процессе в последнее время отмечают развитие цифровой грамотности. Под цифровой грамотностью понимается базовый набор знаний, навыков и установок, позволяющий человеку эффективно решать задачи в цифровой среде [1-2]. При этом цифровая грамотность содержит значимые цифровые компоненты, которые проявляются в развитии соответствующих видов цифровых компетенций. Современный перечень цифровых компетенций указан в приказе Минэкономразвития России от 24.01.2020 № 41: коммуникация и кооперация в цифровой среде; саморазвитие в условиях неопределенности; креативное мышление; управление информацией и данными; критическое мышление в цифровой среде [3].

Среди различных моделей цифровых компетенций можно выделить 3 основные: модель цифровых компетенций (Digital Competences – DigComp 2.0) [4]; модель цифровых навыков ЮНЕСКО [7]; модель ключевых компетенций цифровой экономики [5]. Одной из наиболее цитируемых является модель DigComp 2.0 [4], в которой приведена типизация цифровых компетенций в зависимости от вида решаемых задач: информационная грамотность (пример компетенций: поиск релевантной информации и ее сравнения); компьютерная грамотность (использование компьютера и аналогичных устройств); медиаграмотность (поиск новостей и фактчекинг); коммуникативная грамотность (использование современных средств коммуникации); технологические инновации (работа с гаджетами и приложениями).

Только 27% россиян (каждый четвертый) обладают высоким уровнем цифровой грамотности (НАФИ) [6]. Очевидно, что цифровую грамотность нужно развивать еще в период обучения в школе. Возникает вопрос: как должен быть модернизирован образовательный процесс, и какие современные педагогические технологии могут быть использованы для этого. Если рассматривать опыт модернизации образовательного процесса в образовательных учреждениях стран Европы и США, то инновационным является подход BYORD – bring your own device, который предполагает изменение локальных нормативных актов компаний и образовательных организаций и подразумевает возможность использования программного обеспечения сотрудниками и учениками на личных компьютерах [6].

Второй особенностью цифровизации образовательного процесса в среднем образовании Европы и Запада является активное развитие облачного хранения и LMS-систем (learning management system). LMS-системы могут быть использованы как для организации образовательного процесса (разработка учебных планов, рабочих программ дисциплин, система оценивания или анализа успеваемости учащихся), так и для регулирования процессов финансового и материально-технического оснащения организации (аудит, начисление заработной платы, закупка оборудования и т.д.) [7].

Третьей особенностью является запуск сетевых программ при дистанционных форматах обучения. Многие учащиеся имеют возможность проходить обучение с привлечением сотрудников других школ или вузов, научных образовательных организацией. Как альтернатива, рассматривается возможность перезачета образовательных результатов открытых образовательных курсов с платформ (MOOC).

Кратко, мы поделимся тем опытом, который получен в частных образовательных учреждения сети FunsCool (ОАНО «Фанскул») при организации и проведении занятий с применением цифровых технологий. В образовательную модель FunsCool интегрирован компетентностный подход, который учитывает 3 вида компетенций:  Hard Skills – те профессиональные компетенции и фундаментальные знания, которые впоследствии будут применяться в выбранной области деятельности;  Soft skills – универсальные («гибкие») компетенции, востребованные в любой профессиональной сфере и связанные с развитием коммуникационных умений, лидерских качеств, а также умения взаимодействовать в команде; а также Digital Skills – новый вид цифровых компетенций, которые включают как знания в области компьютерной грамотности, так и умения использовать соответствующие цифровые инструменты.

В направлении развития цифровых компетенций (Digital skills) осуществляется системная работа как в начальном, так и в основном и среднем общем образовании.  Формирование цифровой грамотности закладывается на занятиях по информатике и математике, а также алгебре и геометрии в зависимости от возрастной группы учащихся. Благодаря возможностям цифрового образовательного контента (ЦОК), представляющего собой единую базу материалов и курсов от ведущих образовательных онлайн-сервисов, материалы занятий методически грамотно дополняют друг друга. Например, одновременное использование мультиплатформенного ПО по динамической математике GeoGebra и библиотеки электронных учебных материалов «1С: Урок» позволяет развить образное и абстрактное мышление учащихся и перейти от традиционных форматов урока к проектно-исследовательским. Онлайн-среда «Математический конструктор» на платформе «1С: Урок» позволяет самостоятельно создавать чертежи прямо на занятии, с точными построениями и многообразием различных комбинаций фигур. Электронные образовательные платформы, а также открытые онлайн-курсы (МООК) позволяют организовывать различные виды деятельности на уроке: выполнять эвристические задачи, мини-исследования, работать с мультимедийными объектами различного уровня сложности. Решение педагогических задач также многообразно: это и изучение учебного материала в более доступной, наглядной и интересной для учащихся форме, и дифференцирование темпов урока и способов объяснения материала.

Ресурсы для закрепления, контроля и самоконтроля, представленные на цифровых платформах, позволяют организовывать практические занятия с целью контроля и коррекции усвоения учебного материала с возможностью проверки и самопроверки, анализом и обсуждением ошибок. Есть возможности для виртуальных исследований и экспериментов, что позволяет учащимся разобраться с метапредметными связями. Большинство занятий на всех ступенях проходит с использованием различных информационных ресурсов и инструментов: видео- и аудиоматериалов, электронных библиотек, а также VR-лабораторий. Например, на уроках окружающего мира, а также естественнонаучных дисциплин практикоориентированный подход осуществляется как за счет лабораторных работ и исследований в очном формате, так и при применении обучения в виртуальных лабораториях. Эксперименты в виртуальных лабораториях помогают смоделировать труднодоступные и/или небезопасные условия, а также позволяет критически сопоставить реальные результаты эксперимента с прогнозируемыми.

С 5-го класса среди направлений индивидуальных образовательных маршрутов выделяется направление «Математики и программирования». Профильный уровень предполагает обучение в объеме 4 часов в неделю. Олимпиадная подготовка осуществляется в рамках спецкурсов «Олимпиадная информатика» (6 уровней) и «Олимпиадные тренировки». C 10 класса углубленное изучение информатики и программирования можно продолжить в инженерном и IT-направлениях. При этом уже с 7-го класса помимо учителей школы в профильных классам проводится изучение элективных дисциплин от вузов-партнеров. Так, при сотрудничестве с Российским технологическим университетом учащимся предоставляется возможность изучения различных языков программирования IT-Школы Samsung и Лицея Академии Яндекса, возможность принять участие в экскурсиях в Межинститутский учебный центр «Индустрия 4.0: Цифровое роботизированное производство» и УНЦ «Умные производственные системы – мегалаборатории Института искусственного интеллекта. При сотрудничестве с Финансовым университетом при Правительстве РФ учащиеся могут пройти обучение языку программирования Python в очном и дистанционном форматах в рамках федерального проекта «Развитие кадрового потенциала ИТ-отрасли» национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации».

Помимо основной образовательной программы с 1-го класса учащиеся могут посещать дополнительные модульные занятия, которые включены в программу ранней профориентации и целью которых является развитие соответствующих профессиональных компетенций. Всего 7 модулей: Technic Skills (инженерное направление), Art Skills (искусство и дизайн), Mind Skills (логика и комбинаторика), Health Skills (медицина и биоинженерия), Language Skills (лингвистическое направление), Social Skills (социально-гуманитарное направление), Science Skills (научно-исследовательское направление), в три из которых (Technic, Mind и Science Skills) включены такие предметы, как 3Д-моделирование, программирование (Python) и робототехника. 

Основы 3D-моделирования ориентированы на учащихся, проявляющих интерес и склонность к изучению технических и естественнонаучных дисциплин. Освоение данного предмета позволяет развить образно-визуальное восприятие, а также решить проблемы, связанные с недостаточным уровнем формирования абстрактного, алгоритмического и системного видов мышления. Используемое оборудование и программное обеспечение дифференцированы в зависимости от возрастной группы: для 7-9 лет акцент сделан на развитие практических умений при использовании 3D-ручки, а также воссоздания объемного изображения согласно схеме или силуэту. Старшие возрастные группы (10-14 и/или 15-18 лет) работают с таким ПО, как: Autodesk Tinkercad, Lego Digital Designer (10-14 лет) и Blender, КОМПАС 3D, FreeCAD (15-18 лет). Среди актуальных образовательных результатов можно выделить получение знаний в области компьютерной трехмерной графики конструирования, а также первичное знакомство со спецификой таких профессий, как инженер-конструктор, инженер-технолог, проектировщик, дизайнер и т.д.

Основной целью курса робототехники является развитие интереса к инженерным дисциплинам. На занятиях в начальных классах учащиеся развивают умение программировать посредством управления роботом, формируют умение мыслить креативно и системно планировать свою деятельность от гипотезы и задумки до выпуска прототипа. Робототехника использует междисциплинарный подход и позволяет установить причинно-следственные взаимосвязи с другими дисциплинами, такими как: математика, окружающий мир и логика. В рабочей программе и календарно-тематическом планировании предусмотрены занятия, на которых учащиеся защищают планы работ и проектов: формат представления данных позволяет развивать умения излагать мысли в четкой логической последовательности, аргументировать свою точку зрения, анализировать ситуацию и самостоятельно находить ответы на вопросы. Работа в команде развивает у учащихся ряд «гибких» компетенций: коммуникативность, тайм-менеджмент, самодисциплину, а также умение взаимодействовать в команде с позиции различных ролей.  В качестве обучающего реквизита используют конструкторы LEGO Education WeDo 2.0. Учащиеся из готовых элементов, отвечающих за различный функционал робота, собирают блок-схему, которая позволяет роботу выполнить задачу, поставленную на уроке. На уровне основного образования продолжается развитие навыков и компетенций, которые были выявлены в начальной школе. С получением новых знаний по математике и естественным наукам учащиеся способны выполнять более сложные задачи робототехники. Меняется и среда разработки. Приложение EV3 Classroom является базовым дополнением к стартовому набору «LEGO MINDSTORMS Education EV3». Язык программирования в классе EV3 основан на Scratch, с которым ученики предварительно знакомятся в начальной школе в рамках модульной дисциплины «3D-программирования».

Необходимо отметить, что цифровизация образовательного процесса направлена также и на повышение мотивации обучающихся. Так, при организации гибридных форматов обучения популярными среди учащихся являются посещения виртуальных музеев и выставок, и конечно, сами форматы онлайн-уроков также подразумевают другую скорость подачи информации и применения других образовательных технологий, например таких как, различные приемы геймификация и использования игровых приложений в образовательных целях (игровые приложения, такие как kahoot, quiz, quizlet). Замена стандартных форм фронтального опроса на использование игровых приложений вызывает положительную динамику в успеваемости обучающихся, которые перестают негативно относится к проверке уровня знаний и начинают коммуницировать друг с другом для увеличения вероятности выигрыша в играх.

Важным вопросом, который необходимо учитывать при развитии цифровых компетенций является психологическая безопасность при функционировании в виртуальных пространствах. Любая образовательная организация должна предусмотреть разработку регламентов о мерах по поддержанию кибербезопасности, а также предотвращению Интернет-зависимости среди учащихся. За последние несколько лет количество юных пользователей сети выросло в 2,5 раза, 32% подростков проводят по 8 часов в сутки в Сети [8, 9]. Крайне важно для всех: родителей, опекунов, учителей образовательных учреждений – вместе работать над созданием безопасной и доступной среды для детей и молодежи.

Если обсуждать перспективы развития высшего образования и цифровых технологий в рамках связки «сад-школа-вуз», то следует выделить новый формат – онлайн-университеты. Minerva Project – стартап-университет, где нет лекций и экзаменов, а в основу образовательного процесса положена технология перевернутого класса. Занятия проходят в режиме онлайн. При этом за 4 года обучения есть возможность получения двух дипломов. В 2021 г. университет открыл первый набор на различные специальности.

Подводя итог вышесказанному, отметим, что в статье приведен анализ педагогических технологий и методов, которые применяются для развития цифровых компетенций и формирования цифровой грамотности в начальном, основном общем и среднем общем образовании. Проанализирован опыт модернизации образовательного процесса в частном образовательном учреждении ОАНО «Фанскул» (структурное подразделение Бурденко), а именно: описаны особенности формирования рабочих программ по математике, программ дополнительного образования по дисциплинам робототехника и 3D-моделирования. Продемонстрирована возможность применения игровых приложений, а также удаленных и виртуальных лабораторий для организации практических занятий при изучении естественнонаучных дисциплин.

Литература:

  1. Roux I., Nagel L. Seeking the best blend for deep learning in a flipped classroom – viewing student perceptions through the community of inquiry lens // International journal of educational technology in Higher Education. 2018. № 15 (6). P. 1-28.
  2. Кондаков А.М. Разработка базовой модели компетенций цифровой экономики [Электронный источник]. URL: https://profstandart.rosmintrud.ru/upload/medialibrary/908/О%20разработке%20базовой%20модели.pdf (дата обращения: 11.01.2023)
  3. Приказ от 24 января 2020 г. N 41 «Об утверждении методик расчета показателей федерального проекта «Кадры для цифровой экономики» Национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» [Электронный ресурс]. URL: https://rulaws.ru/ acts/Prikaz-Minekonomrazvitiya-Rossii-ot-24.01.2020-N-41/ (дата обращения: 11.01.2023)
  4. Vuorikari R., Punie Y., et al. DigComp 2.0: The Digital Competence Framework for Citizens. Update Phase 1 // Luxembourg Publication Office of the EU. 2016. 44 p.
  5. Стивен Д. Искусственный интеллект в образовании: Изменение темпов обучения. Аналит. записка ИИТО ЮНЕСКО/ Под ред.С.Ю.Князевой. М.: ИИТО ЮНЕСКО, 2020. 45 p.
  6. Berntzen R., Standman J.O., et al. Advanced Solutions for Performing Real Experiments over the Internet // International Conference on Engineering Education. 2001. P. 21-26.
  7. Fjeldly T.A., Strandman J.O., et al. Lab-on-Web – A comprehensive electronic device laboratory on a chip assemble via internet // International conf. on engineering ed. 2002. P. 1-5.
  8. Башарина О. В., Яковлев Е. В. Формирование основ цифровой безопасности как компонента цифровой компетентности // Инновационное развитие профессионального образования. 2020. № 2(26). С. 31-36.
  9. Кузьминов Я.И. Цифровая трансформация и сценарии развития общего образования // Современная аналитика образования. 2020. №16(46). С. 4-92.

 

Реквизиты публикации: Меньшикова И., Белобородов П., Примакова И., Глазырин А., Назарова Е., Шипарева К.  Проектирование образовательного процесса с целью развития цифровых компетенций // Учитель. 2023. № 1(134). С.85-90

Login Form