Дидактика цифровой среды

Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена

Рецензенты:

д-р психол. наук Т. А. Барышева;

д-р пед. наук М. Б. Лебедева;

д-р пед. наук О. Н. Шилова

Работа выполнена в рамках государственного задания при финансовой поддержке Минобрнауки России (проект № FSZN-2020-0027).

Предисловие

Данная монография является развитием и обобщением научных исследований автора, опубликованных в ряде монографических изданий и научных статей в России и за рубежом.

Наиболее значимыми считаем следующие работы: монографию «Психодидактика информационно-образовательной среды» (2007), в которой выделены и описаны общие научные концепты информатики, педагогики и психологии как основа междисциплинарного подхода к анализу цифровой образовательной среды; монографию «Сетевая образовательная коммуникация» (2011), в ней обоснована алгоритмизация коммуникационных образовательных действий на сервисах сетевой среды, введено понятие «коммуникационные ресурсы» электронной информационной среды; монографию «Вызовы века: педагогика сетевой среды» (2013), в которой показано, что разделение в пространстве и во времени деятельности педагога и ученика в электронной информационной среде обучения обусловливает изменение психологических закономерностей процесса. Необходимость учета современного информационного поведения обучающихся, формирующегося в открытой электронной среде. В монографии «Педагогика общества знаний» (2015) раскрыто как изменение новых инструментальных орудий труда в электронной информационной образовательной среде влияет на изменение деятельности субъектов (цели, мотивы, операции и результаты). Описаны модели классической и электронной образовательной среды и механизм векторного моделирования информационной среды обучения на основе использования «связки» концептов «информация», «коммуникация», «управление УПД». Выделена и описана единица образовательного процесса в электронной среде через постановку в ее информационных ресурсах учебно-познавательной задачи и различных ситуаций ее решения обучающимися. Проанализированы особенности решения задач воспитания средствами информационной среды. Общие подходы к реализации методов и приемов обучения в электронной среде. Обоснована взаимодополнительность аудиторных и электронных образовательных практик в развитии современного человека.

Важным в получении результатов научных исследований является роль научных коллективов, которые являлись катализатором воплощения выдвигаемых идей в образовательный процесс. Это коллективы, выполнявшие под руководством автора проект РФФИ «Социальные медиа-и образовательные практики», госзадания «Интеллектуальные технологии электронной среды обучения в достижении нового качества профессиональной подготовки», проект РНФ «Цифровизация профессиональной подготовки в высшей школе в контексте форсайта образования 2035». Кроме статей, рецензируемых в базах WoS и Scopus, результаты данных исследований опубликованы в коллективной монографии «Интеллектуальные технологии в цифровой среде университета» (2020). «Экспериментальные методики образовательных взаимодействий в виртуальной среде» (2014). Вып. 1 и 2. Научно-методические работы «Сетевая электронная среда: электронные ресурсы» (2015) и др.

Результаты международных научных исследований по гранту Марии Кюри (2014–2019), в рамках которого российская группа, возглавляемая автором, работала совместно с преподавателями университетов Испании, Португалии, Нидерландов, Польши, Чехии, Словакии, Австралии и Украины, опубликованы в зарубежных монографических изданиях: “Web. 3 Technologies and Transformation of Pedagogical Activities. Artiёcial Intelligence Technologies and the Evolution of Web 3.0” (2015, США), “E-learning and smart learning environment for the preparation of new generation specialists” (2018, Poland), “Universities in the Networked Society” (Springer, 2019) и др.

Автор выражает глубокую признательность за помощь в подготовке рукописи к изданию своим коллегам, вместе с которыми выполнялись все научные проекты, доцентам кафедры цифрового образования РГПУ им. А. И. Герцена Татьяне Борисовне Павловой, Ольге Валерьевне Яковлевой, Светлане Сергеевне Куликовой.

Введение

Рассматриваем дидактику цифровой образовательной среды как новый уровень развития педагогического знания в эпоху цифровизации, научные положения которой базируются на том, что объект педагогики – явления действительности, которые обусловливают развитие человека в процессе целенаправленной деятельности общества и в настоящее время трансформируются под влиянием стремительно меняющейся информационной, социально-культурной, профессиональной обстановки, новых запросов общества к педагогической деятельности, изменений информационного поведения молодежи. Целостный педагогический процесс сегодня нельзя представить без процессов его цифровизации на всех уровнях образования. Достигнут высокий уровень внедрения принципиально новых форм организации учебного процесса (электронное обучение, массовое онлайн обучение). Цифровая экономика, современное общество вызывают необходимость осуществления образовательного процесса на протяжении всей жизни, что невозможно эффективно осуществить без цифровой среды обучения. Новое явление действительности – окружающая развивающегося человека цифровая информационная среда оказывает существенное влияние на становление, развитие личности, что является новым вызовом педагогической деятельности, в том числе в воспитании новых поколений.

Функции педагогической науки реализуются на трех уровнях: описательном, диагностическом и прогностическом. В современной ситуации динамичной трансформации педагогической действительности усиливается прогностическая функция педагогики, выстраиваемая на основе моделей преобразования деятельности. Прогностические педагогические исследования ориентированы на нахождение глубинных явлений в педагогическом процессе, научное обоснование предполагаемых изменений, опережающих массовую образовательную практику, что является важным вкладом в процесс формирования новой теории обучения и воспитания в современных условиях.

В целом, можно констатировать, что в цифровой среде трансформируется все, начиная от педагогической системы, ее методологических оснований до психологических позиций, установок субъектов образовательного процесса: обучающихся, педагогов, менеджмента учреждения образования. В этом процессе видоизменяются образовательные цели, средства, формы, методы и приемы решения учебных задач и сама их постановка. Изменяется ход образовательного процесса, его закономерности, принципы обучения в цифровой среде. На данном этапе цифровая среда становится новым объектом профессиональной педагогической деятельности, самостоятельной обучающей сущностью с высоким уровнем алгоритмизации и автоматизации образовательных взаимодействий в достижении поставленных целей.

Представляется важным осознание факта, что в цифровой среде цели образовательной деятельности состоят не только в достижении требований стандарта обучения. Здесь предстоит стремиться к новым граням качества, с реализацией расширенного спектра целей и принципа новых задач, недоступных прежним практикам. Это требует выявления глубинных, сущностных изменений в образовательном процессе, основанном на междисциплинарном подходе в синтезе знаний педагогики, психологии и информатики [Носкова, 2007]. В свою очередь это отражается на понятийном аппарате, который должен быть доступен специалистам этих областей знаний, в междисциплинарном синтезе наук о человеке и о машине, их взаимодействии. Это позволит в полной мере выявить условия достижения инноваций в цифровой среде, ответить на вопросы: в чем проявляется это новое качество обучения, как его достигать, какие для этого необходимы предпосылки и условия? Ответить на эти и другие вопросы мы постарались в этой книге.

Опускаем результаты многочисленных экспериментов, выполненных научными коллективами по грантам и госзаданиям, в международных исследованиях. Они опубликованы в отдельных научных статьях и монографиях. Для лучшего восприятия в монографии изложены только обобщенные научные положения как итог многолетних научных исследований.

Глава 1
Тенденции изменения педагогической системы в новых социокультурных условиях

1.1. Вызовы современного общества и рынка труда к системе образования современного человека

Информационные технологии в современном обществе трансформируют и преобразуют среду обитания человека, изменяя его жизнь и деятельность. Формируется цифровое общество, в котором электронная, цифровая среда оказывает значительное влияние на растущие поколения, формируя новый информационный запрос молодежи. Формируется цифровая экономика, понимаемая как «часть экономики, опосредованной Интернетом, то есть ту ее часть, которую можно формализовать в логические схемы, и которая дополняет нашу реальность» [Вайндорф-Сысоева, Субочева, 2018. С. 26].

Происходит так называемая четвертая индустриальная революция, связанная с полной автоматизацией производства, созданием глобальных промышленных сетей, использованием 3D-принтеров, синтезом еды, производством композитных материалов. Достижения бионики, разработка бионических процессов, создание имплантов сегодня позволяют корректировать сенсорные и моторные функции человека, с помощью систем датчиков осуществлять контроль здоровья. Системы робототехники заменяют субъекта на опасной и тяжелой работе (военные, подводные, космические виды деятельности). Развитие и повсеместное использование принтер-технологий (3D-принтеры) открывают возможность создания высокотехнологичных протезов, экзоскелетов, позволяют сказать новое слово в строительстве и автомобилестроении. Встраивание микропроцессоров в окружающие человека бытовые приборы (гаджеты реального мира) лежит в основе создания умного дома, дистанционной адаптации окружающей обстановки под желания людей. Все это позволяет достигать нового качества жизни – изменять окружающую рукотворную среду, высвобождая человека от рутинных функций, поддерживая его здоровье [Лаптев, Носкова, 2018].

Глобальные системные изменения в развитии общества и сферы образования прослеживаются на уровне мировых трендов и вызовов, отраженных в ряде отечественных информационных ресурсах и документах: Атлас новых профессий [Атлас новых профессий], Россия 2025: от кадров к талантам [Россия 2025: от кадров к талантам] и др.

Ответом на вызовы цифровизации в общемировом масштабе являются концепции Smart University (умный университет), STEM образование (Science, Technology, Engineering and Mathematics), STEAM образование (Science, Technology, Engineering, Art and Mathematics), платформы массовых онлайн курсов (МООК), адаптивных систем электронного обучения, прогнозные модели компетенций IFTF (Institute for the Future) [Future Work Skills Summary Map, 2011], европейский проект SELFIE для цифрового образования в школах [SELFIE], рамочный инструмент диагностики цифровых компетенций Digital Competence Framework for Educators (DigCompEdu) [Redecker, 2017], образовательное сообщество International Society for Technology in Education (ISTE) и др.

В прогнозных документах акцентируется внимание на значении ряда профессионально значимых навыков человека ближайшего будущего: когнитивных (например, адаптивность, решение нестандартных задач), социально-поведенческих (например, межкультурное взаимодействие, коммуникация), цифровых навыков. Обновление широкого круга востребованных навыков современного человека во многом обусловлено прогрессом информационных и коммуникационных технологий, стремительно меняющих наш мир, в том числе интеллектуальных. Актуализируется принцип новых задач профессиональной деятельности, решение которых не представляется возможным без использования новых информационных инструментов.

В России ряд нормативно-правовых документов актуализирует важность развития этих новых направлений, а именно: Программа развития Цифровой экономики в РФ до 2035 года; Стратегия развития информационного общества в России (до 2030 г.); Указ Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 г. № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года»; Указ Президента РФ от 10.10.2019 № 490 «О развитии искусственного интеллекта в Российской Федерации» (вместе с «Национальной стратегией развития искусственного интеллекта на период до 2030 года»); Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ (ред. от 17.06.2019) «Об образовании в Российской Федерации», Ст. 16; Распоряжение Правительства Российской Федерации от 28.07.2017 № 1632-р «Об утверждении программы «Цифровая экономика Российской Федерации» (раздел 2 – «Кадры и образование»); Указ Президента Российской Федерации от 09.05.2017 № 203 «О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017–2030 годы» и др.

Существует ряд международных показателей, позволяющих судить об уровне доступа населения к цифровым технологиям. В частности, Индекс развития информационно-коммуникационных технологий (ICT Development Index) – ежегодно измеряется Международным союзом электросвязи – специализированным подразделением ООН. Индекс состоит из 11 статистических показателей, отражающих доступность и использование ИКТ, а также практические навыки применения ИКТ населением 190 стран мира [Индекс развития информационно-коммуникационных технологий].

Доклад совместной комиссии ЮНЕСКО и Intel «Цифровые навыки для жизни и работы» [Digital skills for life and work, 2017] позволяет раскрыть требования к базовым функциональным навыкам, которые необходимы, чтобы получить доступ и начать работу с цифровыми технологиями: стандартные цифровые навыки необходимы для осмысленного и плодотворного использования цифровых технологий; продвинутые навыки требуются для расширенного и «преобразующего» использования технологий.

Образование должно гибко реагировать на новые запросы формирующегося цифрового общества и отвечать потребностям реализации профессиональной деятельности в условиях комплексных вызовов в прогнозируемом будущем: создавать новые условия для перспективного обновления содержания обучения, изменять формы образовательных практик и субъектного взаимодействия, совершенствовать процессы управления учебным процессом, оптимизировать процессы социализации, адаптировать обучающихся к новым реалиям жизни. Следовательно, в этой области также можно отметить ряд нормативно-правовых документов: Государственная программа «Развитие образования» (до 2020 г.); Проект «Современная цифровая образовательная среда в Российской Федерации»; Паспорт федерального проекта «Цифровая школа»; Национальный проект «Образование» (2018–2024 гг.); ФГОС разных уровней образования; Проект «Основы политики Российской Федерации в области развития науки и технологий на период до 2020 года и дальнейшую перспективу»; Приоритетный проект в сфере образования «Современная цифровая образовательная среда в Российской Федерации» (утвержден президиумом Совета при Президенте Российской Федерации по стратегическому развитию и приоритетным проектам, протокол от 25.10.2016 № 9); Приказ Минобрнауки России от 23.08.2017 № 816 «Об утверждении Порядка применения организациями, осуществляющими образовательную деятельность, электронного обучения, дистанционных образовательных технологий при реализации образовательных программ»; Приказ Минобрнауки России от 14.11.2017 № 1108 «Об утверждении регламентов оценки качества онлайн курсов, размещаемых на информационном ресурсе (портале), обеспечивающем для каждого пользователя по принципу “одного окна” доступ к онлайн-курсам, в рамках опытной эксплуатации» и др.

Цифровизация образования – это качественно новый этап информатизации образования в условиях смены технологического уклада общества, перехода к цифровой экономике. Это системное применение цифровых технологий в организации образовательной среды, с особой ролью интеллектуальных технологий как сквозных технологий наукоемкого высокотехнологичного производства. Основными задачами цифровизациии образования являются развитие цифровых умений и компетенций, повышение уровня грамотности в использовании цифровых средств массовой информации и коммуникации, продвижение идей непрерывного образования как условия активного и эффективного участия человека в социальной и профессиональной деятельности в обществе знаний. Цель цифровой трансформации образования – создание гибкой и адаптивной образовательной системы, отвечающей запросам цифровой экономики и обеспечивающей максимально полное использование образовательного потенциала цифровых технологий [Цифровое образование в терминах, 2020].

В России реализуется ряд проектов в области цифровизации образования. Проект «Российская электронная школа» (РЭШ) ознаменовал принципиально новый этап создания ЭОР, который отвечает запросам цифровизации – разработка специализированных образовательных платформ, на которых формируются цифровые УМК, причем большинство материалов являются бесплатными и общедоступными [Российская электронная школа]. Платформа представляет интерактивные уроки по всему школьному курсу с 1-го по 11-й класс, разработанные на основе передового опыта лучших учителей России. РЭШ создана в рамках реализации ведомственной целевой программы Министерства образования и науки Российской Федерации с целью обеспечения массового использования дидактических и методических образовательных ресурсов в образовательной деятельности всеми участниками образовательных отношений: обучающимися, родителями (законными представителями) несовершеннолетних обучающихся, педагогическими работниками, организациями, осуществляющими образовательную деятельность. Ресурсы расположены в открытом доступе в интересах всех обучающихся, в том числе детей с особыми образовательными потребностями и индивидуальными возможностями (одаренные дети, дети-инвалиды, обучающиеся с ограниченными возможностями здоровья, обучающиеся на дому и в медицинских организациях, обучающиеся в форме семейного образования, самообразования; обучающиеся в специальных учебно-воспитательных учреждениях открытого и закрытого типа и обучающиеся, проживающие за пределами Российской Федерации, в том числе соотечественники за рубежом). Важно, что все электронные образовательные ресурсы РЭШ проходят экспертизу и полностью соответствуют ФГОС и примерным основным образовательным программам начального общего, основного общего, среднего общего образования. Педагогическая экспертиза этих ресурсов оценивает полноту дидактического и методического обеспечения уроков интерактивного курса.

«Открытое образование» – это образовательная платформа, предлагающая массовые онлайн-курсы ведущих российских вузов. Любой пользователь имеет возможность бесплатно в любое время проходить курсы от ведущих университетов России, а студенты российских вузов могут засчитать результаты обучения в своем университете [О проекте «Национальная платформа открытого образования»].

Другая перспективная образовательная платформа, которая начала наполняться ресурсами для общеобразовательной школы, – это цифровая платформа персонализированного обучения, разработанная в России в 2019 году с участием ПАО «Сбербанк» и Агентства стратегических инициатив (АСИ). На основании презентаций данной платформы можно сделать вывод, что она позиционируется как комплекс условий для решения многочисленных «традиционных» проблем школьного образования – низкой учебной мотивации, оторванности знаний от практической деятельности, перегруженности педагога и школьной администрации отчетными документами, недостаточной осведомленности и участия родителей в процессе образования ребенка. Цифровая платформа имеет возможности автоматизации большинства рутинных операций, традиционно выполняемых педагогом (проверка работ, тиражирование материалов, поиск новых ресурсов и др.), тем самым высвобождая время для взаимодействия с обучающимися на основании полученных результатов диагностики их интересов и потребностей. Кроме того, она обеспечивает модульное построение программ и диверсифицированную работу школьников в классе и дома. Несомненно, идеи персонализации образования, заложенные в проектировании данной платформы, дают возможность ставить и решать не только преимущественно задачи обучения (по сравнению с перечисленными ранее ЭОР), но и задачи воспитания, развития личности, так как сама идея персонализации понимается авторами данного проекта как «способ проектирования и осуществления образовательного процесса, направленного на развитие личностного потенциала учащегося… Учащийся выступает субъектом совместной учебной деятельности, имеет возможность строить свою индивидуальную траекторию с тем, чтобы в ней учитывались особенности его личности и потребности развития» [Ермаков, Кириллов, Корякина, Янкевич, 2020. С. 6].

Платформенный подход к построению ЦОР позволяет создать цифровую образовательную среду, понимаемую как «открытый комплекс ресурсов, условий и возможностей для обучения, развития, социализации, воспитания человека» [Дидактическая концепция цифрового профессионального образования и обучения, 2020. С. 25], таким образом, реализуя в среде направления не только предоставления контента (ресурсов), но и подключая сервисы коммуникации, а также управления контентом и коммуникациями. Такой подход, несомненно, является перспективным.

Ведущими характеристиками образовательного процесса становятся многоуровневость, технологичность, открытость, мобильность, непрерывность; характер образовательной деятельности смещается в сторону интерактивности и интегративности процессов взаимодействия; вариативности, проблемности, неоднозначности образовательных ситуаций. Активно разрабатывается базовая модель ключевых компетенций разных секторов цифровой экономики с учетом сквозных технологий цифровой экономики, радикально меняющие ситуацию на существующих рынках или способствующие формированию новых рынков (в т. ч. образовательных): большие данные, искусственный интеллект, нейротехнологии, системы распределенного реестра (блокчейн), квантовые технологии, интернет вещей, промышленный интернет, робототехника и сенсорика, технологии беспроводной связи, технологии виртуальной и дополненной реальности.

Необходимо переосмыслить методологию образовательного взаимодействия в расширенном и технологически насыщенном цифровом пространстве: дидактических и инструментальных основ, категорий в контексте социальных и личностных смыслов процесса профессиональной подготовки специалистов для общества будущего (цифрового). Необходимо определить параметры, измерения нового качества профессиональной подготовки и соотнести их с перспективными возможностями развивающейся цифровой образовательной среды. Возникает потребность в создании системы обучения нового поколения, характерными чертами которой являются: открытость и доступность, вариативность, модификация и адаптивность образовательного контента, гибкость учебного процесса, персонализация деятельности обучающегося.

Предстоит технологическая перестройка обучения. Массовые линейные педагогические технологии в электронной среде предстоит обогатить запуском личностно ориентированных нелинейных образовательных практик. Такие практики основаны на предоставлении обучающимся в электронной среде определенной свободы выбора учебных действий, что стимулирует собственную смысловую реальность. Технологическая адаптация образовательной среды под принятые цели и задачи, предпочтения и возможности, позволяет субъекту выстраивать индивидуальную траекторию деятельности (выбирать нужные ресурсы, оптимальные форматы и формы образовательных взаимодействий), получать удовлетворение не только от результатов, но и самого процесса учения. Реализация нелинейных образовательных практик, личностно ориентированных стратегий обучения позволяет более полно реализовать потенциал личности в контексте направленности интересов, жизненных планов [Лаптев, Носкова, 2013].

Сегодня можно считать доказанным факт, что эра традиционного обучения, основанная на триаде «понимание – повторение – запоминание», находится на завершающем этапе. Цифровые инструменты деятельности приводят к трансформации ролей обучающегося и педагога. Обучающиеся становятся субъектами деятельности, саморазвития, реализуют в ходе решения разнообразных учебных задач в цифровой среде роли наблюдателя, аналитика, критика, организатора, управленца, консультанта, эксперта и пр. Главными видами деятельности педагога в цифровой среде становятся организационно-управленческая деятельность (организация электронного учебного процесса, сопровождение взаимодействия электронного преподавателя с группой обучающихся, техническая поддержка обучающихся электронной группы); методическая деятельность (разработка методического обеспечения учебного процесса в ЦОС); психолого-педагогическая деятельность (регулирование учебной деятельности обучающихся в условиях ЦОС, организация и проведение онлайн-занятий, сопровождение дистанционной учебной деятельности, разработка моделей дистанционного обучения, разработка электронных форм документации, управление коммуникационной деятельностью обучающихся ЦОС, изучение процесса и результатов электронного обучения).

В контексте цифровой трансформации образования можно констатировать ряд важных вопросов:

– назревшая необходимость систематизации подходов к цифровизации для перехода на новый качественный уровень систем профессиональной деятельности, образовательного процесса;

– недооценка значимости перспективных «больших идей», освоения передовых знаний и инновационных цифровых практик в современном пространстве профессиональной подготовки;

– необходимость научиться решать задачи образовательного процесса адекватно цифровизации профессиональной деятельности, к которой готовится выпускник;

– перспективы практического внедрения цифровых технологий в образовательную деятельность, усиление цифрового вектора развития ландшафта образовательной среды профессиональной подготовки;

– недостаточная разработанность методов и способов анализа информационных процессов в цифровой среде профессиональной подготовки с целью ее персонализации и оптимизации в контексте передовых цифровых компетенций выпускников (технологии больших данных, распределенных реестров, искусственного интеллекта, повсеместная автоматизация и роботизации, появление умных вещей, усиление роли виртуальной и дополненной реальности).

Достижение инновационного сдвига в профессиональной подготовке, в процессе миграции деятельности в цифровую среду и использования новых орудий профессионального труда требует разработки модели системных изменений деятельности субъектов (преподавателей, студентов) и согласованных трансформаций образовательной среды с постановкой новых целей, ценностей, реализации принципа новых задач, решаемых на базе цифровых технологий, адекватных запросам общества в условиях смены технологического уклада. Для решения данной задачи необходим междисциплинарный подход, привлечение предметных областей педагогики, психологии и информатики. В психологическом подходе к деятельности человека актуальны вопросы не просто компьютерного опосредования прежних видов деятельности, а коренное их трансформирование, происходящее в опоре на новые интеллектуальные компьютерные орудия профессионального труда. С позиции информатики важны не только компьютерные инструменты и технологии деятельности, но также риски и эффекты деятельности в процессе цифровизации. С позиции педагогики необходим анализ изменений в образовательном процессе для достижения нового уровня качества профессиональной подготовки.

Таким образом, необходимо выявить магистральные направления трансформации образовательной среды профессиональной подготовки в аспекте ее цифровизации. Это составит основу для разработки передовых методов и методик профессиональной подготовки, а также разработки когнитивных технологий, методологии и принципов проектирования цифровых образовательных сред в достижении инновационной подготовки кадров. Изучение в едином концептуальном поле проблем передовых образовательных практик (в аспектах теоретического, экспериментального и эмпирического характера) на междисциплинарной основе информатики, педагогики и психологии позволит преодолеть рассогласования в динамике и содержании внешних и внутренних изменений в деятельности субъектов цифровой образовательной среды профессиональной подготовки в вузе.