Введение
В настоящий момент на мировом рынке образовательных услуг выделяется новый тип институциональной формы обучения - сетевые открытые университеты и платформы, ориентированные на распространения «образовательного контента», включающего как электронные ресурсы, так и образовательные услуги, реализуемые с использованием технологий электронного обучения. При этом все образовательные платформы являются открытыми для поставщиков контента и самих обучающихся, с ограничениями в виде стандартов размещения контента, языка описания результатов обучения и т.д. [6, 8].
Как отклик на появление новых образовательных платформ, принципиально ориентированных на глобальную образовательную аудиторию, появляются и оформляются в институциональные формы новые модели электронного обучения и технологии, обеспечивающих реализацию данных моделей, а также возникают стандарты оценки и признания образовательных достижений. Помимо этого можно наблюдать процесс формирования и капитализации новых глобальных образовательных брендов, не связанных с традиционными университетами, и привлекающих к себе внимание аудитории интернет-пространства [4]. Статистика посещения открытых университетов демонстрирует высокую востребованность данных ресурсов и российскими студентами и русскоязычной аудиторией.
Отмеченные тренды демонстрируют нарастающий масштаб процесса «выхода» обучающего контингента (и других категорий потребителей образовательных услуг) в глобальные образовательные сети. Особенностью таких сетей является концентрация образования в ведущих образовательных центрах и кардинальное повышение количества обучающихся, приходящихся на одного преподавателя за счет возможностей электронного обучения. Это обеспечивает получение знаний у ведущих преподавателей и экспертов, доступ к актуальным и востребованным курсам для всех потребителей образовательных услуг.
Цель исследований, проведенных авторами данной работы, заключается в описании порядка применения принципов и технологий открытых систем для построения информационной инфраструктуры науки и образования как одного из важнейших фрагментов национальной информационной инфраструктуры и обоснование необходимости дальнейшей интеграции этой инфраструктуры с глобальной информационной инфраструктурой.
Методы и материал исследования
Для решения поставленных задач используется аппарат системного анализа, теории оптимизации, теории вероятностей, принципов открытых систем, технологии открытых систем, построение профиля систем [1-7].
В исследованиях показывается, что взаимодействие, интеграция и дифференциация естественно-математических и технико-технологических знаний порождают проблему экспоненциального роста научных знаний, предлагаемых к усвоению. Одним из путей ее разрешения является оптимизация содержания подготовки, осуществляемая за счет ряда мероприятий, в том числе, за счет оптимизации структуры курсов, т.е. путем использования блочно-модульного подхода к построению содержания курса.
Информационно-технологический аспект педагогического проектирования в рамках блочно-модульного подхода связан, в первую очередь, с пересмотром информационного содержания образования и существенно отражается на процессе формирования информационного базиса интерактивных обучающих технологий, т.е. формализация учебно-методического материала и оптимизация структуры информационного базиса - это одна из наиболее сложных и трудоемких проблем в области электронного обучения [3].
Анализ средств совершенствования механизмов управления процессом интерактивного обучения в системе образования позволил авторам сформировать общую схему, для которой характерна активная деятельность субъекта в учебной среде, в том числе, экспериментально-исследовательская деятельность. В процессе этой деятельности происходит накопление данных об успеваемости и управлении учебным процессом, (субъект выступает поочередно в качестве управляемой и управляющей системы), а также определение параметров информационно-компьютерных систем, определение оптимальных форм представления информационного базиса (ИБ), разработка типологии информационных ресурсов учебно-методического материала (УММ), основных требований к ним.
В ходе исследований также было выявлено, что формирование требований к блочно-модульной структуре ИБ в системах обучения соответствует основным направлениям деятельности по определению спецификаций и стандартов на обучающие системы, построенные на основе программно-информационных технологий. При этом можно выделить основные направления моделирования и стандартизации информационно-обучающих систем: архитектура и общие требования к системе; модели учащегося, преподавателя, их взаимодействия; разработка ИБ курса (учебно-методического содержания); данные и метаданные (формат учебных материалов); системы управления образовательной деятельностью.
Разработка открытой архитектуры является основным направлением моделирования и стандартизации, так как другие характеристики обучающей системы и ее функциональность зависят от возможностей и ограничений архитектурной модели системы [9]. В рамках этого направления авторами была определена рекомендуемая модель архитектуры для компонентных систем автоматизированного преподавания (Computer-Aided Instruction, CAI), с учетом потребностей программных приложений интеллектуальных учебных сред (Intelligent Learning Environment, ILE) и интеллектуальных обучающих систем (Intelligent Tutoring System, ITS). Разработка информационного базиса адаптивно-обучающих систем является важной дополнительной деятельностью в рамках данной категории моделирования. Очевидно, что разработка информационно-обучающей системы и определение требований невозможны без установления документированного соглашения на используемую в этой области информационно-терминологическую базу, которая в настоящее время является весьма расплывчатой и, часто, противоречивой. Для решения этой проблемы Рабочей группой Р1484.3 IEEE совершенствуется стандарт [8, 9, 10].
Модели курсов (учебных материалов информационного базиса) используются для унификации требований к их структуре, последовательности представления учебных материалов, упаковке курсов в уникальные оболочки. В рамках этого направления разрабатывается стандарт на язык взаимообмена для компьютерных обучающих систем (CBT).
Другим важным направлением моделирования и стандартизации учебных материалов является определение последовательностей представления материала в рамках курса. Этот стандарт описывает язык спецификаций и среду для управления сессиями в информационных обучающих системах, т.е. системах автоматизированного преподавания, интеллектуальных учебных средах и интеллектуальных обучающих системах. Многие обучающие системы, построенные на основе информационных технологий, инкорпорируют механизмы для адаптации представления урока в соответствии с прогрессом учащегося. Это схема адаптации является основным признаком, который характеризует «индивидуализированное» обучение.
Следующей составляющей моделирования и стандартизации ИБ УММ является определение упаковки содержания. Стандарт СВТ описывает методы упаковки содержания курсов. Под учебным содержанием обычно понимается коллекция компонентов, которые копируются, передаются, покупаются и используются как единый блок. Блоки могут объединяться в более крупные блоки (модули). Этот стандарт описывает формат, кодирование, шифрование, среду, атрибуты и взаимодействия этого содержания. Стандарт описывает не переносимое содержание, а переносимый метод упаковки содержания. Стандартизация ИБ УММ позволяет повысить качество интерактивного обучения, так как пользователь или система больше не будут ответственны за сборку (дробление) компонентов, что также повысит и интероперабельность базиса.
В рамках исследований, проведенных авторами, также обосновывается создание электронной образовательной среды (ЭОС) на базе облачных технологий, ориентированных на реализацию мировых стандартов в области электронного обучения [4, 8]. При этом в исследованиях систематизируются сведения, и анализируется опыт в области электронного обучения образовательных организаций, а также организаций, заинтересованных в развитии образования и образовательных технологий, в том числе стартапов, которые предоставляют площадки и технологии, обеспечивающие внедрение и распространение технологий электронного обучения.
На основании вышеуказанных положений авторами обосновывается понимание термина ЭОС не в виде единой технической платформы и набора размещенных на ней электронных ресурсов, а в виде набора стандартов / норм, обеспечивающих реализацию возможности использования образовательного контента, размещаемого на разных платформах (в т.ч. международных), в системе образования сетевого пространства.
Анализ условий реализации ЭОС в Российских вузах показывает, что такая среда реализуется при партнерстве и вовлечении основных стейкхолдеров: государство, вузы, бизнес (работодатели), студенты. В концепции ЭОС Минобрнауки РФ реализует ряд функций: обеспечение коммуникационной площадки для запуска проектов разработки и использования электронного контента и внедрения современных образовательных технологий; обеспечивает совершенствование нормативно-правовой базы для технологий электронного образования; реализует механизмы стимулирования спроса и востребованности электронного контента. Кроме того, анализ практического опыта реализации электронного обучения в Российских вузах показал, что электронная среда создается на базе механизмов, способствующих развитию мобильности студентов, стимулировании выбора ими качественных курсов и образовательных программ, поддержки рыночных механизмов конкуренции и отсева «вузов-поставщиков» низкокачественного контента.
С учетом указанных условий авторами выделяются приоритетные направления работ, способствующие развитию электронной образовательной среды.
Первое направление работ - регулирование и создание нормативных условий, способствующих развитию ЭОС (Минобрнауки РФ при участии работы экспертных групп): разработка стандартов образовательных платформ в электронной среде, обеспечивающих возможность сетевой формы реализации образовательных программ; совершенствование нормативной базы процесса обучения в электронной среде (наличие средств мониторинга и контроля результатов обучения, модульность, методическая поддержка и др.); разработка стандартов (в том числе, принятие международных стандартов) и методических рекомендаций по созданию электронного контента, размещаемого в ЭОС.
Второе направление - обеспечение признания результатов электронного обучения (Минобрнауки РФ, Рособрнадзор при участии работы экспертных групп): корректировка и адаптация ФГОС для дистанционного образования, положения об итоговой аттестации, критериев аккредитации; формирование рекомендаций по нормативным положениям вуза при реализации электронного обучения и сетевой формы реализации образовательных программ; формирование требований к системе учета результатов обучения с использованием электронного контента; разработка требований к электронному документообороту образовательного процесса при реализации образовательных программ в ЭОС.
Третье направление - кадровое обеспечение ЭОС (Минобрнауки РФ, университеты-лидеры в области внедрения электронных образовательных технологий при участии работы экспертных групп): разработка и реализация программ переподготовки кадрового состава, в области применения электронного обучения и дистанционных образовательных технологий, сетевой формы реализации образовательных программ в ЭОС (в т.ч. управленческого персонала вузов, потенциальных разработчиков уникального контента, технических специалистов, тьюторов, консультантов); использование ЭОС для применения сетевой формы реализации программ повышения квалификации.
Четвертое направление - совершенствование системы финансирования разработчиков электронных образовательных технологий (Минобрнауки РФ, Рособрнадзор, бизнес-стартапы в сфере образовательных технологий, представители крупных работодателей при участии работы экспертных групп): разработка механизмов стимулирования разработчиков электронного контента; разработка механизмов мотивации корпораций в активном участии в проектах развития образовательных технологий; разработка инструментов стимулирования активной позиции студентов и слушателей в выборе выбора качественного электронного контента и образовательные программы.
Пятое направление - интеграция с глобальными сетями (Минобрнауки РФ, Рособрнадзор, университеты, Агентство стратегических инициатив, бизнес-стартапы в сфере образовательных технологий): реализация стратегии «трансферта образовательных технологий», а именно, использование возможностей взаимодействия с мировыми образовательными поставщиками контента с целью заимствования технологий и развития компетенций российских поставщиков контента; кооперация с ведущими игроками образовательного рынка для быстрого выхода в глобальное образовательное пространство; развитие российских брендов поставщиков контента и открытых образовательных платформ.
Шестое направление - реализация флагманских проектов развития электронного обучения на базе ведущих университетов (Минобрнауки РФ, Рособрнадзор, университеты, Агентство стратегических инициатив, бизнес-стартапы в сфере образовательных технологий, при участии работы экспертных групп): организация конкурса проектов развития электронного образования (проект должен реализовываться в кооперации с другими университетами, представителями сферы бизнеса в области образовательных технологий и ГГ индустрии); реализация проекта и распространение опыта в области электронных образовательных технологий.
Заключение
Информационная инфраструктура науки и образования в современном обществе представляет собой распределенную корпоративную среду, в которую должны быть интегрированы разнообразные информационные, вычислительные и телекоммуникационные ресурсы. Особенность такой среды состоит в ориентации на решение весьма широкого круга задач и вытекающего отсюда большого разнообразия используемых программно-аппаратных средств, от микропроцессорной техники до супер-ЭВМ, т.е. высокого уровня гетерогенности среды.
Применение принципов открытых систем означает применение технологии, основанной на методах функциональной стандартизации и включающей ряд этапов, важнейшим из которых служит построение и применение профилей - согласованных наборов стандартов, направленных на решение задач интегрированной информационной среды науки и образования.
Предлагаемая авторами технология открытых систем в ЭОС представляет важнейшее направление информационных технологий вследствие того, что представляет собой метатехнологию, применимую к системам всех классов и назначений - от микропроцессорных систем до Grid-структуры, что способствует интеграции отраслевых, корпоративных инфраструктур в национальную и глобальную информационную инфраструктуру при значительном экономическом эффекте. Кроме того, технология открытых систем имеет инновационную направленность, реализует функции импортозамещения и двойного применения, а также является экологически чистой технологией.
В конечном итоге, масштабное применение технологии открытых систем целесообразно использовать для развития интегрированной информационной среды науки и образования ввиду того, что в сфере науки и образования сосредоточены высококвалифицированные кадры, объединяющие и разработчиков и пользователей информационных технологий. При этом необходимым условием представляется распространение технологий открытых систем для развития информационной инфраструктуры других отраслей экономики и производства, вплоть до национальной информационной инфраструктуры.
Рецензенты:
Медведев А. В., д.т.н., профессор кафедры системного анализа и исследования операций ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М. Ф. Решетнева», г. Красноярск.
Мурыгин А. В., д.т.н., профессор кафедры информационно-управляющих систем ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М. Ф. Решетнева», г. Красноярск.