тренды. По заказу министерства образования и науки республики казахстан с74 Тренды современного образования Алматы
 Скачать 3.34 Mb.
|
|
• Появление Интернета открыло новые возможности для общения между людьми. По мере развития он настолько проник во многие аспекты жизни, что нам сегодня трудно представить жизнь без Интернета. Люди быстро оценили возможности, которые дает доступ к Глобальной сети, когда можно практически без задержек передавать данные на огромные расстояния. Благодаря значительному уменьшению размеров коммуникационных модулей появилась возможность встроить их почти в любое устройство — от видеокамер и датчиков, контролирующих жизненные процессы пациентов, до бытовых приборов. Люди быстро обнаружили, что устройства могут взаимодействовать друг с другом без участия людей, и что даже при оснащении алгоритмами принятия решений устройства могут работать автономно. Преимущества • Возможность помочь ученикам с особыми потребностями в обучении, дать им большую самостоятельность и сократить объемы необходимой поддержки со стороны. Например, на личной карте ученика может быть закодирована информация о том, что у него проблемы со зрением, и при использовании компьютеров в школьной инфраструктуре система считает эти данные и автоматически увеличит размер шрифта, повысит контрастность или даже активирует программы озвучивания текста с экрана. • В некоторых школах уже введены идентификационные карты или значки ученика, которые помогают отличать их от сторонних посетителей. Оснастив учащихся микропроцессором и передатчиком, можно, во-первых, обеспечить дополнительную безопасность, а во-вторых, значительно сократить время, необходимое для решения административных вопросов в течение каждого урока (например, для проверки посещаемости). В школах, построенных по проектам типа «умный дом», это также позволило бы снизить затраты на оплату электроэнергии, так как, отследив расположение учеников, система могла бы выбрать необходимый уровень отопления и вентиляции. • Различные взаимосвязанные устройства, которыми пользуются ученики, могут помочь составить профиль ученика на основании его поведения на уроках и в свободное время. Автоматический анализ этой информации может помочь лучше понять потребности ученика и более точно персонализировать процесс обучения. Трудности • Растущее количество устройств, подключенных к сети Интернет, уже вызывает некоторые трудности. Текущая инфраструктура не готова к таким нагрузкам. Даже при наличии широкополосного подключения уже можно наблюдать задержки и снижение скорости при одновременном подключении множественных пользователей. Необходимость выделения уникального IP-адреса для каждого устройства потребует перехода на IPv6 из-за нехватки адресного пространства. ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 258 ИНТЕРНЕ Т ВЕЩЕЙ • Проблема безопасности — одна из ключевых проблем Интернета вещей. Трудно переоценить важность безопасной передачи и хранения информации, ведь устройства, способные собирать данные, окружают нас практически повсюду и почти непрерывно. • Еще одна важная проблема — это обеспечение конфиденциальности. Сегодня мы можем оставаться анонимными, выполняя большую часть необходимых действий. • Но повсеместное наличие многочисленных устройств, собирающих о нас информацию, делает такую анонимность почти невозможной. • Внедрение Интернета вещей потребует изменения привычного мышления. Несмотря на то что большинство людей совсем не возражают против облегчающей жизнь автоматизации некоторых действий, нам будет трудно согласиться с тем фактом, что значительное количество устройств, которые нам принадлежат, будут принимать решения, касающиеся лично нас, только на основе информации, собранной с других устройств. Материалы по теме • Видеопрезентация концепции Интернета вещей https://youtube.com/watch?v=Cpbbrpgwu2I • Два интересных примера, иллюстрирующих возможности влияния Интернета вещей на будущее системы образования http://bryanalexander. org/2014/09/17/what– does-the-internet-of- things-mean-for-education/ • Отчет компании CISCO, описывающий потенциальное влияние Интернета вещей на образование http://www.cisco.com/web/strategy/docs/ education/education_internet.pdf • Статья о пилотной программе внедрения Интернета вещей в школах Великобритании http://goo.gl/8Q2SBW Сопутствующие тенденции Релевантно-ориентированное обучение STEM-образование Проектно-ориентированное обучение Профессионально-техническое образование Носимые технологии Дополненная реальность ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 259 ЧЕ ТВЕРТАЯ ПРОМЫШ ЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ VI. Современное образование и техника ЧЕТВЕРТАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 260 ЧЕ ТВЕРТАЯ ПРОМЫШ ЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ ЧЕТВЕРТАЯ ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ > Строительство завтрашних заводов уже сегодня < Ключевые понятия Промышленность 4.0, киберфизическая система Когда в 1698 году английский кузнец Томас Ньюкомен подписывал документы о регистрации компании по производству паровых двигателей, он, конечно же, не ожидал, что в будущем его назовут революционером или отцом промышленной революции. Хотя изобретение первого парового двигателя приписывается Джеймсу Уатту, именно Ньюкомен является его автором. Джеймс Уатт внес существенные улучшения в изобретение Ньюкмена, что позволило добиться его популярности и положило начало первой промышленной революции. Революция косну- лась прежде всего производства потребительских товаров — на смену ручному производству пришли механические фабрики (промышленное изготовление), что предоставило возможность значительно сократить время и увеличить объемы производства. Это усовершенствование по- влекло за собой значительные экономические, социальные и культурные изменения. Вторая промышленная революция потрясла мир меньше, чем первая, и заключалась во внедре- нии образовательных и технологических достижений в производственный процесс. Элект- рическое оснащение и конвейерные линии позволили разбить работу на множество простых операций, каждую из которых выполняли специально обученные рабочие. Это стало прологом к третьей промышленной революции, которая началась в 1970-х годах и была связана с ро- стом автоматизации производственных процессов. Были разработаны новые автоматические сборочные линии, которые благодаря ЭВМ и компьютеризированным системам управления практически не требовали участия человека. Казалось бы, что трех промышленных революций на 250 лет промышленного производства вполне достаточно. Но похоже, что мы стоим на пороге четвертой, так называемой промыш- ленной революции 4.0. (Название было впервые использовано в Германии.) Идея этой револю- ции исходит от правительства Германии, и ее цель — сделать промышленность и экономику Германии и Европы более инновационной и конкурентоспособной. ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 261 ЧЕ ТВЕРТАЯ ПРОМЫШ ЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ Основная идея этой революции — формирование сетей устройств и дальнейшая компью- теризация производства с целью обеспечения возможности внесения быстрых изменений в производственный процесс в соответствии с текущими потребительскими потребностями, оценка которых непрерывно происходит онлайн. Ожидается, что эта революция приведет к децентрализации и самоорганизации производства, как с точки зрения оборудования, так и в вопросах рабочей силы. Четвертая промышленная революция — это ответ на концепцию самостоятельного производства с применением Интернета вещей. Причины появления • Современные потребители хотят, чтобы товары создавали специально для них, но не желают платить за них цену изделий индивидуального производства. Конвейерные линии подходят для производства большого количества идентичных продуктов, которые часто не соответствуют ожиданиям конкретных потребителей, что приводит к необходимости создавать небольшие партии товаров с возможностью их персонализации в ходе производства. Производители вынуждены модифицировать рабочую инфраструктуру, чтобы добиться возможности внесения изменений в рабочий процесс с минимальными потерями средств и времени. Такая индивидуализация должна быть автоматизирована — это позволит сэкономить время и ресурсы. Один из способов реализации этой идеи — создание сети машин (Интернет вещей), в которой взаимодействуют системы планирования, управления производством и запасами. • Растущая конкуренция со стороны мелких производителей, способных создать продукт, отвечающий ожиданиям потребителей благодаря развитию технологий (например 3D-печать, продажа в Интернете без посредников). • Изменения в демографической структуре общества. Число молодых людей на рынке труда уменьшается по причине того, что изменяется система образования, так же снижается значимость профессионального обучения, что приводит к нехватке квалифицированных кадров, которые могли бы работать на заводах будущего. Преимущества • Четвертая промышленная революция больше нацелена на потребителей, желающих отказаться от изделий широкого потребления, которые выглядят и функционируют абсолютно одинаково независимо от производителя. • Необходимость подготовки квалифицированных кадров требует более тесного сотрудничества между компаниями, школами и учебными заведениями при подготовке будущих специалистов. Такая система поможет обеспечить учеников необходимыми навыками и даст им возможность найти работу сразу после окончания обучения. Квалифицированные сотрудники ценятся на рынке труда, что позволит снизить уровень безработицы — общей проблемы в промышленно развитых европейских странах. ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 262 ЧЕ ТВЕРТАЯ ПРОМЫШ ЛЕННАЯ РЕВОЛЮЦИЯ • Данная концепция предполагает необходимость уделять больше внимания междпредметному обучению учеников, особенно когда речь идет об их навыках. В сочетании с концепцией релевантно-ориентированного обучения это позволит повысить скорость обучения и его эффективность. Трудности • Более строгие требования к будущим сотрудникам требуют изменения общего подхода к образованию — необходимо уделять больше внимания проблемно-ориентированному обучению и повышать значимость STEM-образования в контексте высоких технологий. • Необходимы значительные инвестиции для изменения структуры производства и последующего изменения системы обучения будущих сотрудников. • Отсутствие квалифицированного преподавательского состава, особенно когда речь идет о современном профессиональном обучении с использованием высоких технологий. • Необходимость изменить систему обучения сотрудников будущих заводов, что может быть сложно в рамках существующей системы образования. Материалы по теме • Информация о четвертой индустриальной революции на сайте Федерального министерства образования и научных исследований Германии http://www.bmbf.de/en/19955.php • Статья, посвященная трудностям, с которыми столкнутся участники четвертой индустриальной революции http://www.criticalmanufacturing.com/en/ newsroom/blog/posts/blog/industry-4-0– winners-and-losers#.VGSAC8k3U5c • Презентация основных идей четвертой индустриальной революции, касающихся требований к обучению и подготовке сотрудников завода будущего http://www.kth.se/polopoly_ fs/1.481977!/industry%204.0%20-%20full.pdf • Презентация правил интеграции четвертой индустриальной революции в систему образования http://www.imove-germany.de/cps/rde/xbcr/ imove_projekt_international/d_Education- Forum-2013_Session2_Wuerslin.pdf Сопутствующие тенденции Интернет вещей Культура созидания (Maker Culture) STEM-образование Носимые технологии Дополненная реальность Обучение программированию (Coding) 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 3 2 1 . . . ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 263 СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕ ТИ VI. Современное образование и техника СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 264 СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕ ТИ СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕТИ > Когда машина не понимает человека < Ключевые понятия Web 3.0, концептуальные образовательные системы, сетевые образовательные системы, обучающие семантические сети 3 февраля 2011 года Управление по присвоению интернет–номеров (IANA) объявило об окончании распределения 5 последних блоков адресов среди местных регистраторов. Это означало, что пул свободных адресов исчерпан. Безусловно это не означает, что исчерпан сам Интернет, а демонстрирует, сколько людей ежедневно им пользуется. Согласно подсче- там, на сегодняшний день в мире насчитывается 3 миллиарда пользователей Интернета, а данные, собранные Netcraft Ltd. в январе 2014 года, показывают, что в настоящее время ра- ботает около 870 миллионов веб-сайтов. Это наглядно показывает, что объемы информации, доступной в сети Интернет, огромны и очень разнообразны. В Интернете можно найти все, что вам нужно — от рекламы и роликов с котятами до сайтов со справочной информацией и музыкой, онлайн-магазинов, сайтов новостей и поэтических сообществ. Основополагающие качества Интернета, как например быстрая возможность найти нужную информацию, стали проблематичными. При введении слова в поисковую строку вы получите огромное количество результатов, которые часто даже примерно не соответствуют тому, что вы искали. Так происходит, потому что компьютер не понимает того, что вы ищите: «бокс» — вид спорта, тип гаража, английское название коробки, стрижку или британского гитариста Мика Бокса. Человек в таком случае может выбрать нужную информацию из предложенной или изменить запрос, но, когда между собой общаются машины, это может стать серьезной проблемой. И дело не в простом обмене данными между серверами, а в более сложной системе, где связь происходит между механизмами, которые ранее не взаимодействовали друг с другом и не настроены на совместную работу. Эта проблема сформулирована уже достаточно давно, и была предпринята не одна попытка ее решения. Один из вариантов решения — проект семантической сети, разработанный основателем Всемирной паутины Тимом Бернерсом-Ли и реализованный консорциумом под его руководством World Wide Web (W3C). Целью проекта было создание и популяризация стандарта, который добавлял бы к данным в Интернете дополнительную информацию (метаданные), чтобы гарантировать, что машина сможет обработать полученную информацию в нужном контексте. Авторы проекта стремились создать компьютер, понимающий онлайн-контент и помогающий пользователю найти нужную информацию и предоставить возможность объединить инфор- ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 265 СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕ ТИ мацию по-новому. Таким образом, семантические сети стали бы интегратором различных видов контента, приложений или систем. Семантические сети обладают значительным по- тенциалом для применения во многих областях, включая онлайн-магазины, новостные сайты и блоги, а также формальное и неформальное образование. Причины появления • Необходимость упорядочить данные в сети Интернет. • Популяризация Интернета в качестве основного источника информации для людей, не владеющих высокими технологиями. • Необходимость сделать общение между человеком и компьютером более «человеческим». Преимущества • Единообразное систематизированное описание контента открывает широкие возможности как для создающих, так и для использующих учебный материал. • Благодаря метаданным новый материал может быть легко найден другими пользователями и может конкурировать с контентом из других источников. • Пользователи: работники образования, учителя и ученики смогут легко найти нужный материал в Интернете в нужное время. Трудности • Огромные объемы данных в Интернете соответствуют такому же объему метаданных, которые необходимо обработать, создать или добавить в существующий контент, что зачастую требует изменения самого контента. Создание новых материалов или описание существующих материалов с помощью метаданных влечет за собой огромные затраты. Для обработки такого количества данных требуется высокая производительность компьютера. • Язык и термины, используемые людьми, часто неоднозначны, неточны и не могут быть выражены в количественном эквиваленте. Например, слово «оригинальный» может относиться к чему-то подлинному (например, оригинальные рукописи), как и к чему- то необычному и нестандартному (например, оригинальное решение). Если добавить сюда метафоры, то машинам будет еще сложнее понять суть правильно. Необходимо помнить, что изучение языка — это очень длительный процесс, и даже в обычных повседневных разговорах бывают недоразумения из-за того, что люди по-разному понимают одни и те же слова. Добавим сюда субъективность некоторых определений, например, «хороший» или «холодный», и станет ясно, что перед создателями семантических сетей стоит непростая задача. ТРЕНДЫ СОВРЕМЕННОГО ОБРА ЗОВАНИЯ 266 СЕМАНТИЧЕСКИЕ СЕ ТИ • В течение многих лет некоторые компании, предлагающие контент и программное обеспечение, использовали свои оригинальные закрытые стандарты, во избежание создания дешевых или бесплатных альтернатив. Популяризация одного стандарта может вызвать противодействие, которое помешает развитию семантической сети. Материалы по теме • Веб-сайт Консорциума WWW — организация развития и популяризации WWW стандартов http://www.w3.org/ |