Умная образовательная среда как способ развития научно-исследовательской деятельности школьников на основе принципов конвергенции

Качественно новый этап развития человечества, общая платформа взаимодействия всех субъектов современной экономики и социальной сферы базируется на трех основных понятиях: информация, знания, коммуникации. Эти понятия составляют глобальное общество знаний.

Наличие и реализация принципа первичности человеческого фактора в условиях проникновения ИКТ во все сферы человеческой деятельности является свидетельством информатизации общества, в котором основным носителем, генератором и потребителем знаний является человек (Ефременко,2010: 26).

Основные экономические и социальные силы сегодня концентрируются вокруг сфер деятельности, напрямую связанных со знаниями, а значит в первую очередь с образованием. Образование должно быть инклюзивным, комфортным для всех. Главный вопрос любой национальной системы образования на сегодняшний день звучит так: какой должна быть школа будущего?

Школа будущего в первую очередь должна включать в себя умную образовательную среду, или SMART– среду, цели которой должны быть:

1.     Конкретными (Specific)

2.     Измеримыми (Measurable)

3.     Достижимыми (Achievable)

4.     Насущными (Relevant)

5.     Определенными во времени (Timed-bound)

Для достижения поставленных целей используется принцип конвергенции. Конвергенция (от лат. converge– «сближаю») - процесс сближения, схождения. Это понятие стало широко известным благодаря так называемой NBIC-конвергенции - конвергенции нанотехнологий, биотехнологий, информационных и когнитивных технологий. Автором данной концепции стал Мануэль Кастельс, авторитетный социальный мыслитель и исследователь современного мира.

Трансформация материальной культуры общества рассматривается через технологическую парадигму, построенную вокруг информационных технологий. М. Кастельс называет эту парадигму конвергенцией. Она проникает во все области человеческой деятельности в качестве ткани, а не внешнего источника воздействий. Иными словами, кроме индуцирования новых продуктов процесс трансформации материальной культуры связан с технологиями обработки информации и коммуникаций (Кастельс, 2010: 227).

Эти принципы отражены в проекте национальной образовательной инициативы «Наша Новая Школа», где особое значение придается сетевому взаимодействию всех участников образовательного процесса и информатизации образования. В связи с этим перед МБОУ СОШ №17 г. Новый Уренгой поставлена задача сформировать умную образовательную среду, в основе которой заложена парадигма инновационного развития.

На основании этого школой №17 был разработан проект «Детский сад – Школа - Дополнительное образование - Профессиональное образование». Он заключается в формировании познавательных интересов обучающихся в соответствии с образовательными модулями, предлагаемыми школой. С раннего возраста определяется тип мышления ребенка, склонность к определенным областям науки, что на этапе обучения в школе позволит осмысленно выбрать профиль обучения, а в дальнейшем профессию.

Исходя из разработанных программ, определились задачи, которые успешно реализованы на сегодняшний день. В первую очередь создана Техносфера, которая включает в себя технологическое оборудование школы и его сопровождение. В школе более 1000 единиц компьютерной техники и еще столько же периферийного оборудования. Все оборудование объединено «умной» локальной сетью, управляемом IT– центром. IT– администратор, находясь в любой точке сети, осуществляет управление отдаленными компьютерами. Серверное оборудование в автоматическом режиме осуществляет все виды обновлений, установок, защиты и фильтраций, что является, в свою очередь, свидетельством безопасной информационной среды.

Войдя в школу, участники образовательного процесса погружаются в информационно-коммуникационное пространство. Добиться этого удалось при помощи системы СКУД (система контроля управления данными), которая в связке с автоматизированной информационной системой «Сетевой город: Образование» обеспечивает контроль доступа в школу и информирование родителей о времени прибытия и ухода ребенка из школы, а также контроль времени работы сотрудников.

С развитием технических средств возрастало значение визуализации учебной информации. В каждом учебном кабинете установлен комплект оборудования для учителя и учеников, включающий в себя периферийную оргтехнику, комплекты программного обеспечения, документ камеру и интерактивную доску. Все оборудование связано в многофункциональную систему обработки и передачи информации.

В эту многофункциональную систему также входит интерактивный кабинет визуализации «Trans-Force», который успешно реализован при изучении многих предметов. Эффект присутствия дает более глубокое погружение в изучение материала. Кабинет визуализации поддерживает возможности групповой работы при помощи интерактивных столов. Визуализация материала осуществляется в 3- D формате.

В образовательный процесс внедрено компьютерное музыкальное оборудование на аппаратно-программной платформе компьютеров Макинтош (акустическая система, миди - клавиатуры, обучающее программное обеспечение). В школе создано несколько студий: студия звукозаписи, телевизионная хромокейная студия, мультстудия. Возможности школьной библиотеки расширены ситуационным залом, системой видеоконференцсвязи, интерактивными трибунами «Polycom».

Для изучения физики, химии, биологии и технологии, а также проведения исследовательских работ используются лабораторные программно-аппаратные комплексы AFS– это наборы контрольно-измерительных приборов, подключаемые к устройствам обработки данных. Посредством программного обеспечения проводятся лабораторные исследования по предметам на высоком техническом уровне.

Школа – инновационная площадка по направлению и развитию робототехники. «Перворобот» в начальной школе позволяет освоить объективно-ориентированное программирование в среде LabView, роботы NXT, Tetris, LegoWeDo, Ev- 3 продолжает направление робототехники в основной школе. Также разработан проект «Робототехника +» на основе платформы Arduino, предназначенной для построения простых систем автоматики иробототехники.

Кабинет геоинформационных технологий, деятельность которого строится на основе эпистемотеки - особого ресурса, позволяющего работать со знаниями в насыщенной информационной среде – позволяет обучающимся проводить исследования в области геологии и географии при помощи высококлассного технологического оборудования и систем геолокации. Геоинформационные технологии широко представлены в проекте «ИМЯ» (Информационная модель Ямала). Погружение всех участников образовательного процесса в данную модель происходит посредством конвергенции предметных областей.

В Интернет-кафе школы реализуется ряд образовательных задач, основанных на сервисах Intel, направленных на сетевое взаимодействие. Проводятся интеллектуальные игры, web-квесты, сетевые путешествия. Отражение школьной информации происходит на различных интерактивных устройствах. Интерактивные киоски, видеотерминалы, видеостена - всё это является составляющей частью многофункциональной системы передачи и обработки данных.

Разработанные и защищенные в различных конкурсах проекты, которые определились из реализации апробационной площадки, позволили получить грантовую поддержку, что в свою очередь обеспечило создание технологических условий и их реализацию. Наиболее значимыми из них являются Виртуальный музей «Память сердца», «Цифровое телевидение. Образование», «Умная локальная сеть», «Электронный портфель (без бумажных учебников)», «Электронная библиотека», «Лингвистическая лаборатория», «Умная теплица».

Для развития у учащихся ключевых компетенций - «навыков 21 века» в учебно-воспитательный процесс внедряются технологии образовательных инициатив Intel, опыт работы реализации образовательных инициатив Intel публикуется на сайте образовательного учреждения, на сайте профессионального сообщества учителей «Образовательная Галактика Intel®».

Методологическими принципами организации учебного процесса и освоения общеобразовательных программ на основе использования информационных технологий являются следующие принципы:

- принцип интерактивности, который выражается в постоянных контактах всех участников обучения посредством использования учебно-методической среды, в том числе Интернета;

- принцип адаптивности, позволяющий легко использовать учебные материалы нового поколения, содержащие цифровые образовательные ресурсы в конкретных условиях учебного процесса;

- принцип гибкости, дающий возможность всем участникам образовательного процесса работать в необходимом для них темпе;

- принцип модульности, позволяющий использовать ученику и преподавателю необходимые им учебные курсы для реализации индивидуальных учебных планов.

При помощи методов анкетирования, социального опроса и метода синектики проведено исследование о результативности использования информационных технологий и инновационных практик в образовательном процессе. Проанализировав результаты, мы пришли к выводу, что внедрение новых информационных педагогических технологий, в том числе дистанционных, может не только обеспечить активное вовлечение учащихся в учебный процесс, но и позволит управлять этим процессом в отличие от большинства традиционных учебных сред.

Поиск правильных путей построения общей стратегии внедрения ИКТ в образовательный процесс определяется тем, что внедрение ИКТ - это не процесс перевода в электронную форму всех учебных материалов, а решение сложной задачи эффективного выбора и использования своевременных и перспективных технологий, оптимальной стратегии управления учебными и человеческими ресурсами для получения конечного результата с наивысшим возможным качеством.

Ориентация на непрерывное массовое обучение и доступ к информации для всех, явно выраженный инновационный вектор развития являются прогнозируемым результатом создания умной образовательной среды в школе, выстроенной на основе принципов конвергенции и способствующей формированию научно-исследовательского потенциала обучающихся и педагогов.Качественно новый этап развития человечества, общая платформа взаимодействия всех субъектов современной экономики и социальной сферы базируется на трех основных понятиях: информация, знания, коммуникации. Эти понятия составляют глобальное общество знаний.

Наличие и реализация принципа первичности человеческого фактора в условиях проникновения ИКТ во все сферы человеческой деятельности является свидетельством информатизации общества, в котором основным носителем, генератором и потребителем знаний является человек (Ефременко,2010: 26).

Основные экономические и социальные силы сегодня концентрируются вокруг сфер деятельности, напрямую связанных со знаниями, а значит в первую очередь с образованием. Образование должно быть инклюзивным, комфортным для всех. Главный вопрос любой национальной системы образования на сегодняшний день звучит так: какой должна быть школа будущего?

Школа будущего в первую очередь должна включать в себя умную образовательную среду, или SMART– среду, цели которой должны быть:

1.     Конкретными (Specific)

2.     Измеримыми (Measurable)

3.     Достижимыми (Achievable)

4.     Насущными (Relevant)

5.     Определенными во времени (Timed-bound)

Для достижения поставленных целей используется принцип конвергенции. Конвергенция (от лат. converge– «сближаю») - процесс сближения, схождения. Это понятие стало широко известным благодаря так называемой NBIC-конвергенции - конвергенции нанотехнологий, биотехнологий, информационных и когнитивных технологий. Автором данной концепции стал Мануэль Кастельс, авторитетный социальный мыслитель и исследователь современного мира.

Трансформация материальной культуры общества рассматривается через технологическую парадигму, построенную вокруг информационных технологий. М. Кастельс называет эту парадигму конвергенцией. Она проникает во все области человеческой деятельности в качестве ткани, а не внешнего источника воздействий. Иными словами, кроме индуцирования новых продуктов процесс трансформации материальной культуры связан с технологиями обработки информации и коммуникаций (Кастельс, 2010: 227).

Эти принципы отражены в проекте национальной образовательной инициативы «Наша Новая Школа», где особое значение придается сетевому взаимодействию всех участников образовательного процесса и информатизации образования. В связи с этим перед МБОУ СОШ №17 г. Новый Уренгой поставлена задача сформировать умную образовательную среду, в основе которой заложена парадигма инновационного развития.

На основании этого школой №17 был разработан проект «Детский сад – Школа - Дополнительное образование - Профессиональное образование». Он заключается в формировании познавательных интересов обучающихся в соответствии с образовательными модулями, предлагаемыми школой. С раннего возраста определяется тип мышления ребенка, склонность к определенным областям науки, что на этапе обучения в школе позволит осмысленно выбрать профиль обучения, а в дальнейшем профессию.

Исходя из разработанных программ, определились задачи, которые успешно реализованы на сегодняшний день. В первую очередь создана Техносфера, которая включает в себя технологическое оборудование школы и его сопровождение. В школе более 1000 единиц компьютерной техники и еще столько же периферийного оборудования. Все оборудование объединено «умной» локальной сетью, управляемом IT– центром. IT– администратор, находясь в любой точке сети, осуществляет управление отдаленными компьютерами. Серверное оборудование в автоматическом режиме осуществляет все виды обновлений, установок, защиты и фильтраций, что является, в свою очередь, свидетельством безопасной информационной среды.

Войдя в школу, участники образовательного процесса погружаются в информационно-коммуникационное пространство. Добиться этого удалось при помощи системы СКУД (система контроля управления данными), которая в связке с автоматизированной информационной системой «Сетевой город: Образование» обеспечивает контроль доступа в школу и информирование родителей о времени прибытия и ухода ребенка из школы, а также контроль времени работы сотрудников.

С развитием технических средств возрастало значение визуализации учебной информации. В каждом учебном кабинете установлен комплект оборудования для учителя и учеников, включающий в себя периферийную оргтехнику, комплекты программного обеспечения, документ камеру и интерактивную доску. Все оборудование связано в многофункциональную систему обработки и передачи информации.

В эту многофункциональную систему также входит интерактивный кабинет визуализации «Trans-Force», который успешно реализован при изучении многих предметов. Эффект присутствия дает более глубокое погружение в изучение материала. Кабинет визуализации поддерживает возможности групповой работы при помощи интерактивных столов. Визуализация материала осуществляется в 3- D формате.

В образовательный процесс внедрено компьютерное музыкальное оборудование на аппаратно-программной платформе компьютеров Макинтош (акустическая система, миди - клавиатуры, обучающее программное обеспечение). В школе создано несколько студий: студия звукозаписи, телевизионная хромокейная студия, мультстудия. Возможности школьной библиотеки расширены ситуационным залом, системой видеоконференцсвязи, интерактивными трибунами «Polycom».

Для изучения физики, химии, биологии и технологии, а также проведения исследовательских работ используются лабораторные программно-аппаратные комплексы AFS– это наборы контрольно-измерительных приборов, подключаемые к устройствам обработки данных. Посредством программного обеспечения проводятся лабораторные исследования по предметам на высоком техническом уровне.

Школа – инновационная площадка по направлению и развитию робототехники. «Перворобот» в начальной школе позволяет освоить объективно-ориентированное программирование в среде LabView, роботы NXT, Tetris, LegoWeDo, Ev- 3 продолжает направление робототехники в основной школе. Также разработан проект «Робототехника +» на основе платформы Arduino, предназначенной для построения простых систем автоматики иробототехники.

Кабинет геоинформационных технологий, деятельность которого строится на основе эпистемотеки - особого ресурса, позволяющего работать со знаниями в насыщенной информационной среде – позволяет обучающимся проводить исследования в области геологии и географии при помощи высококлассного технологического оборудования и систем геолокации. Геоинформационные технологии широко представлены в проекте «ИМЯ» (Информационная модель Ямала). Погружение всех участников образовательного процесса в данную модель происходит посредством конвергенции предметных областей.

В Интернет-кафе школы реализуется ряд образовательных задач, основанных на сервисах Intel, направленных на сетевое взаимодействие. Проводятся интеллектуальные игры, web-квесты, сетевые путешествия. Отражение школьной информации происходит на различных интерактивных устройствах. Интерактивные киоски, видеотерминалы, видеостена - всё это является составляющей частью многофункциональной системы передачи и обработки данных.

Разработанные и защищенные в различных конкурсах проекты, которые определились из реализации апробационной площадки, позволили получить грантовую поддержку, что в свою очередь обеспечило создание технологических условий и их реализацию. Наиболее значимыми из них являются Виртуальный музей «Память сердца», «Цифровое телевидение. Образование», «Умная локальная сеть», «Электронный портфель (без бумажных учебников)», «Электронная библиотека», «Лингвистическая лаборатория», «Умная теплица».

Для развития у учащихся ключевых компетенций - «навыков 21 века» в учебно-воспитательный процесс внедряются технологии образовательных инициатив Intel, опыт работы реализации образовательных инициатив Intel публикуется на сайте образовательного учреждения, на сайте профессионального сообщества учителей «Образовательная Галактика Intel®».

Методологическими принципами организации учебного процесса и освоения общеобразовательных программ на основе использования информационных технологий являются следующие принципы:

- принцип интерактивности, который выражается в постоянных контактах всех участников обучения посредством использования учебно-методической среды, в том числе Интернета;

- принцип адаптивности, позволяющий легко использовать учебные материалы нового поколения, содержащие цифровые образовательные ресурсы в конкретных условиях учебного процесса;

- принцип гибкости, дающий возможность всем участникам образовательного процесса работать в необходимом для них темпе;

- принцип модульности, позволяющий использовать ученику и преподавателю необходимые им учебные курсы для реализации индивидуальных учебных планов.

При помощи методов анкетирования, социального опроса и метода синектики проведено исследование о результативности использования информационных технологий и инновационных практик в образовательном процессе. Проанализировав результаты, мы пришли к выводу, что внедрение новых информационных педагогических технологий, в том числе дистанционных, может не только обеспечить активное вовлечение учащихся в учебный процесс, но и позволит управлять этим процессом в отличие от большинства традиционных учебных сред.

Поиск правильных путей построения общей стратегии внедрения ИКТ в образовательный процесс определяется тем, что внедрение ИКТ - это не процесс перевода в электронную форму всех учебных материалов, а решение сложной задачи эффективного выбора и использования своевременных и перспективных технологий, оптимальной стратегии управления учебными и человеческими ресурсами для получения конечного результата с наивысшим возможным качеством.

Ориентация на непрерывное массовое обучение и доступ к информации для всех, явно выраженный инновационный вектор развития являются прогнозируемым результатом создания умной образовательной среды в школе, выстроенной на основе принципов конвергенции и способствующей формированию научно-исследовательского потенциала обучающихся и педагогов.