gallery/gerb_rgpu_1
En
Ru

New Educational Strategies in Modern Information Space - 2020

Новые образовательные стратегии в современном информационном пространстве

Патрушев С.Б.

НГУЭУ (НИНХ),

к.т.н., доц.,

г. Новосибирск,

patrushevs@yandex.ru

Куц М.Н.

НГУЭУ (НИНХ),

преподаватель 1 квалиф. категории,

г. Новосибирск,

Степанова Я.В.

НГУЭУ (НИНХ),

преподаватель 1 квалиф. категории,

г. Новосибирск

 

Компоненты и возможности цифровой трансформации дисциплин

 

  В статье рассматривается применение технологии цифровой образовательной практики на примере цифровой трансформации рабочих программ некоторых дисциплин программы подготовки специалистов среднего звена. Основным компонентом рабочих программ, рассматриваемых в статье дисциплин, является прикладное программное обеспечение (авторское и студенческое), которое позволяет студентам подтвердить основные теоретические положения, показать актуальность междисциплинарных связей и мотивировать студентов к участию в научно-исследовательской деятельности.

 

Patrushev S.B.,

Kuc M.N.,

Stepanova J.V.,

NSUEM (NINH),

Novosibirsk, Russia

 

 

Components and opportunities for digital transformation of disciplines

 

  The article considers the application of digital educational practice technology on the example of digital transformation of work programs of some disciplines of the training program for middle-level specialists. The main component of the work programs considered in the article is applied software (author's and student's), which allows students to confirm the main theoretical positions, show the relevance of interdisciplinary connections and motivate students to participate in research activities.

 

 

  При внедрении технологии цифровых образовательных практик следует учитывать, в соответствии с [1], следующие тренды, затрагивающие учителей, методистов, организаторов образовательного процесса и преподавателей:

  • ускорение темпов изменений по внедрению «цифры»;
  • индустриальные акценты;
  • расширение возможностей по предоставлению образовательных услуг.

  Ускорение темпов изменений по внедрению «цифры» объясняется: развитием и удешевлением информационных технологий (программного и технического обеспечения вычислительной техники), возникновением новых рынков и специальностей, исчезновением старых профессий, что говорит об актуальности перехода образовательных практик в мир «цифры».

 

  Индустриальные акценты – это движение в сторону создания рабочей программы дисциплины как уникального образовательного продукта для каждого потребителя (от студента до работодателя), сокращая цепочки между образовательным учреждением и потребителями образовательных услуг, предоставляя новые возможности в области использования данных во многих отраслях народного хозяйства [2].

 

Расширение возможностей по предоставлению образовательных услуг: - это переход от цифровых «аборигенов» – компьютерных классов и дисциплины «Информатика» к внедрению, в части подготовки будущих специалистов, инноваций в сфере цифровой экономики и новых индустрий.

 

  Действительно, приводимые тренды усиливаются государственными приоритетами, так как цифровая экономика объявлена одним из основных фокусов развития страны.

 

  Авторское представление о цифровых образовательных практиках заключается в цифровой трансформации рабочих программ некоторых общепрофессиональных дисциплин программы подготовки специалистов среднего звена, например, «Теория вероятностей и математическая статистика», «Информационные технологии в профессиональной деятельности», «Компьютерная графика», основным компонентом которых должно стать прикладное программное обеспечение (в большей степени, авторское и студенческое).

 

  В статье рассматривается применение технологии цифровой образовательной практики по дисциплине «Теория вероятностей и математическая статистика» на примерах решения задач [3], что позволяет студентам убедиться в правоте основных теоретических положений; показывает актуальность учета междисциплинарных связей; мотивирует некоторых студентов к участию в научно-исследовательской деятельности.

 

  Рассмотрим некоторые примеры из нашей цифровой образовательной практики.

 

  Пример 1. Исследование свойств формулы полной вероятности и формулы Байеса при решении задачи, исходные данные которой представлены распределением вероятностей до учета экспериментальных данных (рисунок 1).

 

  Особенность теоремы Байеса заключается в том, «что для её практического применения требуется большое количество расчётов, вычислений, поэтому байесовские оценки стали активно использовать только после революции в компьютерных и сетевых технологиях» [4]. Для учета этой особенности нами была написана небольшая программа на С++, демонстрирующая студентам знания, навыки и умения преподавателей не только по читаемой дисциплине, но и в сфере программирования. Фрагмент скриншота программы вычислений (при проведении трех испытаний) для заданных априорных вероятностей приведен на рисунке 2.

gallery/патрушев с.б. рисунок 1

Рисунок 1 – Распределение вероятностей до опыта

gallery/патрушев с.б. рисунок 2

Рисунок 2 - Фрагмент скриншота программы «Проверка гипотез»

 

  Результаты вычислений при моделировании 10 испытаний представлены на рисунке 3. Визуализация результатов вычислений, реализуемая средствами одной из самых популярных программ для работы с электронными таблицами Excel, представлена на рисунке 4.

gallery/патрушев с.б. рисунок 3

Рисунок 3 - Результаты вычислений при моделировании 10 испытаний

gallery/патрушев с.б. рисунок 4

Рисунок 4 - Визуализация байесовской интерпретации вероятности

 

  Визуализация байесовской интерпретации вероятности показывает студентам, «как личный уровень доверия может кардинально измениться вследствие количества наступивших событий. В этом заключаются выводы Байеса, которые стали основополагающими для байесовской статистики» [4].

 

  Использование программы «Проверка гипотез», для решения примера с заданным распределением вероятностей до учета экспериментальных данных, позволяет вычислить математически верную вероятность события  (когда апостериорная вероятность гипотезы H1 стремится к 1, P(H1/A)=0,9998) и подтвердить, что априорная вероятность гипотезы H1 (P(H1)=0,6) до проведения испытаний была определена верно, так как полная вероятность P(A) стремится к условной вероятности появления события A при появлении гипотезы H1: P(A)= P(A/H1)=0,7999 после моделирования испытаний (рисунок 4).

 

  Пример 2. Тестирование схемы Бернулли на примере задачи [3], исходные данные которой заданы общим количеством независимых равновозможных испытаний n=100 и вероятностью появления случайного события в одном испытании p=0.8 (рисунок 5). Программа позволяет студентам убедиться в том, что наивероятнейшему числу появлений случайного события действительно соответствует большая вероятность без проведения рутинных расчетов.

gallery/патрушев с.б. рисунок 5

Рисунок 5 – Фрагмент скриншота программы «Локальный Лаплас»

 

  Задавая различное число появлений случайного события (например, от 76 до 84) и регистрируя результаты вычисления соответствующих вероятностей (рисунок 6) можно получить достоверную картину распределения вероятностей для каждого из выбранных значений числа появлений случайного события. Действительно, числу появления события k=80, лежащему в интервале [79.8, 80.8], соответствует наибольшая вероятность p=0.099725. Что и требовалось доказать (рисунок 7).

gallery/патрушев с.б. рисунок 6

Рисунок 6 – Результаты вычисления вероятностей

gallery/патрушев с.б. рисунок 7

Рисунок 7 - Визуализация результатов вычисления вероятностей

 

  Наш опыт использования цифровой образовательной практики по дисциплинам «Теория вероятностей и математическая статистика», «Информационные технологии в профессиональной деятельности», «Компьютерная графика» показывает, что применение локальных авторских и студенческих программ для закрепления теоретического материала:

  • вызывает неподдельный интерес обучающихся к занятиям;
  • повышает авторитет преподавателей и студентов, владеющих основами программирования и информационными технологиями;
  • мотивирует студентов к занятиям научно-исследовательской работой [5].

  Такие грани цифровой образовательной практики отражают справедливость аксиомы, что «Обучающий и обучающийся являются взаимно-определяющими сторонами способа обучения» и определяют, в понимании авторов, принцип качественного обучения, который можно выразить следующим образом [6]:

  Мастерство (Обучающего) порождает Заинтересованность (Обучающегося в обучении), Заинтересованность порождает Мотивацию (к обучению), Мотивация порождает Мастерство (в конечном счете, Обучающийся может стать Обучающим).

 

Литература:

  1. Президент призвал к всеобъемлющей цифровизации. [Электронный ресурс]. URL: https://open.gov.ru/events/5517496/ (дата обращения 14.02020).
  2. Закон РФ «Об образовании» (273-ФЗ). [Электронный ресурс]. URL: https://dogovor-urist.ru/законы/закон_об_образовании/ст_13/ (дата обращения 14.01.2020).
  3. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов/В.Е. Гмурман. – 9-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 200
  4. Теорема Байеса. [Электронный ресурс]. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения 002.2020).
  5. Чарикова А.О., Солодилова Д.О., Патрушев С.Б. Визуализация финансовой операции с простой процентной ставкой//Студенческий: электрон. научн. журн. 2019. № 35(79). URL: https://sibac.info/journal/student/79/156236 (дата обращения: 011.2019).
  6. Куц М.Н., Патрушев С.Б., Степанова Я.В. Аксиоматика подготовки специалистов среднего звена // Современная психология и педагогика: проблемы и решения: сб. ст. по матер. XX междунар. науч.-практ. конф. № 3(19). – Новосибирск: СибАК, 2019.

Комментарии:

Имя  
Эл. почта  
Текст комментария  
 

Оставить комментарий:

Татьяна Павлова:

 

Уважаемые авторы!
Спасибо за статью, в которой вы делитесь своим интересным опытом.
Хотелось бы уточнить, что еще вы вкладываете в понятие "цифровая трансформация дисциплин"? Включение в преподавание интерактивных моделей решает очень важные частные задачи, о которых вы писали (повышение заинтересованности студентов, авторитета преподавателей, мотивация). Должно ли меняться при цифровой трансформации содержание дисциплины? Для нас очень важно ваше мнение..

 

16.03.2020 11:46

Патрушев Сергей Борисович:

 

Уважаемая Татьяна,

мы считаем, что результатом возможной "цифровой трансформации дисциплин" (конечно, не всех) должно быть увеличение часов, отводимое на их освоение.

Включение в содержание элементов программирования (даже VBA в Excel, Basic), прикладного программного обеспечения (ППО), которые должны использоваться.

во время занятий (м.б. в большей степени на семинарах) будет служить для студентов доказательной базой о достоверности тех или иных теоретических положений.

Причем, ППО должно показывать не конечный результат, а пошаговое решение задачи, как, например, в наших небольших программках.

 

20.03.2020 07:32