Курсовая с практикой на тему Формирование представления о сквозных цифровых технологиях на уроках информатики

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ 6

1.1 Понятие и виды основных сквозных цифровых технологий 6

1.2 Использование цифровых технологий в образовательном процессе 15

2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О СКВОЗНЫХ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ 22

2.1 Методические особенности ознакомления со сквозными цифровыми технологиями на современном уроке информатики 22

2.2 Опыт формирования представлений о сквозных цифровых технологиях на уроках информатики 30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 36

ПРИЛОЖЕНИЯ 38

Введение:

Актуальность темы работы. Согласно Концепции развития цифрового образования в системе общего образования Российской Федерации эффективное использование новых цифровых технологий будет определять международную конкурентоспособность не только отдельных компаний, но и целых стран, формирующих цифровую инфраструктуру и цифровое право.

Современной школьной среде необходимо быть динамично преобразующейся, современно трансформирующейся, отвечающей на запросы общества, так и участников образовательного процесса.

Необходима модернизация структуры образовательного процесса с учетом требований цифровой экономики: изменение модели компетенций, пересмотр программ обучения с учетом возрастающих требований к наличию и получению цифровых навыков.

В условиях развития цифровой экономики, на первое место вышли «сквозные» технологии, включающие в себя развитие искусственного интеллекта, AR и VR, промышленное и спортивное программирование, робототехнику, аддитивные технологии (3D-моделирование, проектирование и конструирование).

В связи с появлением новых профессий, новых ресурсов и новых технологий уходить только в одно направление «сквозных технологий является нецелесообразным.

Таким образом, «VR/AR» ― Технологии виртуальной реальности ― технологии компьютерного моделирования трехмерного изображения или пространства, посредством которых человек взаимодействует с синтетической («виртуальной») средой с последующей сенсорной обратной связью. Технологии дополненной реальности ― технологии визуализации, основанные на добавлении информации или визуальных эффектов в физический мир посредством наложения графического и/или звукового контента для улучшения пользовательского опыта и интерактивных возможностей. ИТ-индустрия – основы программирования, в том числе создание нейросетей. Аддитивные технологии – технологии послойного создания трехмерных объектов на основе их цифровых моделей («двойников»), позволяющие изготавливать изделия сложных геометрических форм и профилей. Робототехника – создание и программирование роботов, построенных на основе сенсоров и искусственного интеллекта, способных воспринимать окружающую среду, контролировать действия и адаптироваться к ее изменениям.

Все кластеры, так или иначе, перекликаются между собой. Все они позволяют сформировать представление школьников о мире инженерных профессий, научить не только практическим навыкам, но и презентации своей работы в рамках стартапа (занятия по ТРИЗ, представлению данных, изучение прикладных программ).

В последние годы наблюдается быстрый рост числа научных публикаций, прямо или косвенно посвященных образованию в условиях цифровой эпохи. Проблемам перехода от традиционной школы к цифровой школе, обучению современным цифровым технологиям посвящены работы ряда отечественных и зарубежных исследователей: О.Б. Акимова, Л.Л. Босовой, В.А. Каймина, С.Д. Каракозова, И.В. Роберт, Н.И. Рыжова, А.Ю. Уварова, М.А. Чошанова, Ю. Зелинского, Д. Пабло, М. Сматера, и др.

Объект исследования – представления о сквозных цифровых технологиях у учащихся средней школы.

Предмет исследования – сквозные цифровые технологии в сфере образования.

Цель работы – изучить процесс формирования представлений о сквозных цифровых технологиях на уроках информатики.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы следующие задачи:

1. Рассмотреть понятие и виды основных сквозных цифровых технологий;

2. Охарактеризовать использование цифровых технологий в образовательном процессе;

3. Изучить методические особенности ознакомления со сквозными цифровыми технологиями на современном уроке информатики;

4. Представить опыт формирования представлений о сквозных цифровых технологиях на уроках информатики.

Методы исследования:

— метод изучения и анализа литературы по заданной теме;

— метод обобщения;

— метод сравнительного анализа;

— метод описания.

Практическая значимость работы заключается в том, что обучение основам цифровых технологий в рамках программы средней общеобразовательной школы – ближайшая перспектива, подготовка к которой должна сопровождаться разработкой соответствующего программно-методического обеспечения. Решение этой задачи и есть основное направление нашей курсовой работы.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение:

Цифровая трансформация, как процесс модернизации образования, учитывает открывающиеся достоинства виртуального мира, и позволяет в полной мере использовать потенциал цифровых технологий.

Документы Правительства Российской Федерации демонстрирует значимость для государства задач формирования информационного общества, цифровой образовательной информационной среды, цифровой экономики. В результате реализации программ и стратегий развития появляются качественные образовательные ресурсы. Использование цифровых образовательных ресурсов становится эффективным инструментом не только для обучения, воспитания и развития школьников, но и для подготовки их к жизни в цифровом обществе. Цифровизация образования открывает новые возможности и формирует критичную задачу – осознания ценности таких понятий как «цифровой мир», «дополненный мир», «виртуальный мир».

Цифровизация образования нацелена на формирование у обучающихся цифровых компетенций принципиально нового типа, новых наборов soft- и hard-компетенций, дающих возможность реализовывать цифровые проекты, быть в будущем востребованным на рынке труда и социализированным в общество в новых условиях, условиях цифровой экономики.

Работа в цифровых средах предполагает владение новыми компетенциями, такими как: способность использовать цифровые инструменты для идентификации, доступа, управления, анализа, оценки и синтеза цифровых ресурсов, продуктивно, критично и безопасно выбирать, и применять инфокоммуникативные технологии в разных сферах жизнедеятельность, в том числе, работа с контентом, коммуникация, потребление, техносфера. Способность работать в цифровой среде, в том числе AR и VR. Программирование ИТ-решений. Управление сложными автоматизированными комплексами. Готовность к применению и совершенствованию технологий виртуальной и дополненной реальностей, технологий распределенного реестра. Умение использовать, создавать и совершенствовать информационные сети.

Готовность к освоению и применению сквозных цифровых технологий, в том числе, нейро технологий и технологий искусственного интеллекта, систем распределенного реестра, квантовых технологий, промышленного интернета, робототехники и сенсорики.

В образовании Российской Федерации реализуются важные Федеральные проекты:

— Цифровая образовательная среда;

— Социальная активность;

— Новые возможности для каждого;

— Современная школа;

— Успех каждого ребенка;

— Социальные лифты для каждого;

— Учитель будущего;

— Молодые профессионалы;

— Экспорт образования.

Данные проекты эффективно развивают не только сферу образования, но и всей экономики Российской Федерации, являясь инструментами для обучения, воспитания и развития школьников, но и для подготовки их к жизни в цифровом обществе.

Фрагмент текста работы:

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ

1.1 Понятие и виды основных сквозных цифровых технологий

Сквозные цифровые технологии – это передовые научно-технические отрасли, обеспечивающие создание высокотехнологичных продуктов и сервисов и наиболее сильно влияющие на развитие экономики, радикально меняя ситуацию на существующих рынках и (или) способствуя формированию новых рынков.

Понятие сквозные применено в связи с тем, что эти технологии не связаны с каким-то отдельным продуктом или сферой деятельности, а могут применяться во многих индустриях, отраслях и секторах экономики, например, в образовании, медицине, энергетике, строительстве, сельском хозяйстве, машиностроении и т.д.

Государство в отношении сквозных цифровых технологий выступает в двух ролях:

1. Регулятор, призванный способствовать развитию новых технологий.

2. Потребитель новых технологий, изменяющих функционирование государственного сектора и органов власти.

Сквозные технологии универсальны, используются не только в частном (коммерческом), но и в государственном секторе экономики .

Государственная поддержка по стимулированию развития сквозных технологий осуществляется в рамках федерального проекта «Цифровые технологии» национальной программы «Цифровая экономика РФ».

Цель проекта «Цифровые технологии» – обеспечение технологической независимости России, возможности коммерциализации отечественных разработок, ускорение технологического развития российских компаний, обеспечение конкурентоспособности разрабатываемых ими продуктов и решений на глобальном рынке.

В программе «Цифровая экономика Российской Федерации», утвержденной премьер-министром России Дмитрием Медведевым в 2017 году и ныне уже не действующей, был приведен перечень основных сквозных цифровых технологий: большие данные, нейротехнологии и искусственный интеллект, системы распределенного реестра, квантовые технологии, новые производственные технологии, промышленный интернет, компоненты робототехники и сенсорика, технологии беспроводной связи, технологии виртуальной и дополненной реальностей.

В новой национальной программе «Цифровая экономика Российской Федерации», утвержденной в конце 2018 года, перечень сквозных технологий не приводится, но в рамках федерального проекта «Цифровые технологии» были разработаны дорожные карты по развитию сквозных цифровых технологий. Правительственная комиссия по цифровому развитию под председательством вице-премьера Максима Акимова одобрила семь дорожных карт по развитию сквозных технологий цифровой экономики .

Ниже представлены главные сквозные цифровые технологии и входящие в них субтехнологии, описанные в дорожных картах:

• Большие данные;

• Нейротехнологии;

• Сенсорика;

• Робототехника;

• Системы распределенного реестра (блокчейн);

• Квантовые технологии;

• Искусственный интеллект;

• Виртуальная и дополненная реальности;

• Беспроводная связь;

• Промышленный интернет.

Большие данные

Понятие больших данных подразумевает работу с информацией огромного объема и разнообразного состава, весьма часто обновляемой и находящейся в разных источниках в целях увеличения эффективности работы, создания новых продуктов и повышения конкурентоспособности. Консалтинговая компания Forrester дает краткую формулировку: «большие данные объединяют техники и технологии, которые извлекают смысл из данных на экстремальном пределе практичности».

Источниками больших данных могут быть:

• интернет — соцсети, блоги, СМИ, форумы, сайты, интернет вещей;

• корпоративная информация – транзакции, архивы, базы данных и файловые хранилища;

• показания приборов — датчиков, сенсоров, регистраторов и пр .

Нейротехнологии

Нейротехнологии рассматривают мозг как нейросеть, то есть совокупность соединенных между собой нейронов. Нейронные сети можно разделить на два типа: «мокрые» и «сухие». «Мокрые» — биологические нейронные сети, которые находятся у нас в голове, а «сухие» — искусственные; математические модели, построенные по принципу биологических нейронных сетей, способные решать весьма сложные задачи и самообучаться.

Искусственный интеллект