Цифровые инструменты в образовательном процессе вуза

Введение. В настоящее время в условиях Индустрии 4.0 используются сквозные технологии (большие данные, искусственный интеллект (ИИ), виртуальная/дополненная реальность, распределенные реестры и др.). К технологиям и практикам, оказывающим влияние на будущее образовательного процесса в вузе, относят индивидуализированное обучение; ИИ/ машинное обучение; создание цифровых двойников; открытые образовательные ресурсы; XR (AR / VR / MR / тактильные) технологии и др. В настоящее время прогнозируется появление свыше ста новых профессий: проектировщик интерфейсов БПЛА, бренд-менеджер пространств, медиаполицейский и др. С внедрением цифровых решений в АПК появятся агрокибернетики, ГМО-агрономы, инженеры по 3D-печати продуктов питания и др. С учетом тенденций цифровой трансформации экономики, аграрной индустрии, появлением новых профессий предъявляются новые требования к вузам.

Результаты и их обсуждение. В 2019 г. Минобрнауки объявил конкурс среди вузов на создание моделей цифрового университета. Наилучшие практики войдут в единое решение, в 2024 г. элементы моделей будут внедряться во всех вузах страны. К обязательным направлениям цифрового университета относятся: системы управления на основе данных; цифровые образовательные технологии; индивидуальные образовательные траектории (ИОТ); компетенции цифровой экономики, нацеленные на развитие человеческого капитала вуза. Решение «Цифровой университет» позволит повысить уровень внедрения сквозных технологий в деятельность вузов. В разработке модели цифрового университета принимали участие и компании-лидеры в сегменте EdTech.

К 2030 году будет создана единая экосистема сервисов и услуг, предоставляемых вузам; 100% образовательных программ реализуются с построением ИОТ обучающихся; вузы используют АИС «Маркетплейс сервисов» для создания и управления сервисами; разработан механизм межведомственного сетевого взаимодействия вузов в рамках интеграции сервисов и содержания образования. [1-4].

К числу основных задач, решаемых руководством вуза, является выбор верной стратегии перехода к цифровому образованию для сохранения лидирующих позиций на рынке образовательных услуг. [5] К рискам эксперты относят финансовые риски, уровень технологического суверенитета, качество человеческого капитала, состояние сферы кибербезопасности и др.

Цифровой университет» нужен для цифровой трансформации формы и содержания образования. ИОТ студента формируется с помощью ИИ, обрабатывающего разнородную качественную и количественную информацию об обучающихся, полученную в онлайн режиме (рисунок 1).

Цифровой университет нацелен на создание комфортной среды взаимодействия участников научно-образовательного процесса на основе сквозных технологий, встроенных в бизнес-процессы деятельности университета [6].

В Уральском федеральном университете успешно реализуется программа «Цифровой университет» (рисунок 2).

Показатели оценки цифровой трансформации вуза включают: систему управления на основе данных (доля субъектов вуза с цифровыми инструментами обратной связи и проактивного управления на основе анализа данных; доля цифровых сервисов, доступных пользователям в единой цифровой среде и др.), цифровые образовательные технологии (доля цифрового контента в единой цифровой среде и др.), ИОТ (среднее количество студентов на уникальных ИОТ и др.), компетенции цифровой экономики (доля образовательных программ с их освоением). [7]

Структура «Цифрового университета»

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ПОРТАЛ

ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КЛАСТЕР

Личный кабинет студента Цифровое Портфолио Электронная зачетная книжка и пр.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

• ■    Суперкомпьютер

• •    Управление исследованиями и проектами '--..-' . Лаборатории по сквозным технологиям

• ■    Al & machine learning

• •    Графические станции

• ■    и пр.

УМНЫЙ КАМПУС

• •    Системы дистанционного обучения

• •    Системы прокторинга

• •    ПО коллективной работы

• •    Мобильные кабинеты

• •    Интерактивные аудитории

• •    и пр.

Л

• •    Системы термометрии, видеонаблюдение, СКУД

• ■    Энергоэффективные инженерные системы

• ■    Кампусная ID-карта

• ■    Управление мобильными устройствами (MDM)

• ■    «Электронная типография» и управление печатью

• ■    и пр.

ЦЕНТР СИТУАЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВУЗА

УПРАВЛЕНИЕ АДМИНИСТРАТИВНЫМИ ПРОЦЕССАМИ

• •    Системы бизнес-аналитики (BI)

• •    Мониторинг и анализ показателей (KPI)

• •    Системы поддержки принятия решений

• *    Мобильный АРМ руководителя

• •    Система мониторинга СМИ и соцсетей

• •    и пр.

RPA

• •    Управление запросами по принципу «Одно окно»

• ■    Управление знаниями (wiki-порталы)

• •    Блокчейн-система защиты дипломов

• ■    1TSM & ServiceDesk

• ■    и пр.

Рисунок 1. Структура «Цифрового университета» [6]

Рисунок 2. Сервисы УрФУ для цифрового университета [7]

Критическое мышление в цифровой среде

Профессионально важные качества

Креативное цифрового мышление инженера энергетика ммогомер ное вое мышление приятие мира тратеги ческое саморегуляция поведения

Управление информацией и данными

Саморазвитие в условиях неопределенн ости

Ком мун и ка ци я и кооперация в цифровой среде

Рисунок 3. Профессионально важные качества «цифрового» инженера-энергетика (составлено авторами)

В Высшей школе экономики разработана открытая образовательная платформа SmartLMS. В рамках ее функционирования работают сервисы: Конструктор программ учебных дисциплин, Конструктор курсов, Управление образовательной траекторией, Электронная ведомость, Электронная зачетная книжка, Мобильное приложение учащегося, Мобильное приложение преподавателя, Цифровой след, Электронное портфолио и др.

По мнению экспертов, к ключевым задачам проекта «Цифровой университет» относятся формирование и использование трех типовых образов: «цифрового двойника» студента, «цифрового двойника» преподавателя и «цифрового двойника» учебного направления. Термин «цифровой двойник» первоначально возник в рамках цифровизации производственных процессов. Создание цифровых двойников в образовании направлено на построение персонифицированной образовательной среды, позволяющей выделять индивидуальные способности обучающегося, его ресурсы, прогнозировать различные траектории его развития. [8]

Цифровой двойник студента - цифровой след, который обучающийся оставляет в процессе учебы в университете: то, как он посещает занятия, какие отметки получает, в каких соревнованиях, конкурсах, олимпиадах участвует, какие проекты и в каких коллективах выполняет. То же самое можно сказать и о цифровом облике преподавателя.

Все это может делать ИИ. Самая сложная задача - «цифровой двойник» учебного направления. Использование ИИ позволит мониторить ситуацию с обновляемостью материалов по конкретному предмету. Например, ИИ просматривает новые статьи в профильных журналах, запоминает частоту встречаемости тех или иных понятий, потом оценивает, насколько содержание учебного направления устарело в сравнении с современным подходом. Для реализации вышеперечисленного потребуются разработка ПО, машинное обучение, владение технологиями интеллектуального анализа больших данных.

Выполненные авторами исследования позволяют утверждать, что использование в ближайшей перспективе цифровых двойников в профессиональной подготовке обучающихся в аграрном вузе способствует эффективному формированию у них универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций. [9] Профессиональные компетенции отражают ряд положений профстандартов. Так, в Профессиональном стандарте от 31 августа 2021 года N 611н «Работник по обслуживанию оборудования подстанций электрических сетей», например, представлена общетрудовая функция «Инженерно-техническое сопровождение деятельности по техническому обслуживанию и ремонту оборудования подстанций электрических сетей». К числу необходимых знаний относятся знания основ построения цифровой подстанции, схем

мышление приятие мышление мира эмоцио

СОТОУДНИ чество интеллект аналнтн данности ческие спосооности раоотав режиме многоза- многомер ное вос- стратеги ческое качества цифрового» агронома креатив ное ная гибкость

Профессионала но важные

Рисунок 4. Профессионально важные качества «цифрового» агронома (составлено авторами)

электрических сетей в зоне эксплуатационной ответственности, основ электротехники, методов анализа качественных показателей работы оборудования подстанций электрических сетей и др. «Цифровой» инженер-энергетик должен обладать новым мышлением (be digital) и цифровыми компетенциями (do digital), среди которых взаимодействие (внутри команд и внешней экосистемой), кибербезопасность, работа с цифровыми данными, цифровая грамотность и цифровизация процессов (рисунок 3).

Профессиональный опыт лучших агрономов с использованием ИИ и машинного обучения возможно преобразовать в цифровой формат данных для последующего их использования менее подготовленными специалистами.

«Цифровой» агроном способен проводить интеллектуальный анализ больших данных, принимать в многозадачном режиме решения (рисунок 4). Агрономы будущего «цифрового» АПК будут использовать онлайн-инструменты, цифровые платформы и сервисы. [10-13]

Выводы. Реализация цифровой трансформации образовательного процесса в вузе на основе внедрения концепции «Цифровой университет» обусловливает успешное «цифровое» развитие вуза, лидерство на рынке образовательных усдуг, формирование универсальных, общепрофессиональных и профессиональных компетенций, цифровых компетенций будущего у выпускников, их конкурентоспособность на рынках труда.