Государев Илья Борисович
кандидат педагогических наук, доцент кафедры компьютерных технологий и электронного обучения РГПУ им. А.И.Герцена, г.Санкт-Петербург; доцент факультета программной инженерии и компьютерной техники, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург
igossoudarev@herzen.spb.ru , goss@corp.ifmo.ru

Готская Ирина Борисовна
доктор педагогических наук, профессор кафедры компьютерных технологий и электронного обучения, Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, г.Санкт-Петербург; профессор факультета программной инженерии и компьютерной техники, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург
iringot@mail.ru

Построение и развитие кластера веб-компетенций для цифрового образования

Аннотация
В статье определено и покомпонентно раскрывается понятие кластера «Веб-платформа» компетенций, относящегося к развитию и использованию цифровой образовательной среды с помощью веб-интерфейса. Обсуждаются соответствующие фреймворки компетенций в связи с лидирующими тенденциями развития веб-платформы. Рассматриваются объединяющие возможности кластера «Веб-платформа» для различных уровней, направлений и профилей подготовки.

Ключевые слова
веб-платформа, фреймворки, кластер компетенций, цифровая образовательная среда

----------

Ilya B. Gosudarev
Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor of the Computer technology and e-learning Departmen, Institute of Computer Science and Technological Education, The Herzen State Pedagogical University of Russia, St. Petersburg; Associate Professor of the Program Engineering and Computer Technics Faculty, Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, St. Petersburg
igossoudarev@herzen.spb.ru , goss@corp.ifmo.ru

Irina B. Gotskaya
Doctor of Pedagogical Sciences, Professor of the Computer technology and e-learning Departmen, Institute of Computer Science and Technological Education, Herzen State Pedagogical University of Russia, St. Petersburg; Professor of the Program Engineering and Computer Technics Faculty, Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, St. Petersburg
iringot@mail.ru

Developing web competencies cluster for digital education

Abstract
The article defines and explores the concept of the cluster “Web platform” of competencies related to the development and use of the digital educational environment using the web interface. The corresponding competency frameworks are discussed in connection with the leading trends in the development of the web platform. We consider the combining capabilities of the cluster "Web Platform" for different levels, areas and training profiles.

Key words:
web platform, frameworks, competence cluster, digital educational environment

----------

Определяющими особенностями электронной информационно-образовательной среды на современном этапе её развития являются насыщение цифровыми инструментами, что по сути означает эволюционный переход к цифровой образовательной среде, а также более тесная интеграция с системой более высокого уровня – социально-экономической средой, для которой также характерен качественный переход к использованию инновационных цифровых технологий на всех уровнях существования и развития.

Цифровой формат во всех этих случаях означает не просто электронное представление, но доступность для обработки именно современными цифровыми устройствами и соответствующими алгоритмами [1]. Переход от произвольного представления, доступного для электронных устройств вообще к цифровому (битовому) представлению – оцифровка или «цифровизация» – представляет необходимое условие для того, чтобы та или иная сфера жизнедеятельности, включая образование, была представлена в формируемой современной цифровой среде и интегрирована в соответствующие информационные процессы.

Однако одного только представления в цифровом формате недостаточно для обеспечения процесса развития. Хотя Интернет является технологической основой глобальной передачи информации, он функционирует на низком уровне, непосредственное взаимодействие с которым пользователю затруднительно или невозможно. Ввод оцифрованных данных, редактирование, оптимизация, публикация и другие информационные взаимодействия осуществляются через веб-интерфейс.

Веб (всемирная паутина) характеризуется взрывной эволюцией от статуса одного из так называемых сервисов Интернета до распределённой системы документов разного типа и универсального интерфейса к ресурсам и услугам глобальной сети. Создать цифровую услугу в современной цифровой среде означает:

• создать модель данных и спроектировать алгоритм их обработки;

• развернуть веб-сервис (веб-сервер, сайт) вместе с базой данных;

• предоставить веб-интерфейс для человекоориентированного ввода данных;

• предоставить веб-API (интерфейс прикладного программирования) для автоматизированного ввода и получения данных.

Последние три этапа требуют активного использования современных веб-технологий. Под веб-технологиями понимаются технологии создания и размещения ресурсов и документов, доступных через веб-интерфейс, то есть по гиперссылкам, с помощью браузера или иных программ, реализующих доступ по протоколам семейства HTTP. Веб-платформой будем называть систему языковых, программных и инструментальных средств веб-технологий. Она включает:

• протоколы;

• языки разметки (XML, SVG, HTML5 и другие);

• языки фронтэнда (JavaScript);

• языки бэкэнда (JavaScript, PHP и другие);

• движки  или JIT-компиляторы (V8 и другие);

• библиотеки и фреймворки (React, Vue, ExpressJS и другие).

Неявным образом система включает также концепции, модели, стили программирования и парадигмы, то есть теоретические основы веб-проектирования и веб-программирования. Например, в основе протокола HTTP лежит разработанная Р.Филдингом модель коммуникации без сохранения состояния [2].

Развитие системы состоит в данном случае в усложнении её состава и отношений между элементами, а также возникновении и внедрении теоретических моделей, конвергенция которых приводит к созданию новых, характерных только для веб-платформы концепций и паттернов междисциплинарного характера [3]. Это, в частности:

• возникновение и развитие экосистем, центральными элементами которых являются языки;

• создание и внедрение фреймворков (каркасов приложений), реализующих сложные теоретические модели, такие как λ-исчисление;

• повышение уровня абстракции моделей и программного кода;

• конвергенция веб-технологий и технологий искусственного интеллекта, проявляющаяся в сближении с машинным обучением и развитием робототехники и тесной интеграцией агентов искусственного интеллекта в веб-интерфейсы [4].

Примером конвергентного развития в рамках веб-платформы является возникновение и внедрение концепции функционально-реактивного программирования (ФРП), которая оформилась на стыке функциональной парадигмы и асинхронного событийно-ориентированного программирования, конкретнее – паттерна «Наблюдатель» и структуры «Поток» (Stream), что привело к распространению фреймворков React / Redux и Vue / Vuex.

Понятие «фреймворк», являющееся естественным для веб-платформы, используется для обозначения системы типа «исчисление», включающей каркас (аксиомы построения) и интерфейсы (правила вывода и расширения), применимой к задаче генерации объектов разной природы – не только веб-приложений, но и компетенций. По отношению к профессиональным компетенциям фреймворк позволяет задавать наборы конкретных компетенций, которые должны быть результатами образовательного процесса в рамках данной специальности. Интерфейс фреймворка позволяет «подключать» новые компетенции, формируемые по мере необходимости, то есть по сути это включённое в систему средство для её динамического расширения.

Понятие «кластер», характерное для серверной веб-разработки, обозначает своего рода покрытие, надмножество, объединяющее объекты произвольной природы, конвергентно взаимодействующие на метауровне [5]. Таковы кластеры серверов и приложений.

Следует отметить, что понятие «кластер» используется b в системе образования (образовательный кластер, научно-образовательный кластер, образовательно-производственный кластер). Рассмотрим целесообразность и возможность формирования кластера компетенций, формируемых в процессе освоения профессиональных образовательных программ (ПОП) различных уровней. В настоящее время в ПОП разных уровней, направлений и профилей можно выделить перекрывающиеся элементы содержания и компетенции, связанные с ними, которые относятся, например, к так называемой веб-платформе и реализуются в каждом случае по-своему. Следствием этого является формирование по сути одинаковых компетенций на основе разных методик и нестабильной терминологии, что отрицательно влияет на эффективность образовательного процесса в современной цифровой среде, характеризуемой высоким уровнем унификации и стандартизации. Объединение в единый кластер компетенций и связанных с ними элементов содержания позволит разработать интегрированную модульную методику обучения в рамках этого кластера.

Рассмотрим кластер компетенций, объединяющий компетенции, формируемые у обучающихся по различным ОПОП, имеющим отношение к исследованию, построению и использованию веб-платформы. Кластер компетенций «веб-платформа» состоит из двух объединённых компетенций: общекультурной и общепрофессиональной, а также фреймворка для генерации профессиональных компетенций, которые раскрываются следующим образом:

1. Взаимодействие на веб-платформе, в том числе через интеллектуальные интерфейсы, образует общекультурную коммуникативную компетенцию через решение задач общения, целеполагания и управления знаниями с помощью веб-интерфейсов.

2. Использование веб-платформы (и в первую очередь её языковых средств) является неотъемлемой характеристикой современной цифровой образовательной среды, и создание большинства её компонентов зависит от использования веб-языков и веб-приложений, что образует общепрофессиональную компетенцию «использование веб-языков для решения профессиональных (применительно к педагогическому образованию –педагогических) задач».

3. Конвергенция теоретических моделей в основе веб-платформы приводит к резкому росту требований к подготовке обучающихся (порога вхождения), что делает актуальным пересмотр и модернизацию соответствующих профессиональных компетенций в рамках широкого спектра направлений подготовки, в первую очередь инженерных, который приводит к построению фреймворков для динамической генерации компетенций для каждого направления. Вместо определения конкретных компетенций в каждом ФГОС ВО по конкретному направлению подготовки фреймворк задаёт скорее условия их формулирования, раскрытия и уточнения в картах компетенций для дальнейшей разработки учебных планов и рабочих программ учебных модулей и дисциплин.

Представленный кластер компетенций «Веб-платформа» при определенной адаптации может быть реализован на всех уровнях образования, в том числе в высшем педагогическом, инженерном образовании, а также в дополнительном профессиональном образовании. Высокая актуальность совершенствования подготовки обучающихся в этой области обусловливает необходимость институциональной поддержки в форме исследовательских лабораторий, магистерских программ и специализированных центров компетенций с целью дальнейшего изучения, уточнения и имплементации в профессиональной деятельности, подготовке и переподготовке кадров.

Литература

1. Акимова О.Б., Щербин М.Д. Цифровая трансформация образования: своевременность учебно-познавательной самостоятельности обучающихся // Инновационные проекты и программы в образовании. 2018. № 1. С. 27–34.

2.      Fielding, Roy Thomas (2000). "Chapter 5: Representational State Transfer (REST)". Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures (Ph.D.). University of California, Irvine.

3.      Бешенков С. А., Шутикова М. И., Лабутин В. Б., Филиппов В. И., Миндзаева Э. В. Конвергенция информатики и технологии как платформа современной интеллектуальной техносферы // Информатика и образование. 2018. № 5. C. 3–7.

4.      Готская И.Б., Пролыгина О.С. К проблеме разработки дополнительных общеразвивающих программ по робототехнике для учащихся начальной школы // Современное образование: традиции и инновации. 2017. № 1. С. 25-28.

5.      Шраер А. В., Латыпова Е. В. Инновационные кластеры и кластеры компетенций: взаимосвязь понятий // УЭкС. 2015. №8 (80).

Рекомендовано к публикации:
А.А.Ахаян, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

Literature

1.    Akimova O.B., Shcherbin M.D. Cifrovaya transformaciya obrazovaniya: svoevremennost uchebnopoznavatelnoj samostoyatelnosti obuchayushchihsya // Innovacionnye proekty i programmy v obrazovanii. 2018.№ 1. C.27-34.

2.    Fielding Roy Thomas (2000). "Chapter 5: Representational State Transfer (REST)". Architectural Styles and the Design of Network-based Software Architectures (Ph.D.). University of California, Irvine.

3.    Beshenkov S.A., Shutikova M.I., Labutin V.B., Filippov V.I. Mindzaeva-E.-V. Konvergenciya-informatiki-i-tekhnologii-kak-platforma-sovremennoi-intellektualnoi-tekhnosfery // Informatika i obrazovanie. 2018. №5. С.3-7.

4.    Gotskaya I. B., Prolygina O.S. K probleme razrabotki dopolnitelnyh obshcherazvivayushchih programm po robototekhnike dlya uchashchihsya nachalnoj shkoly // Sovremennoe obrazovanie tradicii i innovacii. 2017. №1. С. 25-28.

5.    Shraer A. V., Latypova E. V. Innovacionnye klastery i klastery kompetencij vzaimosvyaz ponyatij // UEkS. 2015. №8 (80).