CC BY
6Формирование цифровых компетенций будущих агроинженеров в сетевых дистанционных курсах
Щедрина Елена Владимировна,
канд.пед.наук, доцент, кафедра систем автоматизированного проектирования и инженерных расчетов, ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: [email protected]
В работе представлены результаты исследования актуальной проблемы подготовки кадров для сельского хозяйства в условиях цифровизации. Рассмотрен опыт применения дистанционных образовательных курсов как элемента поддержки традиционного формата обучения при реализации основной образовательной программы по направлению подготовки 35.03.06 «Агроинженерия», при освоении дисциплины «Информатика и цифровые технологии» для студентов не IT-специальности, и программы дополнительной профессиональной переподготовки «Программирование на языках высокого уровня» проекта «Цифровые кафедры», реализуемой в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030», с целью формирования у обучающихся по специальностям и направлениям подготовки, не отнесенным к ИТ-сфере компетенции, необходимой для выполнения нового вида профессиональной деятельности в области информационных технологий и приобретения новой квалификации «Программист».
Ключевые слова: дистанционный курс, информатика, компетенции, электронное обучение, цифровизация.
В современных условиях развития экономики подготовка высококвалифицированных специалистов для сельского хозяйства требует многосторонних знаний в различных областях, включая инновационные цифровые технологии, сервисы и инструменты.
Список аграрных профессий достаточно широк: агроном, зоотехник, пчеловод, птицевод, животновод, рыбовод, ветеринарный врач, механизатор и другие. Современное аграрное образование все больше становится ориентированным на внедрение новых цифровых технологий и форматов обучения.
Для реализации качественной подготовки будущих выпускников, профессорско-преподавательский состав должен постоянно совершенствовать свои профессиональные и цифровые компетенции, внедрять в учебный процесс расширенный набор информационных систем и технологий, цифровых решений, программ, технических устройств и оборудования, чтобы передать молодому поколению свои усовершенствованные фундаментальные знания в отрасли, усиленные цифровой составляющей.
Происходящие изменения стали возможны ввиду инициатив со стороны Правительства РФ и принятых официальных документов - «Стратегия развития информационного общества в Рф на 20172030 годы», национальная программа «Цифровая экономика РФ» на период с 2019 по 2024 годы [1, 2, 3, 4, 5].
Отдельного внимания заслуживает программа стратегического академического лидерства «Приоритет 2030», которая должна обеспечить повышение научно-образовательного потенциала университетов и научных организаций.
Для конечных потребителей образовательных услуг должны быть созданы условия для формирования цифровых компетенций и навыков использования цифровых технологий, а также повышения качества и востребованности образовательных, научно-технических, социальных услуг российских университетов.
В 2022 году высшие учебные заведения, являющиеся участниками программы «Приоритет 2030» открыли «цифровые кафедры», как совместный проект Министерства образования и науки Российской Федерации и Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации направленный на создание возможностей для повышения квалификации и получения новой профессии в сфере информационных технологий.
сз о со "О
1=1 А
—I
о
сз т; о m О от
З
ы о со
Проект был запущен на базе 114 университетов страны. Обучение длится от 9 до 22 месяцев и позволяет студентам бесплатно получить вторую квалификацию и диплом государственного образца о профессиональной переподготовке [2].
Поскольку в новых условиях определяющим условием конкурентоспособности будущих выпускников, получающих аграрные профессии, является формирование цифровых компетенций для обеспечения готовности работать с инновационными цифровыми инструментами и сервисами, актуальным становится одновременное освоение основной образовательной программы и программ дополнительной профессиональной подготовки.
Предлагается рассмотреть опыт применения дистанционных образовательных курсов как элемента поддержки традиционного обучения при реализации основной образовательной программы по направлению подготовки 35.03.06 «Агроин-женерия», при освоении дисциплины «Информатика и цифровые технологии» для студентов не 1Т-специальности, и программы дополнительной профессиональной переподготовки «Программирование на языках высокого уровня» проекта «Цифровые кафедры», реализуемой в рамках программы стратегического академического лидерства «При-оритет-2030», с целью формирования у обучающихся по специальностям и направлениям подготовки, не отнесенным к ИТ-сфере компетенции, необходимой для выполнения нового вида профессиональной деятельности в области информационных технологий и приобретения новой квалификации «Программист».
Распределение слушателей программы ДПП «Программирование на языках высокого уровня» (ПЯВУ) по направлениям подготовки представлено на рисунке 1.
Профессиональное обучение Экономическая безопасность Экономика Зоотехния
Ветеринарно-санитарная экспертиза Ландшафтная архитектура Агроинженерия Садоводство Агрономия Лесное дело Гидромел иорация Эксплуатация транспортно-технологических.. Природообустройство и водопользование Техносферная безопасность Продукты питания животного происхождения Биотехнология Строительство Экология и природопользование
1 1 1 1
iSSS 6 1
äSä 3 5 5
О С
U
со см о см
Рис. 1. Распределение слушателей по программе ДПП ПЯВУ
Из 195 слушателей 2022-2023 учебного года обучения по программе ДПП «Программирование на языках высокого уровня» 9 человек имели ба-
зовую подготовку по дисциплине «Информатика и цифровые технологии». В 2023-2024 учебном году на программу ДПП было принято 147 человек, из числа которых по направлению подготовки 35.03.06 «Агроинженерия» в настоящий момент проходят обучение 6 человек. Столь малочисленный выбор программы студентами обусловлен расширением количества программ ДПП в проекте «Цифровая кафедра» ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, реализацией программ ДПП выпускающими кафедрами вуза, на которых студенты-агроинженеры имеют возможность проходить обучение в условиях свободы своего выбора.
В ходе освоения программы дополнительной профессиональной переподготовки (ДПП) «Программирование на языках высокого уровня» слушателями приобретаются следующие профессиональные компетенции: ПК-9 - владение навыками использования операционных систем, сетевых технологий, средств разработки программного интерфейса, применения языков и методов формальных спецификаций, систем управления базами данных; совершенствуются следующие профессиональные компетенции: ПК-1 - применяет языки программирования для решения профессиональных задач; ПК-2 - Применяет принципы и основы алгоритмизации; ПК-3 - использует СУБД при разработке ПО; ПК-4 - применяет принципы информационной безопасности.
Учебный план программы ДПП включает восемь разделов: Алгоритмизация. Вычислительные алгоритмы; Программирование на языке Python; Базы данных; Программирование баз данных; Интеграция языка программирования на платформе Puzzle RPA; Информационная безопасность и защита информации; Защита интеллектуальной собственности; Производственная практика.
Как видно из содержания разделов учебного плана программы ДПП, для освоения учебного содержания необходима качественная базовая подготовка в границах формируемых компетенций. В качестве базовой подготовки для освоения программы ДПП ПЯВУ может стать дисциплина Б1.О.17 (Б1.О.16) «Информатика и цифровые технологии» учебного плана для направления подготовки 35.03.06 - «Агроинженерия» направленностей: «Электрооборудование и электротехнологии»; «Автоматизация и роботизация технологических процессов»; «Технический сервис в агропромышленном комплексе»; «Испытание и контроль качества машин и оборудования»; «Цифровые технические системы в агробизнесе»; «Интеллектуальные машины и оборудование в АПК».
Цель освоения дисциплины состоит в формировании у обучающихся компетенций, обеспечивающих способность к поиску и критическому анализу информации, необходимой для решения поставленной задачи, рассмотрению возможных вариантов решения задачи с учетом их достоинств и недостатков, определении и оценке по-
2
S 22
э8
28
0
10
20
30
40
50
50
70
следствий возможных решений задач, применении информационно-коммуникационных и цифровых технологий и инструментов совместной работы в решении типовых задач профессиональной деятельности, использовании электронных информационно-аналитических ресурсов, в том числе профильных баз данных, программных и аппаратных комплексов при сборе исходной информации, при разработке и реализации технологий транспортных процессов.
Для достижения цели в курсе изучения дисциплины решаются следующие задачи:
- сформировать представления об основных компонентах комплексной дисциплины «Информатика и цифровые технологии»;
- раскрыть понятийный аппарат фундаментального и прикладного аспектов дисциплины;
- сформировать навыки работы в среде операционных систем, прикладных программ общего назначения, информационных системах;
- сформировать умения анализа предметной области, решения математических задач на компьютере;
Таблица 1. Требования к результатам освоения учебной дисциплины
- ознакомить с методологией вычислительного эксперимента и основами численных методов и алгоритмов решения прикладных задач;
- сформировать теоретические знания использования новых информационных и цифровых технологий (интернет вещей, машинное зрения, точное земледелие, виртуальная и дополненная реальность, ГИС, БЛА, машинное обучение, искусственный интеллект, большие данные и др.), позволяющих на новой информационной основе собирать, накапливать и обрабатывать информацию, а также получать и/ или использовать цифровые услуги и/или продукты;
- сформировать навыки работы в программных оболочках и прикладных программах общего назначения;
- сформировать умения в применении возможностей вычислительной техники и программного обеспечения в решении профессиональных задач.
Формируемые компетенции и индикаторы достижения компетенций представлены в таблице 1.
Дисциплина/направление/направленность Индекс компетенции и содержание Код и содержание индикатора достижения компетенции (или ее части)
Б1.О.17 (Б1.О.16) Информатика и цифровые технологии Направление: 35.03.06 - Агроинженерия Направленность: Электрооборудование и электротехнологии; Автоматизация и роботизация технологических процессов; Технический сервис в агропромышленном комплексе; Испытание и контроль качества машин и оборудования; Цифровые технические системы в агробизнесе; Интеллектуальные машины и оборудование в АПК УК-1 Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач УК-1.2 Находит и критически анализирует информацию, необходимую для решения поставленной задачи УК-1.3 Рассматривает возможные варианты решения задачи, оценивая их достоинства и недостатки УК-1.5 Определяет и оценивает последствия возможных решений задачи
ОПК-1 Способен решать типовые задачи профессиональной деятельности на основе знаний основных законов математических и естественных наук с применением информационно-коммуникационных технологий ОПК-1.1 Демонстрирует знание основных законов математических и естественных наук, необходимых для решения типовых задач профессиональной деятельности. ОПК-1.3 Применяет информационно-коммуникационные технологии в решении типовых задач профессиональной деятельности.
ОПК-4 Способен реализовывать современные технологии и обосновывать их применение в профессиональной деятельности ОПК-4.1 Демонстрирует знание современных технологий в профессиональной деятельности. ОПК-4.2 Обосновывает и реализует современные технологии по обеспечению работоспособности машин и оборудования в сельскохозяйственном производстве.
Для поддержки обучения по ДПП ПЯВУ и дисциплины Б1.О.17 (Б1.О.16) «Информатика и цифровые технологии» на учебно-методическом портале вуза (sdo.timacad.ru) в СДО Moodle разработаны одноименные электронные сетевые курсы, которые прошли апробацию.
Содержимое курсов ДПП ПЯВУ и дисциплины Б1.О.17 (Б1.О.16) «Информатика и цифровые технологии» разбито по модулям, соответствующим разделам рабочих программ (таблица 2).
Для организации самостоятельной работы студентов при изучении Б1.О.17 (Б1.О.16) «Информатика и цифровые технологии», связанной с самостоятельным изучением разделов, самоподготовкой (проработкой и повторением лекционного материала и материала учебников и учебных по-
собий, подготовки к практическим занятиям и т.д.) студентам предлагается курс «Технологии работы с открытыми отраслевыми данными», который был разработан коллективом кафедры и размещен в свободном доступе на платформе Stepik.
Организация работы в сетевых курсах, с применением разнообразных электронных образовательных инструментов и сервисов, специализированного программного обеспечения и современного оборудования является мощным инструментов формирования специальных знаний по направлению подготовки, цифровых компетенций, а также умений ставить амбициозные цели и искать пути их решения.
В разработанных сетевых курсах на уровне усвоения теоретического материала учебных мо-
дулей происходит объединение информационного и контрольного блоков (рис. 4), при этом контрольную функцию по определению текущих достижений, обучаемых выполняют тесты [6, 7]. Такой подход позволяет отслеживать уровень усвоения учебного материала студентами на этапе обучения, оперативно корректировать учебную работу студента, то есть, в режиме реального времени выбирать оптимальную траекторию обучения, последовательность изучения дидактических единиц, их уровень сложности.
Таблица 2. Содержание разделов дисциплины Б1.О.17 (Б1.О.16) «Информатика и цифровые технологии»
Наименование разделов и тем дисциплин (укрупнённо)
Раздел I. Информатика и цифровые технологии
Тема 1. Основы информатики
ся условиям рынка являются приоритетным направлением для системы аграрного образования.
Литература
1. «Паспорт национального проекта «Национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации» (утв. президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от 04.06.2019 N 7). [Электронный ресурс]. -Режим доступа - URL: https://www.consult-ant.ru/document/cons_doc_LAW_328854/?ys-clid=lknzy8a0eu64721900 (дата обращения: 19.10.2023).
2. БЕZ Формата. 107 вузов презентовали итоги работы своих «Цифровых кафедр». [Электронный ресурс]. - Режим доступа - URL: https://penza.bezformata.com/listnews/raboti-svoih-tcifrovih-kafedr/116476733/?ysclid=lkzny6t 6i2519467048 (дата обращения 19.10.2023).
3. Распоряжение Правительства РФ от 27 декабря 2021 г. № 3883-р «О стратегическом направлении в области цифровой трансформации строительной отрасли, городского и жилищно-коммунального хозяйства РФ до 2030 г.». [Электронный ресурс]. - Режим доступа - URL: https://www.garant.ru/prod-ucts/ipo/prime/doc/403224504/?ysclid=lko01 r-f7ov228776515 (дата обращения: 19.10.2023).
4. Спивак В.А. Вопросы образования и психологии в высшей школе: монография / В.А. Спивак, А.А. Киселев, Т.Ф. Ушева [и др.]. - Чебоксары: ИД «Среда», 2023. - 172 с. - ISBN 978-5907688-57-5. - DOI 10.31483/a-10521.
5. Указ Президента РФ от 9 мая 2017 г. № 203 "О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 20172030 годы". [Электронный ресурс]. - Режим доступа - URL: https://www.garant.ru/products/ipo/ prime/doc/295900/?ysclid=lkbgni2izj285550594 (дата обращения 19.10.2023).
6. Щедрина, Е.В. Адаптивное тестирование как компонент самоорганизующейся системы управления обучением [Текст] / Е.В. Щедрина // Современные проблемы информатизации профессионального образования: материалы меж-дунар. научно-практ. интернет-конференции. -М.: ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012. - С. 83-89.
7. Щедрина, Е.В. Формирование и методика применения сетевого ЭУМК «Информатика» [Текст] / Е.В. Щедрина // Вестник ФГБОУ ВПО МГАУ. Вып. 4 (49). Теория и методика профессионального образования: науч. журнал / под ред. П.Ф. Кубрушко. - М.: ФГБОУ ВПО МГАУ, 2011.- С. 154-175.
FORMATION OF DIGITAL COMPETENCIES OF FUTURE
AGRICULTURAL ENGINEERS IN ONLINE DISTANCE
COURSES
Shchedrina E.V.
Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy
Тема 2. Аппаратные средства реализации вычислительных процессов
Тема 3 Программные средства реализации вычислительных процессов
Раздел II. Программные средства работы с данными
Тема 1 Вычисления в электронных таблицах
Тема 2 Графическое представление данных
Тема 3 Технологии обработки текстовых данных
Раздел III. Цифровизация: понятие, инструменты и технологии
Тема 1. Цифровизация современного общества Тема 2. Распределенные базы данных Тема 3 Сетевые технологии
Тема 4 Информационная безопасность в условиях цифровиза-ции
Раздел IV. Решение задач высшей математики и обработки данных
Тема 1. Решение задач высшей математики
Применение сетевых дистанционных курсов, как инструмента поддержки традиционных форм обучения, свидетельствует о росте качественных показателей, личной заинтересованности в освоении учебного содержания, оптимизации времени, самоорганизации, самоконтроле и самообучении (рис. 2).
о с
U
со см о см
Повышение успеваемости 41,60%
Оптимизация времени ШШШШШШШ^ШШШ^ШШШШШШШ 91,60% Повышение интереса к обучению
Мотивация к обучению
Самоорганизация, самоконтроль, самообучение
0% 20% 40% 60% 80% 100%
Рис. 2. Результаты выгрузки успеваемости и анкетирования студентов
На сегодняшний день интеграция инновационных технологий, поддержание высокой квалификации кадров и адаптация к постоянно меняющим-
The paper presents the results of a study of the actual problem of personnel training for agriculture in the conditions of digitalization. The experience of using distance learning courses as an element of support for traditional learning in the implementation of the main educational program in the field of training 35.03.06 "Agroengineering", when mastering the discipline "Computer Science and digital technologies" for students of non-IT specialty, and the program of additional professional retraining "Programming in high-level languages" of the project "Digital departments", implemented in within the framework of the strategic academic leadership program "Prior-ity-2030", in order to form students in specialties and areas of training that are not related to the IT sphere of competence necessary to perform a new type of professional activity in the field of information technology and acquire a new qualification "Programmer".
Keywords: distance learning, computer science, competencies, e-learning, digitalization.
References
1. "Passport of the national project "National Program "Digital Economy of the Russian Federation" (approved by the Presidium of the Presidential Council for Strategic Development and National Projects, Protocol No. 7 dated 04.06.2019). [electronic resource]. - Access mode - URL: https://www.consultant.ru/doc-ument/cons_doc_LAW_328854 /?ysclid=lknzy8a0eu64721900 (accessed 19.10.2023).
2. BEZ Format. 107 universities presented the results of their "Digital Departments". [electronic resource]. - Access mode - URL: https://penza.bezformata.com/listnews/raboti-svoih-tcifrovih-
kafedr/116476733/?ysclid=lkzny6t6i2519467048 (accessed 19.10.2023).
3. Decree of the Government of the Russian Federation No. 3883-r dated December 27, 2021 "On the strategic direction in the field of digital transformation of the construction industry, urban and housing and communal services of the Russian Federation until 2030". [Electronic resource]. - Access mode - URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/403224504 /?ys-clid=lko01rf7ov228776515 (accessed: 10/19/2023).
4. Spivak V.A. Questions of education and psychology in higher education: monograph / V.A. Spivak, A.A. Kiselev, T.F. Usheva [et al.]. - Cheboksary: ID "Wednesday", 2023. - 172 p. - ISBN 978-5-907688-57-5. - DOI 10.31483/a-10521.
5. Decree of the President of the Russian Federation No. 203 dated May 9, 2017 "On the Strategy for the Development of the Information Society in the Russian Federation for 2017-2030". [electronic resource]. - Access mode - URL: https://www.garant.ru/ products/ipo/prime/doc/295900 /?ysclid=lkbgni2izj285550594 (accessed 19.10.2023).
6. Shchedrina, E.V. Adaptive testing as a component of a self-organizing learning management system [Text] / E.V. Shchedri-na // Modern problems of informatization of vocational education: materials of international scientific and practical. Internet conferences. - Moscow: FGBOU VPO MGAU, 2012. - pp. 8389.
7. Shchedrina, E.V. Formation and methodology of application of the network EUMC "Informatics" [Text] / E.V. Shchedrina // Bulletin of the FGBOU VPO MGAU. Issue 4 (49). Theory and methodology of vocational education: scientific journal / edited by P.F. Kubrushko. - M.: FGBOU VPO MGAU, 2011. - pp. 154175.
