«Управление информационной средой образовательнго учреждения средствами технологии «интернет вещей»»

Современный ориентир в развитии экономики, политики и социальной сферы предъявляет изменение требований государства и общества к образованию. Для получения качественного образования в проекте «Российское образование - 2020: модель образования для экономики, основанной на знаниях», «Концепции модернизации российского образования на период до 2020 года» и в «Федеральной целевой программе развития образования на 2016 - 2020 годы» установлены основные

приоритетные направления по реализации национальной образовательной политики [26].

Направление развития образовательных систем обозначено национальной доктриной образования на государственном уровне, что предполагает модернизацию процессов в образовательном пространстве.

Потребность интеграции в мировое образовательное пространство предопределяет модернизацию образовательной сферы на идеях Болонской декларации (1999 г.), Лиссабонской конвенции (1997 г.).

Исходя из исследования компании Cisco начало развития «Интернет вещей» произошло примерно в 2008-2009 годах. В связи с активным развитием технологий и соответственно совершенствование и тенденция уменьшения элементной базы устройств, подключённых к глобальной сети Интернет, растет, и уже превысило численность населения Земли.

Категориальное поле понятия “Интернет вещей” (IoT) содержит любое устройство, которое:

• может подключиться к сети Интернет для приема-передачи необходимых данных,

• имеет идентификатор, для передачи его серверу по

которому осуществиться обратная связь,

• как правило, имеет встроенный вебинтерфейс для

взаимодействия с пользователем.

Для обмена данными используются различные протоколы связи, стандартом де-факто единого протокола взаимодействия «интернет-вещей» является один из популярных протоколов MQTT(Message Queue Telemetry Transport) это упрощённый сетевой протокол, работающий поверх TCP/IP, применяемый для обмена сообщениями между устройствами по схеме издатель-подписчик. Разработан в 1999 году Энди Стэнфорд-Кларком (IBM) и Арленом Ниппером (Arcom) и опубликован под свободной лицензией. Спецификация MQTT 3.1.1 была стандартизирована консорциумом OASIS в 2014 году [43]. Его применяют в системах M2M (Машинно-Машинное взаимодействие) и IIoT (Промышленный Интернет вещей) служит для телеметрии различных датчиков, где использование шаблона подписчика обеспечивает возможность устройствам выходить на связь и публиковать сообщения, которые не были заранее, также протокол не вводит ограничений на формат передаваемых данных. Здесь любой узел сети равноправен в предоставлении своих сервисов. Каждый узел сети «интернет- вещей» предоставляет свой сервис данных. В то же время узел такой сети может принимать команды и отдавать их с любого другого узла. По этому все узлы «интернет-вещей» могут взаимодействовать друг с другом и решать разнообразные вычислительные задачи. Ценностью внедрения технологии является информация, собираемая устройствами, которая превращается в сведения и руководству к действию людей.

Рис. 1: Функциональная схема IoT

Если объединить и формализировать данные поступающие с различных устройств, а также учесть что устройства «Интернет-вещей» могут образовывать локальные сети, объединённые какой-либо одной зоной обслуживания или функцией, то например несколько “умных сетей” могут быть объединены в одну взаимосвязанную сеть мониторинга и управления системой образования города, а городские сети могут быть объединены глобальной сетью Интернет для общего доступа к информации об образовательном уровне в любом городе страны.

В основе «умного дома» подразумевается смарт-центр, с помощью которого можно управлять целой группой устройств, системами сигнализации, электрическими приборами, локальными беспроводными сетями, лампочками, системами кондиционирования (отопления) в образовательных учреждениях.

Беспроводные сенсорные сети - одно из активных направлений в области систем мониторинга фитнес-платформы, которые собирают информацию с фитнес-трекеров, браслетов, «умных» часов, обрабатывают — и выдают картинку состояния здоровья, физических нагрузок и проблем с давлением, уровнем сахара, сердцебиением, перепадами температуры тела, присутствия в учебном заведении и статистики выполнения заданий. Интегрируем с онлайн-платформами для учителей, учащихся и образовательных объектов — и получим облачную сверхплатформу для управления качеством здоровья и жизни, образовательным уровнем общества.

Актуальным направлением исследования является внедрение технологии IoT в информационной образовательный среде школы. Представим себе, что данные по эффективности образовательной деятельности внедрения новых методов обучения стекаются в реальном времени в центр статистики качества учебных программ, то возможна корректировка также в реальном времени неэффективных учебных материалов и методов наиболее проверенными и эффективными. Также появляется возможность оперативной апробации любых новых методов в обучающем процессе, которые можно отслеживать, делать выводы и внедрять при получении положительного результата.

Вопросам реализации технологии интернет вещей посвящены диссертации: М. А.Елизарова (Модели и алгоритмы информационного взаимодействия в сетях интернета вещей) [?]; А. В. Минова (Разработка организационно-управленческого механизма выбора модели

производственной деятельности оператора интернета вещей) [?]; А. Г. Черемисина (Конструирование новой социальной и образовательной реальности на основе интернет - технологий) [?]. Вставить в список литер в конец русскоязычных, чтобы нумерация не сильно пострадала

Анализ исследования опыта формирования информационной образовательной среды в средних образовательных учреждений позволил выявить противоречия между:

- возрастанием требований к качеству подготовки школьников и недостаточной сформированностью инновационной информационной среды учреждения.

- осознанием необходимости модернизации образовательного процесса и недостаточностью педагогических условий реализации инновационных проектов.

Эти противоречия позволили сформулировать проблему исследования: каковы теоретические основы управления информационной средой образовательной организации средствами технологии «интернет вещей»?

Цель исследования: обосновать и экспериментально апробировать модель управления информационной средой образовательной организации средствами технологии «интернет вещей»

Объект исследования: информационная образовательная среда средней общеобразовательной организации.

Предмет исследования: процесс управления информационной

образовательной средой средней общеобразовательной организации.

В основу исследования положена гипотеза, в соответствии с которой формирование управления информационной средой учреждения средней общеобразовательной организации средствами технологии «интернет вещей» будет успешно, если:

- уточнена сущность и структура управления информационной образовательной среды и процесса ее формирования;

- процесс управления информационной образовательной средой средней общеобразовательной организации проектируется на основе структурно-функциональной модели ;

- реализован комплекс условий: 1) стратегия развития управления информационной средой образовательной организации 2) создание сертифицированной системы менеджмента качества образовательной деятельности 3) вовлечение обучающихся в опытно-конструкторскую работу и научно- исследовательскую деятельность.

В соответствии с объектом, предметом, целью и гипотезой были определены следующие задачи исследования.

1. Уточнить сущность и структуру управления информационной средой средней общеобразовательной организации средствами технологии «интернет вещей» на основе анализа изучения инновационного опыта в мировой практике.

2. Разработать структурно-функциональную модель управления информационной средой средней общеобразовательной организации средствами технологии «интернет вещей».

3. Выявить и экспериментально проверить комплекс педагогических условий, обеспечивающих управления информационной средой средней общеобразовательной организации.

4. Разработать научно-методические рекомендации по

формированию управления информационной средой средней общеобразовательной организации.

Для решения задач и проверки гипотезы используются следующие методы исследования: социологические (анкетирование;

интервьюирование; тестирование, метод экспертных оценок); теоретические (анализ; синтез; сопоставление; конкретизация; обобщение; моделирование); эмпирические (изучение опыта работы средней общеобразовательной организации, нормативной и учебно-методической документации; педагогическое наблюдение); методы математической статистики и графического отображения результатов; экспериментальные

(констатирующий, формирующий, контрольный эксперименты);

Теоретическую и методологическую основу исследования составили фундаментальные работы в области философии образования (Б.С. Гершунский, В.И. Загвязинский, Э.В. Ильенков, М.К. Мамардашвили)[13]; основные положения материалистической диалектики о всеобщей связи явлений, единстве теории и практики; концептуальные подходы и основные принципы модернизации образования (демократизации, гуманизации, непрерывности, дифференциации, развивающего и деятельностного характера образования и др.); положения системного (В.Г. Афанасьев, В.П.

Беспалько, B.C. Ильин, Л.М. Кустов, Э.Г.Юдин), программно-целевого (О.Е. Лебедев, A.M. Моисеев, П.И. Третьяков и др.) подходов к исследованию образовательных систем. В качестве методологических ориентиров служили научные труды по модернизации, прогнозированию, проектированию и моделированию развития образования и педагогической науки.

Экспериментальной базой исследования стала «Средняя общеобразовательная школа №22» городского округа город Октябрьский. Республики Башкортостан. МБОУ «СОШ №22».

Научная новизна исследования состоит в том, что:

- представлены теоретико-методические аспекты и способы управления информационной средой образовательной организации средствами

технологии «интернет вещей».

- предложена структурно-функциональная модель управления

информационной средой образовательной организации средствами

технологии «интернет вещей».

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:

- уточнено понятие управления информационной средой образовательной организации средствами технологии «интернет вещей», характеризующейся как часть социокультурной, образовательной среды, и обеспечивают субъектам образовательного процесса социальную мобильность, инновационность образовательного учреждения как способ и механизм высокого уровня его развития;

- дано теоретическое обоснование структурно-функциональной модели формирования управления информационной средой образовательной организации средствами технологии «интернет вещей» на основе программно-проектного подхода;

Практическая значимость исследования состоит в следующем:

- разработаны и реализованы принципы системы управления информационной средой образовательной организации средствами технологии «интернет вещей».

- разработано программное обеспечение для школьных гаджетов «интернет вещей»

Апробация и внедрение результатов исследования.

Материалы исследований внедрены в практику работы педагогических коллективов и управленческих структур образовательных учреждений, на базе которых осуществлялась проверка разработанных положений.

Структура работы. Данная работа состоит из введения, двух глав и заключения. Главы разбиты на параграфы с целью более удобного и логически последовательного изложения материала.

Образовательная среда (далее ОС) создается компонентами общей среды общества (условиями, факторами), которые находятся в постоянном взаимодействии с образованием, методическими системами, системами обучения.

Образовательную среду образуют внешние и внутренние, факторы по отношению к образованию. Развитие современной ОС обусловлено следующими факторами:

Во-первых, развитием педагогической системы «учитель - знание - ученик» и взаимодействием ее компонентов. Поэтому, первыми исследователями образовательной среды оказались представители педагогической психологии.

Во-вторых, изюминкой современного образования является информационная образовательная среда (далее ИОС), которая представляет собой систематизированное информационное пространство, многомерное, организованное, упорядоченное. Главное свойство ИОС выражается в её информационно-психологическом воздействии и во взаимовоздействии с субъектами образования.

Развитие ИОС общеобразовательной школы как открытой системы является многоуровневой иерархической средой, которая состоит из трех уровней:

1) педагогическая система, представляющая собой форму и содержание ИОС.

2) методические ресурсы, информационно-образовательные, электронно-образовательные ресурсы (ИОР и ЭОР), имеющие образовательное значение. Этот уровень непосредственно управляется педагогической системой.

3) самообразование, саморазвитием учащихся среда, которая содержит познавательные и социокультурные ресурсы общей среды, связанные с образованием. Повышает эффективность управления педагогической системы и ИОС.

Организационный уровень ИОС представляет собой:

• требования общества и образования, назначение, цели,

сформулированные в педагогических исследованиях, нормативных образовательных документах, в Федеральном Государственном Образовательном Стандарте (ФГОС);

• функция реализации ИОС ее потенциал в позитивном

воздействии на процессы обучения, субъектов образования, их отношения.

Технологический уровень ИОС реализуется на автоматизированном уровне, ее функции - разнообразные информационно-компьютерные и коммуникационные технологии, а также необходимые средства взаимосвязи различных (личных, школьных) ИОС и интеграция их в единую систему - общеобразовательную ИОС.

ИОС должна обладать как свойствами научно-методической универсальности, быть комплексно-взаимосвязанной по всем ее уровням, обладать практической применимостью на уровне школы и личностного проектирования.

Применение различных технологических устройств и технологий формирует образовательную информационную среду образовательной организации, облегчает труд преподавателей, совершенствует информационные процессы, увеличивает скорость обработки информации. Технология «интернет вещей» позволяет по новому взглянуть на учебные процессы, в режиме реального времени, когда вся необходимая информация 61

всегда под рукой. И в соответствии с этим скорость принятия решений и управление образовательной средой становится гораздо более оперативной и понятной.

В заключение следует отметить:

- формирование системы управления информационной средой образовательной организации средствами технологии «интернет вещей» представляет собой единый процесс разработки и реализации комплекса взаимосвязанных, последовательно выполняемых целевых программных проектов от генерации идеи до ее внедрения.

-структурно-функциональная модель формирования системы управления информационной средой образовательной организации средствами технологии «интернет вещей» разработана с опорой на известные теоретические концепции и методологические позиции, реализующие системный подходы

- проведена первичная апробация модели и обоснована

эффективность внедрения технологии «интернет вещей».

+ еще 42 источника