В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Тлеумагамбетовой Данары Шайкуалиевны на тему «Теоретико-практические основы совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности» по образовательной программе «8D01511 – Информатика».
Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Информатики» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - казахский
Официальные рецензенты:
Хамзина Ботагоз Еркеновна– доктор педагогических наук, доцент, Казахский агротехнический исследовательский университет им. С. Сейфуллина, и.о. профессора кафедры «Физика и химия» (г. Астана, Республика Казахстан).
Жайдакбаева Ляззат Куандыковна– кандидат педагогических наук, Южно-Казахстанский исследовательский университет им. М. Ауэзова, заведующий кафедрой информатики (г. Шымкент, Республика Казахстан).
Временные члены Диссертационного совета:
Шадиев Рустам Нарзикулович - доктор философии (PhD), профессор педагогического колледжа, Чжэцзянский университет (г. Ханчжоу, Китайская Народная Республика).
Мукашева Манаргуль Умирзаковна– кандидат педагогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Центра развития цифровизации образования Национальной академии образования имени И. Алтынсарина (г. Астана, Республика Казахстан).
Токжигитова Нургуль Каирбаевна- доктор философии (PhD), ассоциированный профессор факультета «Computer science», университет Торайгырова (г. Павлодар, Республика Казахстан).
Научные консультанты:
Серік Меруерт – доктор педагогических наук, профессор, Евразийский национальный университет им Л.Н. Гумилева, профессор кафедры «Информатика» (г. Астана, Республика Казахстан)
Ярослав Култан – доктор философии (PhD), профессор кафедры «Прикладная информатика» Братиславского экономического университета (г. Братислава, Словацкая Республика)
Защита состоится: 10 декабря 2025 года 10:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D015 – Подготовка педагогов по естественнонаучным предметам» по специальности «8D01511 – Информатика» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Проведение заседания диссертационного совета в онлайн формате.
Ссылка: https://surli.cc/ijyxee
Адрес: г. Астана, ул. К. Сатпаева 2, Главный корпус, ауд. № 302.
Аннотация (рус.): Актуальность исследования. В связи с активным внедрением цифровых технологий и информационных систем во все сферы общественной жизни, наблюдается постоянно возрастающая необходимость обеспечения информационной безопасности. Увеличение числа кибератак, утечек данных и мошенничества в сети требует от всех участников цифрового пространства, в том числе от будущих учителей информатики, высокого уровня компетенции в области информационной безопасности. Однако современные образовательные программы не охватывают вопросы информационной безопасности в достаточной мере. Эта ситуация приводит к отсутствию системного подхода в формировании у будущих учителей соответствующих знаний и навыков, что, в свою очередь, снижает их готовность к обучению основам кибербезопасности. Данное противоречие сохраняется, несмотря на то, что в государственных образовательных стандартах уже предусмотрены требования к включению этих вопросов в школьную программу. Преподаватели информатики должны не только глубоко освоить область информационной безопасности, но и эффективно передавать эти знания, формируя у студентов культуру безопасного поведения в цифровой среде. Быстрое развитие информационных технологий и методов кибератак требует постоянного обновления содержания подготовки будущих учителей, а также внедрения инновационных методов обучения, таких как моделирование кибератак, виртуальные лаборатории и практико-ориентированные задания. Учителя информатики играют ключевую роль в формировании цифровой грамотности у подрастающего поколения, а их профессиональная подготовленность в области информационной безопасности напрямую влияет на уровень безопасности студентов в интернете. Несмотря на существующие исследования в области информационной безопасности, проблемы подготовки будущих учителей информатики в этом направлении недостаточно изучены. Это требует разработки новых теоретических концепций, методических подходов и практических рекомендаций с целью совершенствования образовательного процесса. Кроме того, несоответствие между теоретическими основами подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности и практическими требованиями к их профессиональным компетенциям выявляет наличие определенных противоречий. Необходимость решения этих противоречий и их важность, а также выявление эффективных методов улучшения подготовки в области информационной безопасности, соответствующих современным требованиям образования и информационного общества, стали основой для формулирования научной проблемы исследования. Цель исследования: определение теоретических основ совершенствования подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности и их практическая реализация. Объект исследования: учебный процесс в высших учебных заведениях. Предмет исследования: процесс совершенствования подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности в высших учебных заведениях. Научная гипотеза исследования: если в учебном процессе высшего учебного заведения подготовка будущих учителей информатики в области информационной безопасности будет теоретически и практическим образом совершенствоваться на основе современных технологий и методов, то у студентов высших учебных заведений увеличится профессиональная компетентность в области информационной безопасности, поскольку будет подготовка специалистов, обладающих навыками защиты данных, детектирования и блокировки сигналов, а также предотвращения угроз на основе машинного обучения. Задачи исследования: - Определение теоретических основ совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности: - анализ и сравнительная оценка состояния подготовки студентов высших учебных заведений по информационной безопасности; - определение и систематизация комплекса технологических приложений, применяемых для совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности на основе методов машинного обучения; - разработка модели теоретико-практических основ совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности с использованием алгоритмов и методов машинного обучения. - Определение практических основ совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности: - разработка учебно-методического обеспечения совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности; - определение основ применения алгоритмов машинного обучения в совершенствовании подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности. - Создание информационно-образовательного портала, используемого для совершенствования подготовки будущих учителей информатики в высшем учебном заведении. - Проведение опытно-экспериментальной работы по совершенствованию подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности и анализ полученных результатов. Ведущая идея исследования: Совершенствование подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности через разработку и внедрение теоретико-практической системы обучения, включающей современные подходы к формированию профессиональных компетенций, использование инновационных технологий защиты информации и создание условий для формирования устойчивых навыков обеспечения цифровой безопасности у педагогов. Это обеспечит подготовку конкурентоспособных специалистов, соответствующих актуальным требованиям образования и цифровой среды. Методологические и теоретические основы исследования базируется на современных концепциях педагогики, теории информационной безопасности и принципах цифрового образования. Оно ориентировано на компетентностный подход к формированию у будущих учителей необходимых знаний, умений и навыков в области защиты информации. Системный подход позволяет рассматривать процесс совершенствования подготовки будущих учителей информатики как целостную структуру, охватывающую нормативные, технологические и педагогические аспекты, обеспечивающую комплексное развитие компетенций в области информационной безопасности. Инновационный подход включает внедрение современных образовательных технологий, таких как открытые информационные образовательные платформы, инструменты для детектирования и блокировки аудио- и видеосигналов, а также методы активного обучения. В методологическом аспекте исследование опирается на анализ научной литературы и нормативных документов, педагогический эксперимент, методы анкетирования и тестирования, а также статистическую обработку данных для оценки эффективности предложенной модели обучения. Источники исследования: Закон Республики Казахстан «Об образовании», профессиональная карточка «Педагог. Преподаватель вуза» профессионального стандарта «Педагог», Национальный проект «Білімді ұлт» по качественному образованию, приказы и нормативные документы, касающиеся стандартов высшего образования, концепции развития высшего образования и науки Республики Казахстан на 2023–2029 годы, концепция цифровой трансформации и развития информационно-коммуникационных технологий и кибербезопасности, отечественные и зарубежные научные исследования в области информационной безопасности, образовательные веб-сайты. Методы исследования: - научно-теоретические методы (анализ научной литературы по педагогике, методике преподавания информационной безопасности и информатики, анализ учебных программ и учебно-методических материалов, анализ условий использования учебно-информационной среды для индивидуализированного обучения, моделирование процесса подготовки будущих учителей информатики); - эмпирические методы (педагогическое наблюдение за процессом подготовки студентов в области информационной безопасности, проведение опросов для выявления уровня знаний студентов и их потребностей, анализ результатов, проверка гипотез, определение уровня формирования знаний, умений и навыков студентов); - методы математической и статистической обработки данных (статистический анализ полученных данных для оценки эффективности введенных подходов, сравнительный анализ экспериментальных результатов). База исследования: Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева, Восточно-Казахстанский университет имени С. Аманжолова, Атырауский государственный университет имени Х. Досмухамедова. Этапы исследования: Начальный этап (первая половина 2022–2023 учебного года). На данном этапе определились и уточнялись цели и задачи исследования. Были выбраны необходимые базы для проведения экспериментальных и эмпирических исследований, разработано содержание рабочей программы по специальным дисциплинам. Также был разработан комплекс вопросов для анкеты, проведено анкетирование. Также проведен комплексный обзор научной, методической и педагогической литературы, материалов интернет-ресурсов, выполнен содержательный анализ. Был проведен глубокий анализ содержания специального курса по информационной безопасности, который играет важную роль в профессиональной подготовке будущих учителей информатики. Структурные и содержательные компоненты курса были систематизированы. Этап формирования (вторая половина 2022–2023 учебного года, 2023–2024 и первая половина 2024–2025 учебного года). На этом этапе была разработана научно обоснованная модель совершенствования подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности. На основе этой модели был подготовлен структурированный учебное пособие, сочетающий теоретический материал с практическими заданиями для формирования практических навыков в области информационной безопасности у студентов. Для распространения образовательного контента был создан открытый информационно-образовательный портал. Были проведены экспериментальные работы по исследуемой теме. Заключительный этап. Вторая половина 2024-2025 учебного года. На данном этапе результаты практических работ по совершенствованию подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности были всесторонне проанализированы и систематизированы. Результаты проведённого эксперимента были проанализированы, а их эффективность была обоснована конкретными доказательствами. Также, в целях оформления результатов исследования, диссертация была оформлена в соответствии с требованиями структурных стандартов. Полученные данные были обработаны с использованием математических и статистических методов, и была проверена статистическая значимость полученных результатов. Научная новизна исследования: 1. Определение теоретической основы совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности, включающей использование методов машинного обучения, систематизацию процессов хэширования данных, а также выявление и блокирование сигналов в составе комплекса информационной безопасности, реализуемого в учебном процессе. 2. Разработана модель теоретико-практических основ совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности на основе применения алгоритмов и методов машинного обучения. 3. Практические основы совершенствования подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности включают разработку учебно-методического обеспечения и использование алгоритмов машинного обучения в учебном процессе в рамках искусственного интеллекта. 4. Создан информационно-образовательный портал, обеспечивающий информационную безопасность в процессе подготовки будущих учителей информатики в высшем учебном заведении, включающий систему биометрического прокторинга, QR-коды, информационный чат-бот и контент, основанный на машинном обучении. 5. Проведение практических экспериментальных работ по совершенствованию подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности с получением положительных результатов. Практическая значимость исследования: 1. В рамках образовательной программы «6В01511- Информатика» Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева был дополнен курс «Информационная безопасность» темами, связанными с хэшированием, машинным обучением в области искусственного интеллекта, детектированием и блокировкой сигналов. 2. Для студентов образовательной программы «6В01511 - Информатика» Восточно-Казахстанского университета имени С. Аманжолова в специальный курс «Основы информационной безопасности» были внесены дополнения с современными темами. 3. Для студентов образовательной программы «6B01503 - Информатика и информационно-коммуникационные технологии в системе образования» Атырауского государственного университета имени Х. Досмухамедова в специальный курс «Основы информационной безопасности» были внесены дополнения с современными темами. 4. В целях совершенствования знаний и формирования новых умений и навыков будущих учителей информатики был разработан учебное пособие «Теоретико-практические основы информационной безопасности (Алгоритмы шифрования. Хеш-функции. Машинное обучение в информационной безопасности)». 5. Разработана программа для ЭВМ «Информационно-образовательный портал “Курсы для подготовки будущих учителей информатики: применение машинного обучения, сетевых технологий и информационной безопасности”» (Свидетельство о внесении данных в Государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан №50360 от 10.10.2024 г.) (Приложение Ә). 6. Разработана программа для ЭВМ «Средства мониторинга и защиты данных по информационной безопасности для будущих учителей информатики (аудиозапись, видеозапись, средства блокирования сигналов)» (Свидетельство о внесении данных в Государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом Республики Казахстан №57678 от 06.05.2025 г.) (Приложение Ә). 7. Разработан информационно-образовательный портал «Курсы для подготовки будущих учителей информатики: применение машинного обучения, сетевых технологий и информационной безопасности» (security.org.kz). Точность и обоснованность научных результатов исследования: Точность и обоснованность результатов исследования подтверждается использованием комплекса теоретических и эмпирических методов, экспериментальной проверкой теоретических и практических основ подготовки будущих учителей информатики в области информационной безопасности, а также положительными результатами апробации предложенной модели. Результаты исследования были обработаны с использованием математических и статистических методов, и их соответствие начальным научным гипотезам Положения, выносимые на защиту: 1. Теоретические основы совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности: определение и систематизация информационного комплекса, применяемого в процессе подготовки будущих учителей информатики, включающего использование методов машинного обучения, хэширование данных, а также выявление и блокирование сигналов в контексте обеспечения информационной безопасности. 2. Модель теоретико-практических основ совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности, включающая алгоритмы и методы машинного обучения. 3. Практические основы совершенствования подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности: 3.1. Учебно-методическое обеспечение, реализующее информационный комплекс, направленный на совершенствование знаний, формирование новых умений и навыков будущих учителей информатики в области информационной безопасности. 3.2. Применение алгоритмов машинного обучения для предотвращения информационных угроз в процессе совершенствования подготовки будущих учителей информатики. 4. Информационно-образовательный портал, обеспечивающий информационную безопасность в процессе подготовки будущих учителей информатики в высшем учебном заведении, включающий систему биометрического прокторинга, QR-коды, информационный чат-бот и контент, основанный на технологиях машинного обучения. 5. Результаты опытно-экспериментальных работ по совершенствованию подготовки будущих учителей информатики по информационной безопасности. Обсуждение и реализация результатов исследования. Результаты исследования были опубликованы в 10 научных публикациях, включая: 2 статьи в международных журналах, индексируемых в базе Scopus: 1. Integration of Cybersecurity into Computer Science Teachers’ Training: Systematic Review // International Journal of Engineering Pedagogy (IJEP). - 2025. - V. 15. - № 4. - С. 57-75 2. Information Security of Educational Portal Based on Face Anti-Spoofing Method: Effectiveness of Tiny Neural Network Machine Learning Model // I.J. Modern Education and Computer Science, 2025, №3, с. 59-71. 3 статьи в научных изданиях, рекомендованных Комитетом по обеспечению качества науки и высшего образования Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан: 1. Методические рекомендации по обучению некоторым вопросам курса «Информационная безопасность» // Вестник Торайгыров Университета. - 2023. - № 2. - С. 199-210. 2. Методы реализации криптографических алгоритмов в среде программирования Python // Вестник Национальной академии наук Республики Казахстан. - 2023. - Т. 403. - № 3. - С. 203-217; 3. Совершенствование содержания специализированного курса «Информационная безопасность» в учебном процессе: обнаружение кибератак с использованием машинного обучения // Вестник КазНУ. Серия «Педагогические науки» (2520-2634). - 2024. - Т. 78. - № 1. - С. 174-186. Международные и Республиканские конференции- 2 статьи: 1. Monitoring student actions during online testing using machine learning // International Journal of Engineering Research in Computer Science and Engineering (IJERCSE). - 2024. - V. 11. - С. 45-48. 2. Application of Computer Vision Methods for Information Security // R&E-SOURCE. - 2025. - С. 161-177. Свидетельства о регистрации авторских прав на объекты, включенные в государственный реестр: 1. Информационный образовательный портал «Курсы для подготовки будущих учителей информатики: машинное обучение, сетевые технологии и информационная безопасность». (Свидетельство № 50360, 10.10.2024). 2. Информационные средства контроля и защиты данных по информационной безопасности для будущих учителей информатики (аудиозаписи, видеозаписи, средства блокировки сигналов). (Свидетельство № 57678, 06.05.2025). Учебное пособие: 1. Теоретические и практические основы информационной безопасности (Алгоритмы шифрования. Хэш-функции. Машинное обучение в информационной безопасности). Учебное пособие. - Астана, 2024. - 103 с. Структура диссертации включает: введение, три главы, список использованных источников и приложения.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://youtu.be/4O_P5ZJ7VYg
