Защита диссертации Калкабаевой Зухры Кусайновны на соискание степени доктора философии (PhD) по специальности «8D01511 - Информатика»
В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Калкабаевой Зухры Кусайновны на тему Совершенствование профессиональных навыков обучающихся с применением технологий VR/AR в образовании по образовательной программе «8D01511 – Информатика».
Диссертация выполнена на кафедре «Информатики» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.
Язык защиты - казахский
Официальные рецензенты:
Временные члены Диссертационного совета:
Научные консультанты:
Шындалиев Нуржан Тажибаевич – кандидат педагогических наук, ассоциированный профессор кафедры Информатики Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева (г. Астана, Республика Казахстан); Мукашева Манаргуль Умирзаковна – кандидат педагогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Центра развития цифровизации образования Национальной академии образования имени И. Алтынсарина (г. Астана, Республика Казахстан);
Григорьев Сергей Георгиевич – доктор технических наук, профессор, член-корреспондент Российской академии образования, профессор департамента «Информатика, управление и технологии» (РФ, г. Москва).
Защита состоится: 10 января 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: http://surl.li/gvlpup
Адрес: Астана қ., Қ. Сәтбаев көшесі, 2, № 302 ауд.
Аннотация (рус.): Актуальность исследования. В настоящее время интенсивно реализуется одно из основных направлений цифровизации общества - цифровизация сферы образования. Поэтому использование цифровых технологий в образовательных учреждениях важно для развития цифровизации образовательных областей. Кроме того, использование современных цифровых технологий в обучении способствует формированию и совершенствованию профессиональных навыков будущих специалистов. Совершенствование профессиональных навыков требует эффективного применения информационно-коммуникационных технологий. Это требует внесения изменений в образовательный процесс и обновления образовательной политики. То есть в процессе обучения необходимо внедрять новые идеи и современные инновации, которые могут вывести современную систему образования на новый уровень, изменив традиционные подходы к образованию на новые. В послании Главы государства К.К. Токаева народу Казахстана «Единство народа и системные реформы – прочная основа процветания страны»: «В период современных глобальных изменении в образовании выпускник может оказаться недостаточным еще до выхода на рынок труда. Поэтому компетентное министерство должно адаптировать учебные программы к новым условиям и обеспечить повышение качества высшего образования». В послании Президента народу Казахстана «Справедливое государство. Единая нация. Благословенное общество»: «Необходимо уменьшить дефицит востребованных и высококвалифицированных специалистов», в национальном проекте «Образованная нация» Качественное образование» говорится о необходимости повышения конкурентоспособности казахстанских вузов. В стратегическом плане развития Республики Казахстан до 2025 года: «образовательные программы должны быть направлены на совершенствование цифровых и технологических навыков, при подготовке кадров, обладающих специализированными отраслевыми навыками, а также навыками творческого и инновационного решения сложных комплексных задач и готовых к непрерывному изучению и овладению качественными и необходимыми навыками XXI века». Навык – это действие, которое возникает в результате многократного повторения действия и доводится до автоматического выполнения. Навык формируется и совершенствуется в результате изучения, повторения действия. К навыкам высокого уровня можно отнести профессиональные навыки, навыки работы с техническими и человеческими ресурсами. Профессиональные навыки – это специализация в определенной области, приобретение навыков, развитие навыков, обучение и получение опыта. Обычно развивает профессиональные навыки по интересам в профессиональной сфере. Технические навыки-это навыки, связанные с использованием технологий, и их можно разделить на практические, методические, процедурные и номинальные навыки. Навыки работы с персоналом относятся к навыкам, которые приводят к эффективному развитию человеческих ресурсов. При изучении профессиональных навыков важно изучить основы и развитие практических знаний и их понимание. Владение профессиональными навыками считается способностью лучше понимать и применять на практике основные понятия, явления и процессы, которые делают человека экспертом в своей профессии. Кто исследовал понятие профессиональных навыков и какое определение дали ученые-исследователи остановимся ниже: B. Göranzon определяет: «Профессиональные навыки относятся к знаниям, применяемым в практических ситуациях для решения стоящих перед вами задач», А. Sandblad рассматривает профессиональные навыки как знания, которые проявляются при встрече с индивидуальными уникальными ситуациями и событиями, способность выполнять оценочные действия и вмешательства, которые являются не только плодым теоретических исследований, но и практическим опытом. Согласно K.Y. Neiles и P.S. Mertz, профессиональные навыки – это критическое мышление, решение проблем и общее мышление, навыки обучения, коммуникативные навыки и навыки межличностного общения, такие как командная работа, сотрудничество и развитие лидерства. Формирование профессиональных навыков может быть изменчивым на протяжении всей жизни, а совершенствование осуществляется непрерывно. Исследования в области профессионального образования показывают, что простого опыта недостаточно для постоянного развития профессиональных навыков. Совершенствование профессиональных навыков должно осуществляться целенаправленно и систематически. Кроме того, важно совершенствовать и применять полученные навыки в профессиональной деятельности. Одним из инновационных направлений в совершенствовании профессиональных навыков является использование технологий VR и AR, которые в последние годы широко используются в образовании. Технологии виртуальной и дополненной реальности развиваются очень быстро и внедряются во многих областях. В том числе в процессе обучения набирает популярность использование технологий VR и AR. Авторы С. Бережная и О. Прокопенко отметили, что в ближайшие пять лет важность использования цифровых технологий в образовании значительно возрастет. Также предполагается, что новое поколение будет использовать современные образовательные технологии, основанные на использовании дополненной и виртуальной реальности и других инноваций. В послании первого президента страны Нурсултана Назарбаева «Третья модернизация Казахстана: глобальная конкурентоспособность» говорится: «Мы должны развивать новые индустрии, создаваемые с использованием цифровых технологий. Это важная комплексная задача. В стране необходимо развивать такие перспективные отрасли, как 3D-принтинг, онлайн-торговля, мобильный банкинг, цифровое обслуживание и другие, применяемые в здравоохранении, образовании. Основной фактор здесь должен быть направлен на массовое внедрение элементов четвертой промышленной революции. Это автоматизация, роботизация, искусственный интеллект, обмен «масштабными данными» и другие задачи», - подчеркнув развитие цифрового образования, включил в число основных требований интенсивное внедрение технологий четвертой промышленной революции в систему образования страны. Виртуальную и дополненную реальность относят к «4-й волне» технологических инноваций и изменений в мире компьютеров. Среди инновационных технологий, которые привели к большим изменениям в истории человечества, можно назвать появление персонального компьютера, интенсивное внедрение Интернет-технологий и мобильных устройств. Виртуальная и дополненная реальность широко используются во многих областях для визуализации и изучения абстрактных концепций, таких как медицина, инженерия, архитектура, разработка продуктов и геология. Таким образом, использование технологий виртуальной и дополненной реальности в вузах для определения эффективности обучения с помощью современных информационных технологий, отсутствие достаточных исследований по стимулированию интерес обучающихся к обучению, совершенствованию навыков и улучшению успеваемости, обуславливает необходимость применения технологий виртуальной и дополненной реальности в совершенствовании профессиональных навыков обучающихся. Неопределенность в том, как и в каком направлении используются технологии VR/AR в процессе совершенствования знаний и профессиональных навыков обучающихся, и отсутствие доказанных и устоявшихся методологий вызывает противоречия исследовательской работы. Необходимость устранения выявленного противоречия определяет проблему применения методики VR/AR визуализации в совершенствовании профессиональных навыков обучающихся и дало основание назвать темы исследовательской работы «Совершенствование профессиональных навыков обучающихся с применением технологий VR/AR в образовании». Таким образом, указанные факторы основываются на актуальности выбранной темы исследования. Эти условия позволили определить основную цель, объект и предмет данного диссертационного исследования, гипотезу и задачи исследования. Объект исследования - учебный процесс вуза. Предмет исследования - процесс совершенствования профессиональных навыков обучающихся с применением технологий виртуальной и дополненной реальности в вузах. Цель исследования: Определение теоретико-практических основ совершенствования профессиональных навыков обучающихся с использованием в образовании возможностей технологий виртуальной и дополненной реальности. Гипотеза исслеования: если определены теоретико-практические основы применения технологий виртуальной и дополненной реальности в учебном процессе вузов, то повысило бы уровень знаний и улучшило бы профессиональные навыки обучающихся, так как использование возможностей технологий виртуальной и дополненной реальности в образовании способствует конкурентоспособности специалистов направления информатики и информационно-коммуникационных технологий. Задачи исследования: 1. Выявление и анализ теоретических основ применения технологий виртуальной и дополненной реальности в современной образовательной системе; 2. Создание модели совершенствования профессиональных навыков обучающихся с применением технологий виртуальной и дополненной реальности в образовании; 3. Предложить методику совершенствования навыков обучающихся с использованием возможностей VR/AR визуализации; 4. Разработка расширенной таксономии оценки усовершенствованных профессиональных навыков с помощью виртуальной и дополненной реальности; 5. Проведение экспериментальной работы по эффективности использования технологий виртуальной и дополненной реальности в учебном процессе, анализ результатов. Ведущая идея исследования: Закон РК «Об образовании", Национальный проект «Образованная нация» качественное образование» предусматривают «Необходимость повышения конкурентоспособности казахстанских вузов», в связи с чем возникла идея совершенствования профессиональных навыков обучающихся с применением технологий виртуальной и дополненной реальности в вузах. Методологические и теоретические основы исследования: Государственный общеобязательный стандарт высшего образования Республики Казахстан, методология применения цифровых технологий в образовании, научная литература по применению технологий виртуальной и дополненной реальности в обучении, методы совершенствования навыков. Источники исследования: нормативно-правовые документы, Закон Республики Казахстан «Об образовании», Национальный проекти «Качественное образование «Образованная нация», государственный общеобязательный стандарт высшего образования, профессиональный стандарт «Педагог», зарубежные и отечественные научные труды по цифровым технологиям. Методы исследования: теоретические методы - обзор и анализ отечественных и зарубежных научных трудов, обобщение и систематизация теоретического материала, связанного с темой исследовательской работы; эмпирические методы - проведение анкетирования и тестирования по применению технологий виртуальной и дополненной реальности в образовании, проведение педагогического эксперимента; обоснование полученных результатов с помощью статистических методов. Основные этапы исследования: 1-этап (первая половина 2020-2021 учебного года) – выявлена актуальность темы исследования, цель и задачи, предмет, объект, научная новизна, теоретическая и практическая значимость, обоснован научный аппарат исследовательской работы. В соответствии с задачами исследования составлен план работ, определены этапы выполнения. Проведен анализ зарубежных и отечественных научных и учебно-методических работ по применению технологий виртуальной и дополненной реальности в образовании, опубликована обзорная статья. Составлен план экспериментальных работ, определены базы исследований. 2-этап (вторая половина 2020-2021 учебного года, 2021-2022 учебный год, первая половина 2022-2023 учебного года) – Подготовлены контрольно-измерительные материалы для экспериментальной работы, проведено экспериментальное исследование. Было разработано приложение виртуальной реальности «VR_Algorithm» для использования в образовании, получено авторское право и внедрено в процесс обучения. Подготовлено методическое пособие «Иммерсивті оқыту технологиялары: Виртуалды және толықтырылған шынайылық». Подготовлена рабочая учебная программа (Силлабус) по дисциплине «Разработка и создание компьютерных игр», дополнена новыми темами по теме исследовательской работы. 3-этап (2022-2023) – результаты экспериментального исследования были проанализированы, обработаны статистическим методом. Полученные результаты обобщены и оформлены материалы диссертационной работы. База исследования: Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Актюбинский региональный университет им. К. Жубанова, Национальная академия образования им. И. Алтынсарина. Научная новизна и теоретическая значимость исследования: 1. Разработана модель совершенствования профессиональных навыков обучающихся с применением в образовании технологий виртуальной и дополненной реальности, состоящая из нормативно-целевых, содержательно-методических и результативно-оценочных блоков; 2. Предложена методика совершенствования навыков обучающихся с использованием возможностей VR/AR визуализации: 2.1. Разработано приложение виртуальной реальности «VR_Algorithm» для использования в образовании и внедрено в учебный процесс внедрена в учебный процесс образовательных программ «6B06103-Вычислительная техника и программное обеспечение» по дисциплине «Алгоритмизация и программирование» и «6B01503- Информатика» по дисциплине «Программирование»; 2.2. Подготовлено методическое пособие «Иммерсивті оқыту технологиялары: Виртуалды және толықтырылған шынайылық»; 2.3. Подготовлена рабочая учебная программа (Силлабус) по дисциплине «Разработка и создание компьютерных игр», дополнена новыми темами по теме исследовательской работы; 3. Разработана расширенная таксономия оценки усовершенствованных профессиональных навыков с помощью виртуальной и дополненной реальности; 4. Проведены экспериментальные работы по совершенствованию профессиональных навыков обучающихся с применением технологий виртуальной и дополненной реальности в учебном процессе, проанализированы результаты. Практическая значимость исследования: Разработано программное и методическое обеспечение для совершенствования профессиональных навыков обучающихся: 1. Разработано приложение виртуальной реальности «VR_Algorithm» и внедрено в учебный процесс образовательных программ «6В06103-Вычислительная техника и программное обеспечение» по дисциплине «Алгоритмизация и программирование», «6В01503 – Информатика» по дисциплине «Программирование». Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом в приложении виртуальной реальности «VR_Algorithm» № 24812, «6» апрель 2022 г. 2. Разработано приложение виртуальной реальности «Abay. 4 mausym». Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом в приложении виртуальной реальности «Abay. 4 mausym» № 28720, «12» сентябрь 2022 г. 3. Подготовлено методическое пособие «Иммерсивті оқыту технологиялары: Виртуалды және толықтырылған шынайылық». – г. Нур-Султан: Национальная академия образования имени И. Алтынсарина, 2022 г. – 112 с. ISBN 978-601-7353-36-0. 4. Подготовлена рабочая учебная программа (Силлабус) по дисциплине «Разработка и создание компьютерных игр» к образовательной программе «6В01503 - Информатика» Евразийского национального университета им. Л. Н. Гумилева и «Создание компьютерных игр» к образовательным программам «6В01503 - Информатика», «6В06103-Вычислительная техника и программное обеспечение» Актюбинского регионального университета им. К. Жубанова и дополнена новыми темами по теме исследовательской работы. Обоснованность и достоверность результатов исследования: Результаты экспериментальной проверки эффективности использования технологий виртуальной и дополненной реальности в образовании, совершенствование профессиональных навыков обучающихся, внедрение результатов исследований в учебный процесс. Основные положения, выносимые на защиту: 1. Модель совершенствования профессиональных навыков обучающихся с применением технологий виртуальной и дополненной реальности в образовании, состоящая из нормативно-целевых, содержательно-методических и результативно-оценочных блоков; 2. Методика совершенствования навыков обучающихся с использованием возможностей VR/AR визуализации. Для поддержки методики разработано программное и методическое обеспечение: 2.1. Приложение виртуальной реальности «VR_Algorithm» для использования технологий VR/AR в образовании; 2.2. «Иммерсивті оқыту технологиялары: Виртуалды және толықтырылған шынайылық» методическое пособие. Рабочая учебная программа (Силлабус) дисциплины «Разработка и создание компьютерных игр» по образовательной программе «6В01503 - Информатика» Евразийского национального университета им. Л. Н. Гумилева и дисциплины «Создание компьютерных игр» по образовательным программам «6В01503 - Информатика», «6В06103-Вычислительная техника и программное обеспечение» Актюбинского регионального университета имени К. Жубанова дополнена новыми темами по теме исследовательской работы; 3. Расширенная таксономия оценки усовершенствованных профессиональных навыков с использованием виртуальной и дополненной реальности: компоненты таксономии Myller, компоненты таксономии Ihantola и авторские компоненты; 4. Экспериментальные результаты совершенствования профессиональных навыков обучающихся с применением технологий виртуальной и дополненной реальности в учебном процессе. Обсуждение и реализация результатов исследования: 1 статья в журнале индексируемой в международных базах данных: 1. Visualization of Sorting Algorithms in the Virtual Reality Environment. Frontiers in Education. Volume 8 -2023| https://doi.org/10.3389/feduc.2023.1195200. 2 статьи в материалах международной конференции, входящей в базу данных Scopus и Web of Science с ненулевым импакт-фактором: 1. Development of Virtual and Augmented Reality Applications with Realization Project-based Learning. 13th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT'2023). Wrocław, 2023. 2. Teachers' Perspectives on the use of Virtual Reality in Collaborative Learning. 13th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT'2023). Wrocław, 2023. 4 статьи в журналах рекомендуемых Комитетом по обеспечению качества в сфере науки и высшего образования Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан: 1. Қазіргі білім жүйесінде виртуалды және толықтырылған шындық технологияларының қолданылуы // Абай атындағы ҚазҰПУ Хабаршысы, Физика-математика ғылымдары сериясы. № 4(72), 2020 ж. 2. Виртуалды және толықтырылған шындық технологияларын оқу процессінде қолданудың практикалық негізі // Торайғыров университетінің Хабаршысы, Педагогикалық сериясы. № 3, 2021 ж. 3. Реализация конструктивистского подхода к обучению при разработке приложений виртуальной и дополненной реальности // Қарағанды университетінің Хабаршысы. Педагогика сериясы. № 1, 2023 ж. 4. Возможные проблемы при использовании виртуальной реальности в обучении // Абай атындағы ҚазҰПУ Хабаршысы, Физика-математика ғылымдары сериясы. № 84(4), 2023 ж. 7 статьи в международных научных конференциях и научных журналах: 1. Білім беруді виртуалды және толықтырылған шындық технологиялары арқылы жетілдірудің өзектілігі // Студенттер мен жас ғалымдардың «ǴYLYM JÁNE BILIM - 2021» XVI Халықаралық ғылыми конференция (Нұр-сұлтан, 2021). 2. Оқыту процесінде виртуальды және толықтырылған шынайылықты қолданудың мүмкіндіктері // «Жаңартылған білім беру мазмұны жағдайында мектеп пен жоғары оқу орындарында математика мен физиканы оқытудың өзекті мәселелері» атты Халықаралық ғылыми-практикалық конференция (Алматы, 2021). 3. Особенности социальных платформ виртуальной реальности для дистанционного обучения (РИНЦ) // «Миссия образования - мир будущего» педагогикалық білім беру бойынша ХXII Халықаралық ғылыми-практикалық конференция, (Калининград, 2022). 4. Using virtual reality in programming education // «Immersive technologies in education» // Collection of materials of the II Scientific and Practical conference with international participation (Kyiv, 2022). 5. Здоровьесберегающие аспекты обучения в учебной среде виртуальной реальности // «Физико-математическое образование: цели, достижения и перспективы» Халықаралық ғылыми-практикалық конференция (Минск, 2022). 6. Психолого-педагогические аспекты использования иммерсивных технологий в образовании (РИНЦ) // Вестник МГПУ. «Информатика и информатизация образования» сериясы №1(63) 2023 ж. 7. Collaborative learning in a virtual reality environment «Immersive technologies in education» // Collection of materials of the II Scientific and Practical conference with international participation (Kyiv, 2023). Международные семинары: 1. Виртуалды шынайылық: білім беру саласына енгізудің жай-күйі мен болашағы» тақырыбында халықаралық семинар. (Ақтөбе қаласы, Қ.Жұбанов атындағы АӨУ. 26 ақпан 2022 ж). 2. «Ғылым, техника және білім берудегі ақпараттық технологиялар» тақырыбында халықаралық семинар (Ақтөбе қаласы, Қ. Жұбанов атындағы АӨУ. 30 қараша 2023 ж.). 1 статья на внутриуниверситетской конференции: 1. Опыт применения виртуальной реальности в образовании // Университетская студенческая открытая конференция «Лига исследователей МГПУ» (Московский городской педагогический университет, Москва, 2022). Методическое пособие: 1. Методическое пособие «Иммерсивті оқыту технологияларын білім беруде қолдану: Виртуалды және толықтырылған шынайылық». – г. Нур-Султан: Национальная академия образования имени И. Алтынсарина, 2022 г. – 112 с. ISBN 978-601-7353-36-0. Приложения виртуальной реальности: 1. Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом в приложении виртуальной реальности «VR_Algorithm» № 24812, «6» апрель 2022 г. 2. Свидетельство о внесении сведений в государственный реестр прав на объекты, охраняемые авторским правом в приложении виртуальной реальности «Abay. 4 mausym» № 28720, «12» сентябрь 2022 г. Апробация и внедрение результатов исследования Результаты исследовательской работы апробированы и внедрены в учебный процесс по образовательным программам «6B01503 - Информатика», «6B06103-Вычислительная техника и программное обеспечение», «6B06105-Компьютерная инженерия», «6B06106-IT-медицина» Актюбинского регионального университета имени К. Жубанова. Кроме того, апробированы и внедрены в учебный процесс по дисциплине «Разработка и создание компьютерных игр» по образовательной программе «6B01503 - Информатика» Евразийского национального университета им. Л.Н. Гумилева и образовательным программам «6B01503-Информатика», «6B06103-Вычислительная техника и программное обеспечение» Актюбинского регионального университета им. К. Жубанова. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений.
Отзыв зарубежного консультанта
Заключение комиссии по этической оценке исследований
Решение диссертационного совета
Защита диссертации: https://youtu.be/uoJl19Gzm5k
