Современные информационные технологии и ИТ-образование
Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование» публикует оригинальные научные исследования, посвящённые вопросам развития новых информационных технологий, исследованию теоретических основ компьютерной науки, а также инновационным решениям и стандартам в сфере подготовки высокопрофессиональных и научных кадров для области ИТ и её приложений. Журнал предназначен для интеграции усилий академической общественности и специалистов разных стран с целью повышения эффективности исследовательской деятельности и освоения научного и технологического потенциала информационных технологий в науке, технологиях, экономике, подготовке научных кадров.
Фонд содействия развитию интернет-медиа, ИТ-образования, человеческого потенциала «Лига интернет-медиа»
Редакционная политика журнала основывается на традиционных этических принципах российской научной периодики и строится с учетом этических норм работы редакторов и издателей, закрепленных в Кодексе поведения и руководящих принципах наилучшей практики для редактора журнала (Code of Conduct and Best Practice Guidelines for Journal Editors) и Кодексе поведения для издателя журнала (Code of Conduct for Journal Publishers), разработанных Комитетом по публикационной этике - Committee on Publication Ethics (COPE). В процессе издательской деятельности редколлегия журнала руководствуется международными правилами охраны авторского права, нормами действующего законодательства РФ, международными издательскими стандартами и обязательной ссылке на первоисточник. Журнал позволяет авторам сохранять авторское право без ограничений. Журнал позволяет авторам сохранить права на публикацию без ограничений. Издательская политика в области авторского права и архивирования определяются «зеленым цветом» в базе данных SHERPA/RoMEO. Все статьи распространяются на условиях лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная, которая позволяет другим использовать, распространять, дополнять эту работу с обязательной ссылкой на оригинальную работу и публикацию в этом журналe.
В статье рассматривается более эффективный метод вычисления, чем вычисления, основанные по принципу "разделяй и властвуй". Ещё Гёте сказал – разделяй и властвуй хороший принцип, однако принцип объединяй и направляй лучше. Более эффективный метод, названный автором градуированным методом вычислений, соответствует этому принципу. Сюда в частности, относится метод быстрого умножения больших чисел используя преобразование Фурье. Алгоритмы, работающие по принципу "разделяй и властвуй", разработаны для сведения задачи с большой размерности к нескольким задачам меньшей размерности. Они описаны во многих учебниках по алгоритмам. Эффективность этого метода обосновывается описанный в этих учебниках мастер теореме. Этот метод обычно демонстрируется на алгоритме сортировки слиянием и на методе умножения Карацубы. Ранее автор на докладах в конференции и в работе демонстрировал преимущество градуированного метода именно в задачах сортировки и умножении больших чисел.
##submission.copyrightStatement## http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Генерация перестановок частично упорядоченного множества с учётом зависимости в элементах
Данная работа посвящена разработке методов, позволяющих существенно сократить количество линейных порядков, необходимых для анализа частично упорядоченных множеств. Такой анализ играет ключевую роль при тестировании многопоточных систем, где важно учитывать все допустимые варианты межпоточного взаимодействия. В настоящее время для тестирования подобных систем применяются как направленные литмус-тесты, специально сконструированные для проверки конкретных эффектов, так и генераторы последовательностей инструкций, порождающие рандомизированные, но простые и удобные для проверки, сценарии исполнения с существенными ограничениями. Применение сложных случайных входных данных затруднено из-за экспоненциального роста числа линейных порядков для анализа. Предлагаемый в данной работе алгоритм позволяет существенно сократить число рассматриваемых линейных порядков за счёт учёта зависимостей между элементами множества при их переупорядочивании. Полученные результаты делают возможным более эффективное тестирование многопоточных систем и расширяют область применения методов анализа частичного порядка.
Исследование структуры гетерогенного реконфигурируемого вычислителя для эффективной работы матричного метода муравьиных колоний
Развитие современных вычислительных систем направлено на увеличение количества вычислителей и ускорителей, в том числе и разнородных: матричных ускорителей, MIMD, SIMD и др., что требует модернизации вычислительных алгоритмов с учетом структуры компьютера. В работе рассматривается матричная модификация метода муравьиных колоний (ACO) для решения параметрической задачи. Для решения параметрической задачи, поиска оптимальных значений параметров, в методе ACO применяется графовая структура данных, в которой для каждого значения каждого параметра выделяется одна вершина, а муравей-агент должен выбрать по одному значению для каждого параметра. Данная структура позволяет рассматривать работу ACO как операции над матрицами. Предложенная матричная модификация, работающая с оптимизированной графовой структурой, позволяет достичь ускорения от 13 до 22 раз по сравнению с оригинальным методом при выполнении на CPU. Во многом такое ускорение обусловлено работой современного оптимизирующего компилятора C++. Предложен алгоритм представления матричного ACO для SIMD ускорителя и гетерогенного вычислителя. Проведены исследования на ускорителе с применением технологии NVIDIA CUDA, ускорение составило от 7 до 18 раз. Для применения ACO на CUDA требуется пересмотр алгоритма, разделение данных по типам памяти, правильное разделение на потоки и блоки, решения проблем синхронизации и передачи данных между CPU и GPU. Предложен алгоритм для гетерогенного вычислителя, выполняющего матричные преобразования на CPU и вычисление пути муравья-агента на GPU, который показал ускорение от 24 до 38 раз. Проведено теоретическое исследование эффективности применения гетерогенного матричного ACO на гетерогенном вычислителе, состоящем из наборов MIMD ядер и SIMD ускорителей. Предложен подход к определению предела теоретического ускорения алгоритма и оптимальная структура гетерогенного реконфигурируемого вычислителя.
Стратегия управления ресурсами информационной безопасности для максимизации финансовой прибыли коммерческой организации
В статье рассматривается задача выбора стратегии управления финансовым ресурсом в целях обеспечения эффективной системы защиты информации в коммерческой организации. Эффективность системы защиты информации подразумевает стабильную работу информационных активов компании и, следовательно, максимизацию общей прибыли, приносимой компанией в целом. Общая прибыль организации имеет прямую зависимость от стабильной работы информационных систем, которая в свою очередь, обеспечивается внедрением средств защиты информации и, соответственно, зависит от расписания внедрения данных средств в группах информационных активов. Математическая модель задачи сводится к задаче дискретной оптимизации – модифицированной задаче о назначениях. К ней не применимы алгоритмы и методы решения классической задачи о назначениях. Как правило, они находят свое применение после окончания назначений (здесь "периода внедрения"), когда весовая матрица для задачи о назначениях становится полностью известной. Их применение позволяет дать оценку использованной эвристической стратегии (варианта выбранной последовательности обеспечения защиты информационных активов) посредством сравнения значений целевых функций. При решении поставленной задачи для получения оценки сделаны нетривиальные преобразования как весовой матрицы, так и целевой функции исходной математической модели. Рассмотренная задача и предложенная математическая модель могут являться входной информацией при реализации системы поддержки принятия решений в области корпоративной безопасности. Написано программное обеспечение, широко варьирующее начальные данные, которое позволяет виртуально применять и оценивать различные эвристические стратегии Моделирование ситуации показало, что на практике в качестве эвристической допустимо использовать жадную стратегию.
Методы обнаружения дипфейков в видеоконференциях в реальном времени
В последние годы видеоконференции приобретают все более широкий размах, став неотъемлемым инструментом для проведения деловых совещаний, образовательных мероприятий и даже официальных правительственных встреч. Стремительное развитие технологий интернет-связи и доступность платформ видеоконференций (таких как Zoom, Microsoft Teams и Google Meet) способствуют переходу множества организаций на гибридные и дистанционные форматы работы. В результате глобальная аудитория пользователей онлайн-встреч исчисляется сотнями миллионов, и это число продолжает расти. Одновременно с расширением сферы применения видеоконференций возникает новая волна угроз, связанных с безопасностью и доверием участников. Среди таких угроз особенно выделяется феномен "дипфейков" (от англ. deepfakes), то есть синтетически сгенерированных или модифицированных аудио- и видеозаписей, которые практически невозможно отличить от оригинала невооруженным глазом. В работе рассматриваются вопрос детектирования дипфейков в реальном времени в видеоконференциях.
Фишинг уже в течение довольно длительного времени остается одной из самых опасных кибератак. Будучи технически простым подходом в реализации для атакующих, будучи довольно хорошо распознаваемым инструментальными средствами, обладая явно распознаваемыми признаками, этот способ атаки все равно остается работающим. Причина – это пользователи, которые продолжают переходить по подготовленным вредоносным ссылкам. Именно люди оказываются слабым звеном, которое и обеспечивает успех фишинга. Отсюда большое внимание, которое уделяется в мире образованию (уведомлению) пользователей об опасности и характерных признаках фишинга. В настоящей статье мы хотим остановиться на существующих в мире программах обучения противодействия фишингу. Такие программы существуют на разных уровнях: национальных, академических, в частных компаниях. Основа таких тренировок – это определение учащимися фишинговых сообщений среди реальных текстов (почтовых сообщений). Особый интерес представляет собой шкала фишинга от NIST, которая позволяет оценивать сложность таких тренировочных примеров.
Статистический анализ временных рядов для обнаружения PortScan и DDoS
В ходе выполнения работы в рамках этой статьи были исследованы статистические методы обработки временных рядов Z-оценка и модифицированная Z-оценка при обнаружении PortScan и DDoS аттак. Составлены 6 временных рядов из следующих характеристик трафика: cреднее количество пакетов, переданных от источников к получателям, скорость передачи данных от источника к приемнику, скорость передачи данных ответа, продолжительность соединения между источником и пунктом назначения, вычисленная энтропия на основе портов назначения каждого источника IP, количество уникальных портов назначения, подключенных каждым источником IP. Для оценки выше перечисленных статистических методов были использованы метрики достоверности, точности, отклика и F1-меры. Полученные численные результаты показывают, что модифицированная Z-оценка вызывает меньше ложно-положительное срабатывание по сравнению с Z-оценкой при обнаружении изучаемых сетевых угроз, что влияет на оценку перечисленных метрик. Достигнутые показатели F1-меры модифицированной Z-оценкой при обнаружении DDoS атак в районе 93%-98% в зависимости от использумой харастеристики трафика. F1-мера при обнаружении Portscan не превышает 58% в лучшем случае. Детальный анализ показал, что все обнаруженные PortScan относят к быстрому сканированию портов, так как данный вид сканирование вызывает сплеск трафика. Этот факт отражается через локальное нарушение стационарность временных рядов. Данные выводы подтвержены ADF и KPSS статистическими тестами, проведенными для проверки разных гипотез о стационарности рядов.
Распознавание сложно-составных действий человека на основе анализа последовательности скелетных поз
Одним из приоритетных направлений развития технологии компьютерного зрения является выделение скелетных данных из изображений людей и последующее использование этих данных для решения целого спектра прикладных задач. В статье дается краткий обзор технологий для решения задачи распознавания действий человека, выделяются основные подходы, описываются ограничения, преимущества и недостатки. Авторами предложен новый подход к распознаванию сложносоставных действий человека на основе анализа динамики скелетных данных и применения машины состояний. Используемый подход является многоступенчатым и сочетает в себе последовательное использование нейросетевой модели определения позы человека MoveNet, пользовательского слоя извлечения расширенных признаков (PoseEnhancementLayer), а также алгоритм выявления совершаемого действия на основе анализа поз в бифуркационных точках действия. Предложенное авторами решение позволяет определять действия без дополнительного обучения модели, что обеспечивает гибкость и масштабируемость. Тестирование на открытых датасетах показало высокую точность классификации поз человека и устойчивость к неполным или зашумленным последовательностям. Результаты работы актуальны для задач в области спортивной аналитики, интерактивного обучения, реабилитации и медицинского мониторинга.
Фронтенд цифрового репозитория публикаций на платформе DSpace
Данная статья посвящена изучению архитектуры Angular, используемой в качестве фронтенда для цифрового репозитория публикаций на платформе DSpace. Работа направлена на освещение ключевых принципов и особенностей построения современного фронтенда, который обеспечивает интуитивно понятный интерфейс и высокую производительность системы управления цифровыми объектами. Авторы подробно рассматривают модульную организацию приложения, компонентный подход, использование двунаправленного связывания данных и асинхронных операций, что, в совокупности, позволяет создавать динамичные, масштабируемые и устойчивые к нагрузкам веб-приложения. Значение изучения архитектуры фронтенда заключается в его способности адаптировать платформу DSpace к требованиям современной цифровой среды. Применение Angular, в качестве фронтенда, открывает разработчикам широкие возможности для внедрения дополнительных функциональных возможностей, таких как аналитика, адаптивный дизайн и автоматизация процессов. В результате, цифровой репозиторий превращается в эффективный инструмент для хранения, управления и распространения научных публикаций, способствуя увеличению доступности информации для исследователей и научного сообщества. Кроме того, статья предлагает детальное описание основных структурных элементов архитектуры фронтенда, что поможет разработчикам оптимизировать процессы разработки, тестирования и поддержки DSpace. Таким образом, изучение архитектуры Angular на примере DSpace, играет важную роль в создании современных цифровых систем, способствующих улучшению качества научного контента и обеспечению прозрачного доступа к информации в условиях цифровой трансформации образовательных и исследовательских учреждений. Внедрение таких фронтенд-решений также содействует улучшению взаимодействия между различными системами и повышению качества обслуживания конечных пользователей.
Модульная архитектура на основе локатора сервисов для рефакторинга монолитной нативной программной системы
Монолитные нативные программные системы, отличающиеся высокой связностью компонентов и зависимостью от проприетарных технологий, создают значительные трудности при модернизации и переходе на новые платформы. Данная работа посвящена разработке подхода к инкрементальному рефакторингу такой системы, обеспечивающего слабую связность и кроссплатформенность. Предложенное решение основано на использовании локатора сервисов и генерации программного кода для создания модульных компонентов с чёткими интерфейсами. Предлагаемая архитектурная реализация локатора сервисов использует принципы разделения ответственности и инверсии управления, комбинирует паттерны объектно-ориентированного программирования, обеспечивая безопасность типов времени выполнения, а также корректность управления временем жизни объектов и последовательности их инициализации. Подход поддерживает три цели: добавление новых функций, уменьшение технического долга и миграцию на новые инструменты и платформы для снижения зависимости от поставщиков. Разработанная архитектура позволяет проводить рефакторинг без остановки разработки, упрощая интеграцию и снижая риски. Эмпирическая проверка на реальном кейсе миграции программного обеспечения со стека технологий Embarcadero (Borland) С++ Builder и VCL на Microsoft Visual Studio и Qt с дальнейшим портированием на операционную систему Linux подтвердила применимость решения, которое может быть использовано для других систем с аналогичными ограничениями.
Минимизация ошибок нейросетевых моделей в библиотечно-издательской сфере
Внедрение нейросетевых технологий в библиотечно-издательскую сферу открывает значительные перспективы для автоматизации задач поиска, классификации и систематизации информации. Однако одной из ключевых проблем, ограничивающих точность и надёжность таких систем, являются галлюцинации - ошибки генерации, приводящие к созданию недостоверных данных. В данной статье рассматриваются основные причины возникновения галлюцинаций в нейросетевых моделях, используемых в библиотечных системах, и предлагаются методы их минимизации. В рамках исследования проведен анализ распространенных ошибок, возникающих при выполнении библиотечных задач, включая фактологические несоответствия, ошибки библиографических ссылок, некорректные рекомендации и смешение жанров. Для снижения частоты ошибок предложены методы уточнения запросов, включая Chain-of-Thought, Tree-of-Thought, Temperature Scaling, Beam Search и смешанную стратегию. Разработанный метод уточнения запросов позволяет повысить точность поиска и сократить вероятность генерации нерелевантных ответов за счет устранения сленга, улучшения формулировки и добавления уточняющих параметров. Экспериментальная оценка предложенных методов показала, что их применение позволяет снизить частоту галлюцинаций до 95%, а точность выполнения библиотечных задач, таких как поиск автора, фактологическая проверка и рекомендации литературы, существенно возрастает. Представленные результаты подтверждают эффективность предложенного подхода и демонстрируют потенциал его практического использования для повышения надежности библиотечно-издательских нейросетевых систем.
Классификация микрокальцификатов рака молочной железы с использованием гибридной модели глубокого обучения с дискретным вейвлет-преобразованием и ResNet-50 с усилением внимания
Рак молочной железы остается существенной проблемой общественного здравоохранения, характеризующейся растущей распространенностью. Точное раннее выявление имеет первостепенное значение для эффективного лечения и улучшения результатов лечения рака молочной железы. Разнообразие опухолей молочной железы и сложность их микросреды представляют собой значительные проблемы. Создание надежного подхода к обнаружению кальцификации молочной железы и микрокальцификации является постоянной проблемой, которую исследователи должны продолжать изучать. Цель состоит в том, чтобы разработать эффективную методологию, которая способствует повышению выживаемости пациентов. Поэтому в этой статье представлен новый подход к классификации кальцификации молочной железы в маммографии, направленный на различение доброкачественных и злокачественных случаев. Стремясь решить эти проблемы, мы предложили наш гибридный подход к классификации кальцификации молочной железы на изображениях маммограммы. Предлагаемый подход начинается с фазы предварительной обработки изображения, которая включает фильтры шумоподавления и улучшения. После этого мы предложили нашу гибридную архитектуру классификации. Гибридная модель объединяет три ключевых компонента для классификации микрокальцификатов при раке молочной железы: дискретное вейвлет-преобразование (DWT) и механизмы внимания (сжатие и возбуждение (SE)) и ResNet 50. Используя набор данных CBIS-DDSM, применение нашей предложенной гибридной модели DWT and SE-Augmented ResNet-50 достигло максимальной точности 96,74% по сравнению с использованием только ResNet 50, где ее точность достигла 91,79%.
Информационный эволюционизм как ядро системных процессов глобальной коэволюции Человечества
Системный генезис Человечества рассматривается с позиций информатико-кибернетического моделирования процесса развития самоуправляющейся иерархо-сетевой системы Человечества. Используя в качестве маркера системного генезиса Человечества этапы усложнения базисной информационной технологии (БИТ) – что и делает «эволюционизм» информационным, – прослеживаются основные этапы сменяющихся системных составляющих: 1) БИТ. Субъекты этапа, сложность их самосознания; 2) Времена старта, кульминации скорости развития; 3) Макропространства: масштаб макроструктурных технологий и субстрата коллективного бессознательного; 4) Сообщества/социумы; 5) Превалирующие территориальные управленческие структуры; 6) Общественно-экономические формации; 7) Виды собственности; 8) Типы общественного хозяйства; 9) Пространственные типы цивилизаций; 10) Многомерный иерархический территориальный суверенитет; 11) Многомерные иерархические территориальная идентичность и патриотизм; 12) Боевое оружие; 13) Микропространства: точность производственных технологий, размеры структурных элементов живого, единицы памяти (субстрата психики индивида); 14) Уровни системной образованности индивида, примерный возраст образовываемого; 15) Типы знаковых систем. Характеристики превалирования этих системных составляющих даются для основных этапов глобальной коэволюции: I. ~28,2-1,86 млн лет назад, с кульминацией (революцией гоминид) ~9,26 млн лет назад, в ареалах (радиусом эквивалентного круга/шара) ~4,2-64 м; II. ~1,86-0,123 млн лет назад, с кульминацией (революцией материального производства нижнего палеолита) ~0,612 млн лет назад, в ареалах ~64-1000 м; III. ~123-8,1 тыс. лет назад, с кульминацией (верхнепалеолитической революцией) ~40,3 тыс. лет назад, в ареалах ~1-15 км; IV. ~8,1 тыс. лет назад-~1446 г., с кульминацией (революцией «осевого» времени) ~2,7 тыс. лет назад, в ареалах ~15-223 км; V. ~1446-1946 гг., с кульминацией (индустриальной революцией) ~1806 г., в ареалах ~223-3370 км; VI. ~1946-1979 гг., с кульминацией (микропроцессорной революцией) ~1970 г., в ареалах ~3,37-51 тыс. км; VII. ~1979-1981 гг. и далее, с кульминацией (сетевой революцией) ~2003 г., в ареалах ~51-773 тыс. км; VIII. ~1981-1981 гг. и далее, с кульминацией (революцией нано/ИИ-БИТ) ~2341 г. (~2046 г.?), в ареалах ~0,773-11,7 млн км.
Методика применения онтологии олимпиадных математических задач с нестандартными элементами
В статье представлена методика генерации олимпиадных математических задач с нестандартными элементами (эвристическими приёмами, междисциплинарными и игровыми компонентами, элементами неопределённости и др.). Актуальность работы связана с необходимостью развивать у учащихся творческие и аналитические навыки, а также повышать эффективность подготовки к конкурсам и олимпиадам. Проанализированы современные подходы к генерации задач, включая методы шаблонов и нейросетевые решения, выявлены их ограничения, связанные с недостаточным учётом структуры знаний и систематической интеграции "нестандартности". Для преодоления этих ограничений предложена онтологическая модель, описывающая не только тему, уровень сложности и метод решения, но и разновидности нестандартных элементов условия. На её основе разработан алгоритм генерации, использующий систему правил. Система формирует задачи с учётом профиля обучающегося, корректности формулировки и требуемого уровня сложности. В методике предусмотрено взаимодействие эксперта, задающего параметры (ключевые навыки, желаемые элементы, уровень), и ИИ-модуля, который комбинирует концепты онтологии и проверяет задачу на логическую непротиворечивость. Отмечены перспективы расширения модели за счёт включения новых разделов математики и генерации не только условий, но и решений. Подчёркивается, что сочетание онтологического описания и ИИ позволяет выйти за рамки стандартных заданий, стимулировать креативное мышление и повысить качество подготовки к олимпиадам.
Комплексное применение интеллектуальных информационных технологий как основа цифрового ассистента преподавателя
Внедрение интеллектуальных информационных технологий (ИИТ) в педагогическую практику позволит обеспечить педагога эффективными инструментами, автоматизирующими ряд его функций. Исследование направлено на выявление и структурирование дидактических возможностей технологий искусственного интеллекта, выраженное в предложенной структурно-компонентной модели комплексного применения интеллектуально-информационных технологий. Выявлены функции педагога, автоматизация которых с использованием нейронных сетей, глубокого обучения, регулярных выражений, генеративных сетей и других технологий способна повысить качество учебных материалов и перераспределить ресурсы преподавателя для творческих и воспитательных задач. Предложена структурно-компонентная модель технологии комплексного применения ИИТ средствами цифрового ассистента преподавателя. На ее основе разработана технология автоматизации конкретных функций преподавателя посредством искусственного интеллекта, приведены направления и примеры применения данной технологии. Проведено анкетирование слушателей курсов повышения квалификации (тьюторы-учителя информатики Краснодарского края), выявившее их готовность к использованию интеллектуальных информационных технологий на учебных занятиях. Делается вывод о том, что технология комплексного применения интеллектуальных информационных технологий средствами цифрового ассистента преподавателя доступна педагогам, выявлены преимущества ее использования. Использование различных компонент, основанных на искусственном интеллекте, позволяет автоматизировать такие функции преподавателя как поиск и интегрирование новой учебной информации, конструирование наборов однотипных и разноуровневых заданий, генерация соответствующих им решений, формирование тестовых наборов, анализ и прогнозирование результатов обучения.
Роль квантовых программных симуляторов при формировании методологической базы для обучения квантовым вычислениям
Статья посвящена актуальной проблеме разработки и внедрению механизма обучения квантовым вычислениям с использованием квантовых программных симуляторов в образовательную среду ВУЗа. Серьезным барьером на пути развития квантовых вычислений является недостаточное количество квалифицированных специалистов, способных работать с новыми вычислительными технологиями. В статье рассматриваются подходы к формированию методологической базы для обучения этому научно-техническому направлению. Особое внимание уделяется использованию квантовых программных симуляторов, позволяющих проводить обучение с использованием классических вычислительных устройств. Приобретение практических навыков работы с квантовыми алгоритмами, включая их моделирование на программных симуляторах для запуска на классических устройствах является основной образовательной задачей при изучении подходов к квантовым вычислениям. Предлагаемый автором подход интеграции квантовых вычислений в образовательную среду дает возможность формировать курсы обучения по квантовым вычислениям с фокусом на практическое применение в различных предметных областях. Доступность инструментария, интерактивность и гибкость (поддержка различных языков программирования и интеграция с другими инструментами и библиотеками) позволяют использовать предлагаемый механизм при разработке обучающих материалов различного уровня сложности и направленности, делая обучение доступным для более широкой аудитории.
Модель обучающей информационной системы подготовки кадров для преподавания в учреждениях среднего профессионального образования
Одной из задач современной системы среднего профессионального образования является подготовка квалифицированных специалистов, соответствующая современному уровню развития техники, готовых к непрерывному образованию и самообразованию. Высокий уровень востребованности специалистов среднего звена у работодателей обусловливает потребность в педагогических кадрах, реализующих программы среднего профессионального образования. Профессионально-педагогическое образование, задачей которого является подготовка таких специалистов, не в полной мере решает эту проблему. Дефицит преподавателей среднего специального образования можно восполнить в рамках организации программ дополнительного образования для бакалавров соответствующего профиля. Будущих педагогов необходимо познакомить с теоретическими и практическими особенностями работы в сфере среднего профессионального образования, сущностью проекта «Профессионалитет» и стандартами WorldSkills. Одной из наиболее удобных форм организации такой работы является создание обучающей системы, использующей технологии искусственного интеллекта. Целью работы являлось проектирование системы обучения и контроля, направленной на подготовку студентов к преподаванию в системе среднего профессионального образования. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: создание формальной модели обучающей системы; выбор средств для реализации и оптимизации полученной модели. При разработке системы подготовки студентов бакалавриата к преподаванию в учреждениях среднего профессионального образования использовалась модель готовности к преподаванию, состоящая из следующих компонентов: мотивационно-ориентационный, оценочно-рефлексивный; операционно-действенный. Каждый из компонентов представлен в нескольких разделах обучающей системы. Мотивационно-ориентационный компонент представлен в материалах курса, отражающих сведения о современной системе среднего профессионального образования, стандартах WorldSkills, демонстрационных экзаменах по стандартам WorldSkills, федеральном проекте «Профессионалитет», о концепции Всероссийского чемпионатного движения по профессиональному мастерству. Оценочно-рефлексивный реализован в тестовой части курса, направленной диагностику и самодиагностику профессиональных качеств студентов. Обучающая часть курса реализует операционально-действенный компонент, знакомящий студентов с особенностями педагогической работы в системе среднего профессионального образования.
Как нейросетевые технологии преобразуют подходы к оценке школьного благополучия?
Современные исследования подтверждают прямую связь между благополучием учащихся, их академической успеваемостью. Привычные и общеизвестные опросные методы (интервью, анкеты, тесты) обладают существенными ограничениями – неискренность респондентов, трудоемкость обработки результатов, и главное – отсутствие возможности зафиксировать динамику эмоциональных состояний в реальном времени. Цель статьи – раскрыть концепт "школьного благополучия" и обосновать идею создания программного продукта-нейросети для анализа эмоций с целью изучения школьного благополучия в образовании. В статье рассмотрены модели PERMA (Селигман) и субъективного благополучия (Динер); современные методы оценки эмоций (мимика, физиология, поведенческие маркеры); опыт использования ИИ в смежных областях. Акцент сделан на интеграции технологических и опросных методов для оценки школьного климата. Разработана программа-нейросеть "Школьное благополучие" на основе CNN и библиотеки dlib, анализирующая микровыражения (6 эмоций) с точностью 96,8%. Программа адаптирована к школьным условиям (игнорирует артефакты, например, наклон головы). Разработка носит исследовательский характер и требует решения этико-правовых аспектов. Она служит инструментом мониторинга для: сопоставления данных ИИ с анкетированием учащихся; создания "эталонных эмоциональных профилей" учебных сценариев (лекции, групповая работа); анализа эмоционального фона в разных социокультурных контекстах; прогнозирования кризисных ситуаций. Впервые в РФ предложено использование нейросетей для оценки школьного благополучия. Инновацией стало обоснование "эмоциональных маркеров" образовательной эффективности, например, связи удивления с креативностью на уроках. Программа позволяет получать объективные данные для управленческих решений, оценки методов преподавания и психологического комфорта учащихся. Продукт готов к масштабированию в школах Санкт-Петербурга и других регионов РФ.
Проблемы использования коротких видеороликов в преподавании английского языка
В XXI веке быстрое развитие цифровых технологий привело к появлению коротких видеороликов. Из-за особой привлекательности короткие видеоролики - тип поликодового текста - оказали влияние на многие социальные уровни, особенно в образовательном секторе. Основной целью является изучение полезности коротких видеороликов для определенных целей в академических областях. Однако трудности, с которыми сталкиваются преподаватели при использовании коротких видеороликов для обучения в реальном учебном процессе, редко изучались. Целью данного исследования является изучение проблем, возникающих при конкретном применении коротких видеороликов в преподавании английского языка в средней школе Китая. В данном исследовании в качестве количественного способа изучения проблем, с которыми столкнулись шесть учителей при использовании примеров своих учебных стратегий, использовался тематический анализ. Согласно исследованию, эти проблемы в основном вызваны техническими недостатками в аппаратуре и отсутствием профессиональных навыков. Результаты данной статьи имеют значение для будущего обучения с использованием коротких видеороликов.
Информационная архитектура для организации взаимодействия с внешними участниками на основе российских информационных стандартов
Информационная архитектура обеспечивает семантику взаимодействия участников экономической деятельности. С ростом числа оцифрованных активов возрастает роль специалистов предметной, обладающих глубокими знаниями в области информатики, способных обобщать опыт предметной области как отражение совокупности правил, принципов, зависимостей поведения объектов. В основу работы положены модульная архитектура продукта, которая предполагает организацию взаимодействия с внешними участниками. Информационный обмен организуется с использование м российских стандартов. В работе приведен обзор российских стандартов, призванных стандартизировать информационный оборот между разными уровнями управления предприятием: начиная от фиксации данных физическими устройствами и заканчивая принятием управленческих решений стратегического характера на основе получения и обработки информации предприятия и его окружения. Управление промышленным предприятием требует постоянного внимания к вопросам оптимизации, экономичности, энергоэффективности, сокращение времени вывода новой продукции на рынок. Современные методы работы с информацией позволяют решать эти задачи на основе наборов данных, отражающих все экономические аспекты в различных срезах.