Повсеместность цифровой инфраструктуры означает, что любое место на земном шаре может быть расширено и дополнено цифровыми возможностями. С другой стороны – учебная и исследовательская деятельность в любой точке может быть дополнена объектами из цифровых коллекций, цифровыми агентами и другими людьми, которые находятся на расстоянии. Потенциально в любой точке земной поверхности можно войти в сеть Интернет, получить и отправить информацию. На планете практически уже завершено построение глобальной инфраструктуры, которая позволяет жителям использовать возможности информационной образовательной сети. Доступность сети и возможность повсеместного входа в сеть Интернет при помощи разнообразных мобильных устройств отмечается рядом авторов как наиболее серьезный информационный сдвиг, происходящий в начале XXI века [265, 296, 385]. Благодаря развитию беспроводных сетей и мобильных технологий среда, в которой люди могут совместно работать и учиться, больше не ограничивается зданиями, в которых есть доступ к информационным ресурсам. Совместная сетевая деятельность может объединять участников, находящихся в разных городах и странах, а современный учебный процесс может осуществляться в городе, музее, библиотеке, церкви, парке, в лесу. Повсеместная доступность означает также и временную непрерывность, поскольку сетевые информационные ресурсы доступны не только в любом месте, но и в любое время. Мобильные устройства позволяют человеку оставаться в информационной сети постоянно, где бы он ни находился. Благодаря технологиям кодирования различного типа (например, штриховое кодирование), реальные объекты окружающего мира могут быть дополнены информацией из цифровой памяти. Произведения архитектуры и музейные залы могут быть дополнены информацией, расширяющей представления пользователей и посетителей.

Все большее распространения получают мобильные устройства, способные получать и сообщать информацию о собственном местоположении и информационные сервисы, способные использовать эту географическую осведомленность. В городах, в лесах, на учебных площадках ученики имеют возможность воспользоваться всепроникающими цифровыми технологиями и при помощи разнообразных мобильных устройств получить дополнительную информацию, расширяющую их представление и позволяющую дополнить знания и действия информацией, значимой для конкретного географического и временного контекста [303].

Распространение мобильного и повсеместного обучения приводят к тому, что пространство обучения рассматривается в связи с самыми разными местами. Фактор мобильности цифровой инфраструктуры открывает перед образованием возможности ситуативного обучения, связанные с использованием географического и культурного контекста. Местоположение всегда конкретно, оно задает контекст, у каждого места есть своя собственная история, которую можно проследить. Место всегда связано с географией, историей, математикой, поскольку люди живут в местах, а не в пространствах. Фактор мобильности открывает перед образованием возможности игрового обучения. Обучающие игры на местности могут быть расширены и дополнены гибридными приложениями, позволяющими участникам получать дополнительную информацию и осваивать новые компетентности в контексте увлекательной игры

[316].

С другой стороны, фактор мобильности создает для образования новые риски в связи с тем, что образовательные учреждения утрачивают преимущества места, в которых есть исключительный доступ к образовательным ресурсам. До тех пор, пока трудности передачи и сбора информации вынуждали нас собирать эту информацию в одном месте, с технологической точки зрения было разумно содержать источники учебных материалов в одном месте под контролем группы преподавателей. В этих условиях классно-урочные лекционные и семинарские занятия как основная форма обучения выглядели совершенно естественно. Теперь, когда информационная инфраструктура позволяет получать информацию повсеместно и участвовать в информационных отношениях с другими людьми, находясь в любом месте, необходимость подключения всех учеников к одному источнику информации более не является основанием для географической близости. С развитием цифровых облачных технологий образовательные организации перестают стремиться к созданию и накоплению внутренних компьютеризированных мест или точек доступа. На успешных примерах движений OLPC (один ученик – один компьютер) и BYOD (приходите на работу и учѐбу со своими устройствами), можно наблюдать, что сфера образования перестает использовать компьютеры в качестве учебных средств, которые она предоставляет ученику в качестве ресурса [214].

Благодаря росту информационной и географической осведомленности приборы и сервисы позволяют современным людям получать и использовать информацию, которая раньше требовала специального образования. Многочисленные действия, требовавшие знаний и умений, связанных с местоположением, теперь могут быть переданы приборам и сервисам. Это означает, что многие компетенции учителей в современном мире утрачивают свою актуальность и на их место приходят новые компетенции. Например, программный агент в простом мобильном устройстве может дополнить представления ученика о звездном небе, добавляя к звездам, которые тот видит, названия звезд и названия созвездий, в которые входят эти звезды. В ходе экскурсии по городу мобильные помощники расширяют представления о домах, на которые смотрят ученики, историческими справками, информацией о доступных поблизости культурных и учебных мероприятиях.

Большинство современных учебных сценариев не предусматривает использование среды, окружающей школу. Ведущий сценарий современного обучения все еще состоит в том, что ученик приходит в класс, слушает учителя, отвечает на заданные вопросы, и после повторения таких классных процедур бежит играть во внеклассное и внешкольное пространство. Сегодня в мире есть огромный «потенциал места», который позволяет включить учеников в совместную исследовательскую и игровую деятельность, связанную с решением реальных научных и социальных проблем, но существующий дизайн, наиболее распространенный сценарий учебного процесса с такими возможностями несовместим. Участники деятельности могут отвлечься, запутаться и потеряться, если не будут поддержаны учителями, способными поддерживать новые формы и сценарии обучения. Очевидно, что новые сценарии требуют комплексного учета многочисленных изменений, связанных с местами. Например, повсеместный доступ всех учеников к информации означает, что в учебных группах у учеников больше нет необходимости помогать другим в поиске информации и делиться с другими участниками найденной информацией. Поиск информации в сети проще и эффективнее доверить поисковым агентам. Учебный сценарий, когда учитель предлагает участникам проекта сходить в библиотеку, где каждый из них при помощи библиотекаря нашел бы часть необходимой информации, с тем, чтобы эти части на уроке были бы сложены вместе, требует обновления и изменения. Вся необходимая информация может быть найдена любым из участников при помощи поисковых сервисов.

Фактор глобального мониторинга деятельности связан с тем, что все изменения цифровых объектов и все действия субъектов совместной сетевой деятельности постоянно отслеживаются и сохраняются в цифровой памяти. Сетевое взаимодействие людей и компьютерных устройств порождает лавинообразный рост цифровых записей. Все эти записи из разнообразных источников объединены обобщающим термином «большие данные» (Big Data). Большие данные образуются в результате действий агентов различной природы. Источниками больших данных являются потоки сообщений из социальных сетей, непрерывно поступающие данные с измерительных устройств, события от радиочастотных идентификаторов, данные дистанционного зондирования Земли, метеорологические данные, данные о бизнес-транзакциях, потоки данных о местонахождении абонентов сетей сотовой связи, данные с устройств аудио- и видео регистрации [232]. В качестве определяющих характеристик для больших данных рассматриваются такие характеристики как объем (объемы исходных данных огромны), скорость (поскольку для обработки массивов данных нужны высокие вычислительные скорости), разнообразие (данные связаны с множеством различных агентов и поступают из различных источников). Термин «большие данные» часто употребляется по отношению к данным, которые находятся в открытом доступе и доступны для прочтения и использования, как людям, так и вычислительным машинам [202].

Для обнаружения на основании анализа больших данных ранее неизвестных, нетривиальных, практически полезных и доступных интерпретации знаний, необходимых людям для принятия решений, используются методы компьютерной аналитики. Аналитика (analytics) в кратком руководстве UNESCO определяется как процесс компьютерного сбора и обработки данных, необходимых для принятия решений [248]. С ростом вычислительных возможностей компьютеров по обработке больших данных аналитика поддерживает в науке и бизнесе «цифровую нервную систему организаций», позволяет принимать решения и осуществлять незамедлительные меры, воздействие которых в свою очередь может быть проверено.

Возможность наглядного представления результатов извлечения знаний из исходных данных [394], которую обеспечивает компьютерная аналитика, привлекательна для управления образованием. В последние годы сформировалось несколько направлений исследований, связанных со сбором компьютерных данных, извлечением из них знаний и последующим использованием этих знаний для принятия решений в сфере образования. Международное образовательное сообщество проявляет растущий интерес к компьютерной аналитике, что подтверждается ростом числа публикаций по теме учебной аналитики (Learning Analytics) [267, 280, 377]. Термин «учебная аналитика» определяет направление исследований, основанное на компьютерном сборе, анализе и представлении данных об учениках и их действиях с целью понимания и оптимизации учебного процесса и той среды, где этот процесс происходит. Возможности, которые открывает учебная аналитика для поддержки совместной сетевой деятельности субъектов образования, были подробно рассмотрены нами в нескольких статьях [141—143]. В настоящее время учебная аналитика объединяет множество исследований, в основании которых лежит анализ цифровых записей о деятельности субъектов образования. Таких записей становится всѐ больше, поскольку участие субъекта образования в учебном процессе всѐ чаще опосредуется цифровыми устройствами, благодаря которым данные о поведении участника автоматически могут быть получены, сохранены и использованы для анализа. Данные учебной аналитики могут включать специальные электронные журналы, в которых хранятся хронологические записи обо все действия пользователя: изменение переменных, нажатие кнопок, изменения в коде создаваемого текста или компьютерной программы; мобильные данные о местоположении ученика и т. п. Современные среды коллективной работы с электронными документами, как и среды электронного обучения, позволяют сохранять в электронной памяти записи о действиях пользователей и записи об изменении или использовании цифровых объектов. Эти записи могут служить первичным источником данных для учебной аналитики.

Важно, что данные для учебной аналитики формируются в результате постоянного отслеживания и регистрирования сигналов о действиях обучающих и обучаемых, а не извлекаются из анкет или тестов. Методы обработки данных, извлечения и визуализации знаний могут быть доступны всем субъектам образования. Полученные в результате анализа знания помогают и обучаемым, и обучающим лучше понимать события, происходящие в рамках учебного сценария – над чем работают участники, как они взаимодействуют, что они создают, какие средства они используют, в какой среде протекает учебная деятельность [372].

Несмотря на возможности, которые содержит учебная аналитика, цифровые данные и компьютерные методы извлечения и представления знаний пока еще редко используются российскими исследователями и педагогами для анализа учебного процесса, учебной среды или отношений внутри обучающейся организации. Практика использования больших данных для анализа образовательного процесса еще не получила широкого распространения. В ряде исследований было показано, что внедрение в образовательный процесс интеллектуальных методов компьютерного анализа может резко повысить качество управления [124, 155, 173]. Однако, исходными данными для этих исследований служат данные анкетирования или тестирования. Даже в тех случаях, когда исследователей интересуют данные, характеризующие информационную среду школы, собираемые данные носят опосредованный характер, а не берутся непосредственно из этой среды. Примером таких исследований могут служить работы А. Ю. Уварова по построению и использованию кластерной модели развития школы в условиях информатизации образования [182] и работы В.А Ясвина по построению векторной модели образовательной среды [217]. В настоящее время сбор данных о состоянии информатизации образовательных учреждений (количество подключенных к сети компьютеров, насыщенность информационных потоков, показатели сетевого взаимодействия педагогов и учеников и т.п.) может осуществляться компьютерными программами в реальном времени, что позволит не только диагностировать реальную структуру образовательной организации [185] методами анализа социальных сетей [47], но и вести непрерывный мониторинг происходящих в этой структуре изменений.

Преимущества, которые дает компьютерная аналитика для организационной и административной деятельности, очевидны, однако еѐ педагогическое значение необходимо уточнить. Э. Дюваль отмечает, что учебная аналитика может помочь учащемуся улучшить свое обучение за счет тщательного анализа тех действий, следы которых учащийся оставляет в цифровой среде. На основании сопоставления действий и тех целей, которые учащийся поставил перед собой, система может рекомендовать учащемуся обратить большее внимание на изучение или использование тех или иных ресурсов или средств, взаимодействие с учениками, которые ставят перед собой схожие образовательные цели, и т. п. [266]. П. Бликштейн, обосновывая педагогическое значение учебной аналитики, выделяет еѐ возможности для оценивания умений XXI века: способности к творчеству, инновациям, критическому мышлению, решению проблем, общению и взаимодействию [234].

Методы учебной аналитики используются при организации совместной сетевой деятельности сравнительно редко, поскольку считается, что они требуют специальных программных средств. В педагогической среде недостаточно информации о простых и доступных методах обработки и визуализации данных, которые могли бы быть использованы в повседневной педагогической практике для анализа совместной сетевой деятельности. Организаторам и участникам сетевой деятельности необходимы простые приложения для социального сетевого анализа, которые могли бы быть встроены в среду совместной сетевой деятельности и помогали бы глубже понимать связи субъектов, объектов и событий внутри системы. Такая же ситуация в педагогической практике была с возможностями расширенной или дополненной реальности, которые не использовались в обучении до тех пор, пока не появились простые и доступные устройства и приложения расширенной реальности.

Более серьезная проблема связана с тем, что отсутствует связь между целями и смыслами, которыми оперирует педагогика, и данными и показателями, которыми оперирует компьютерная аналитика. Большинство показателей, которые могут быть получены из цифровых записей, в настоящий момент лишены педагогических смыслов, поскольку поиск и конструирование педагогических смыслов в области учебной аналитики начался сравнительно недавно. Неопределенность педагогических смыслов показателей компьютерной аналитики представляется наиболее серьезным фактором, сдерживающим развитие учебной аналитики и использование больших данных в среде российского образования. Наибольшие риски использования компьютерной аналитики и глобального мониторинга учебной деятельности связаны, на наш взгляд, с односторонним использованием этих возможностей учителем как субъектом обучения исключительно для контроля и управления действий учащегося как объекта образовательной деятельности.

Воздействие на образование фактора всеобщей взаимосвязанности определяется тем, что благодаря простым и доступным средствам визуализации процессы глобализации, мобильности и развития повсеместной цифровой инфраструктуры, связи между событиями, субъектами, объектами и агентами различных видов деятельности становятся доступны для восприятия, обсуждения, понимания и использования в сфере образования. Доступность карт и моделей позволяет учителям и ученикам наблюдать и исследовать сетевые отношения и сетевые структуры, которые формируются между узлами различной природы – сайтами, цифровыми объектами, участниками социальных сетей [268, 297, 317].

Наибольшие риски связаны с увлечением модной темой сетей и замещением педагогических проблем исследовательским методом. Исследователи могут быть увлечены изучением социальных сетей и сетевых структур, а не поиском ответов на педагогические вопросы с помощью методов сетевого анализа.

Перед образованием стоят задачи формирования личности, конкурентоспособной и успешной в электронной информационной среде. Вполне объяснимо, что поиск решения этих задач активно осуществляется в среде информационных, компьютерных и сетевых дисциплин, которые предлагают сфере образования новые возможности. Однако сфера образования видит в этих новых возможностях вызовы и угрозы существующей организации учебной деятельности, которые современная педагогика пытается не замечать. Информационные технологии подготовили почву для внедрения в учебный процесс новых моделей организации учебной деятельности, но для того, чтобы эти модели появились и сформировались, необходима активная поддержка педагогов. К поиску решений в области дизайна совместной сетевой учебной деятельности необходимо привлекать учителей, преподавателей и студентов педагогических специальностей.

Анализ возможностей и рисков, которые открывают перед образованием компьютеризация и развитие современной информационной инфраструктуры, позволяет сделать вывод о том, что ключевые возможности и вызовы, которые открываются перед современным образованием, связаны с новыми формами совместной деятельности, которые возникают благодаря простым и доступным способам наблюдения, понимания и использования компьютерных программ, объектов, людей, мест, данных и связей между ними. Факторы и их возможное позитивное и негативное влияние на образование представлены в таблице 1. Анализ воздействия на образование перечисленных в таблице факторов был дан нами в статье в соавторстве [348].