PROFESSIONAL KNOWLEDGE AND PROFESSIONAL COMPETENCIES IN HIGHER EDUCATION

Introduction. Today, the competencies that every university graduate should possess upon graduation form the basis of present Federal State Educational Standards for Higher Education (FSES HE). Despite publicly expressed criticism by many representatives of scientific community about the competency-based approach implementation as it is realized at the Russian higher school, however, it continues to be approved as the basic approach that generates a number of negative consequences. The aim of the publication is to discuss the importance and adequacy of professional knowledge, skills and professional competencies that are formed in the process of higher education. Methodology and research methods. The comparative analysis, synthesis and generalization of the contents of the Russian and foreign documents and publications describing the theory and practice of application of the competency-based approach in the system of the higher education were used.Results. Key provisions of the law “On Education in the Russian Federation”, FSES HE, professional standards, materials of the European Tuning and the European Qualification Framework and other sources, disclosing the essence, purposes and problems of university preparation, have been considered and compared. It is shown that the main focus on professional competencies to the detriment of professional knowledge and skills leads to contradictions in the normative framework of the Russian higher education, complicates a possibility of diagnostics of its results and generates some other serious problems. Finally, the author concludes that primary orientation to skills and knowledge corresponds not only to traditions of university education, but also to the interests of university graduates who need to have a strong base for “education throughout all life”; as well as the requests from employers provided in professional standards.Practical significance. The author withdraws a well-grounded statement that the approach based on a triad of “knowledge-skills-competencies”, precisely in the specified hierarchical order, would provide an opportunity to plan educational programs more effectively and to achieve the strategic objective of the higher education – to prepare the participants for creation of the society of knowledge and knowledge-based economy.Введение. Основу действующих федеральных образовательных стандартов высшего образования (ФГОС ВО) составляют компетенции, которыми должен обладать выпускник вуза, прошедший полный курс обучения. Несмотря на неоднократно публично высказывавшуюся многими представителями научного сообщества критику компетентностного подхода в том виде, в каком он реализуется в российской высшей школе, он продолжает утверждаться в качестве ведущего, что порождает ряд негативных последствий. Цель статьи – обсудить значимость и соотношение профессиональных знаний, навыков и профессиональных компетенций, формируемых в процессе обучения в вузе. Методология и методы. В работе использовались методы сравнительного анализа, синтеза и обобщения содержания отечественных и зарубежных документов и научных публикаций, описывающих теорию и практику применения компетентностного подхода в системе высшего образования.Результаты. Рассмотрены и сопоставлены ключевые положения закона «Об образовании в РФ», ФГОС ВО, профессиональных стандартов, материалы европейских проектов Tuning и European Qualification Framework и иных источников, раскрывающих сущность, цели и задачи университетской подготовки. Показано, что приоритетная установка на профессиональные компетенции в ущерб профессиональным знаниям и навыкам приводит к противоречиям в нормативной базе российского высшего образования, затрудняет возможность диагностики его результатов и становится причиной возникновения других серьезных проблем. Одним из главных выводов статьи является утверждение о том, что преимущественная ориентация на знания и навыки соответствует не только традициям университетского образования, но и интересам выпускников вузов, у которых должна быть прочная база для «образования на протяжении всей жизни»; а также запросам работодателей, отраженным в профессиональных стандартах. Практическая значимость. Автор убежден, что подход, основанный на триаде «знания – навыки – компетенции», причем именно в указанном иерархическом порядке, позволит более эффективно планировать образовательные программы и достигнуть стратегической цели высшего образования – подготовки участников создания общества знаний и экономики знаний.

Computational thinking

The aim of the research is to draw attention of the educational community to the phenomenon of computational thinking which actively discussed in the last decade in the foreign scientific and educational literature, to substantiate of its importance, practical utility and the right on affirmation in Russian education. Methods. The research is based on the analysis of foreign studies of the phenomenon of computational thinking and the ways of its formation in the process of education; on comparing the notion of «computational thinking» with related concepts used in the Russian scientific and pedagogical literature. Results. The concept «computational thinking» is analyzed from the point of view of intuitive understanding and scientific and applied aspects. It is shown as computational thinking has evolved in the process of development of computers hardware and software. The practice-oriented interpretation of computational thinking which dominant among educators is described along with some ways of its formation. It is shown that computational thinking is a metasubject result of general education as well as its tool. From the point of view of the author, purposeful development of computational thinking should be one of the tasks of the Russian education. Scientific novelty. The author gives a theoretical justification of the role of computational thinking schemes as metasubject results of learning. The dynamics of the development of this concept is described. This process is connected with the evolution of computer and information technologies as well as increase of number of the tasks for effective solutions of which computational thinking is required. Author substantiated the affirmation that including «computational thinking» in the set of pedagogical concepts which are used in the national education system fills an existing gap. Practical significance. New metasubject result of education associated with the formation of personal and professional qualities the persons living and working in the information society is formulatedЦель представленного в статье исследования – привлечь внимание педагогической общественности к феномену вычислительного мышления, активно обсуждаемому в последнее десятилетие в зарубежной научно-педагогической литературе, обосновать его теоретическую значимость, практическую полезность и право на институирование в отечественном образовании. Методы. Исследование базируется на анализе зарубежных исследований феномена вычислительного мышления и путей его формирования в процессе образования; на сопоставлении понятия «вычислительное мышление» с родственными понятиями, используемыми в российской научно-педагогической литературе. Результаты. Понятие «вычислительное мышление» проанализировано как с точки зрения его интуитивного понимания, так и в научно-прикладных, аспектах. Показано, как эволюционировало данное мышление в процессе развития технических и программных средств информатики. Описана практико-ориентированная интерпретация вычислительного мышления, доминирующая в среде работников образования, наряду с некоторыми приемами его формирования. Доказано, что этот вид мышления является как метапредметным результатом общего образования, так и его инструментом. С точки зрения автора, целенаправленное развитие вычислительного мышления должно стать одной из задач российского образования. Научная новизна. Теоретически обоснована значимость понятия «вычислительное мышление» как метапредметного результата обучения. Описана динамика развития этого понятия в процессе эволюции компьютерных и информационных технологий и расширения пространства задач, для эффективного решения которых необходимо вычислительное мышление. Обосновано утверждение о том, что перенос понятия «вычислительное мышление» в принятую в отечественном образовании систему педагогических понятий восполняет существующий в ней пробел. Практическая значимость. Выделен новый метапредметный результат образования, связанный с формированием личностных и профессиональных качеств человека, живущего и работающего в информационном обществ

Formation of the Base Elements of Digital Competences of a Future Teacher

В статье описывается подход к формированию профессиональных составляющих цифровых компетенций будущих учителей.The article describes an approach to the formation of professional components of digital competencies of future educators

Atomic step motion during the dewetting of ultra-thin films

We report on three key processes involving atomic step motion during the dewetting of thin solid films: (i) the growth of an isolated island nucleated far from a hole, (ii) the spreading of a monolayer rim, and (iii) the zipping of a monolayer island along a straight dewetting front. Kinetic Monte Carlo results are in good agreement with simple analytical models assuming diffusion-limited dynamics.Comment: 7 pages, 5 figure

Pedagogical support for professional self-determination of high school students in IT professions

Introduction. The formation of professional self-determination of high school students and the associated choice of vocational education is an urgent problem of the modern school. This paper examines the possibility of pedagogical support to solve this problem by the example of the formation of ideas about IT education and IT professions at a level sufficient for their conscious choice in Russia. The tools discussed are the school Computer Science course and, more broadly, teacher-led non-formal education in the field of computing. The aim of this article was to analyse the factors affecting the conscious choice of high school graduates of IT professions and types of professional IT education, and the possibilities of pedagogical support for the formation of this choice by means of informatics education, implemented by means of a modern information and educational environment. Methodology, methods and materials. A systematic approach was applied, i.e. not only school but also subsequent stages of professional development of students were analysed. The leading theoretical methods were the analysis of the knowledge system, generalisation, identification and resolution of contradictions in the process of self-determination of students in the IT profession. Empirical methods for collecting, analysing and interpreting empirical data were also employed. The analysis of academic publications, documents and statistical data was carried out. Results. It is shown that the main reasons for the low level of formation of the professional self-determination of high school students in the IT profession are the following factors: insufficient attention paid in the school Computer Science course to the technological aspects that underlie most of the IT professions; lack of awareness of labour functions in IT professions; lack of awareness of the content of training in various areas of higher IT education and the focus of these areas on specific IT professions; ignorance of the real demand for the country’s economy in various IT professions. The school course in Computer Science can become a system-forming beginning in the formation of professional self-determination of high school students in the IT profession, but in its current state, it does not fully fulfill this function. The reasons are the inability to provide everyone, who wants to study Computer Science in high school at an in-depth level, the neglect in this course of the technological aspects of computing that underlie most of the IT professions, and insufficient use of the information resources of the information and educational environment of modern non-formal education. One of the ways to solve this problem is to supplement the Computer Science course with a special pre-professional training module, which will purposefully acquaint students with IT professions, with information technologies that underlie these professions, as well as the types and the content of the most popular areas of professional IT education and their connections with IT professions. To implement such a module, in addition to traditional forms of education, distance and network learning can be used, including with the involvement of university teachers and employees of leading IT companies. Scientific novelty. For the first time, the problem of pedagogical support for the formation of professional self-determination of senior high school students in the IT profession has been investigated. Practical significance. The obtained results can become the basis for improving school informatics education for the full fulfillment of the task to develop the professional self-determination of students in the IT profession.Введение. Формирование профессионального самоопределения старшеклассников и связанного с ним выбора профессионального образования является актуальной проблемой современной школы. В работе исследуется возможность педагогического сопровождения указанного процесса на примере формирования представлений об ИТ-образовании и ИТ-профессиях на уровне, достаточном для их осознанного выбора. Обсуждаемые средства – школьный курс информатики и, в более широком контексте, направляемое учителем неформальное образование в данной сфере. Цель данного исследования – анализ факторов, влияющих на осознанный выбор выпускниками полной средней школы ИТ-профессий и видов профессионального ИТ-образования, и возможностей педагогического сопровождения формирования указанного выбора средствами формального и неформального информатического образования, реализуемого в условиях современной информационно-образовательной среды. Методология, методы и материалы. Использован системный подход, что проявилось в анализе не только школьного, но и последующих этапов профессионального развития учащихся, в их взаимопреемственности. Ведущими теоретическими методами стали анализ системы знаний, обобщение, выявление и разрешение противоречий в процессе самоопределения учащихся на ИТ-профессии. Были также использованы эмпирические методы сбора данных, их анализа и интерпретации и многочисленные материалы по обсуждаемой проблеме, содержащиеся в научных публикациях, документах и данных статистики. Результаты. Показано, что главными причинами невысокого уровня сформированности профессионального самоопределения старшеклассников на ИТ-профессии являются следующие факторы: недостаточное внимание, уделяемое в школьном курсе информатики технологическим аспектам, лежащим в основе большинства ИТ-профессий; отсутствие информированности о трудовых функциях в различных ИТ-профессиях; отсутствие информированности о содержании подготовки по различным направлениям высшего ИТ-образования и ориентированности этих направлений на конкретные ИТ-профессии; незнание реальной потребности экономики страны в различных ИТ-профессиях. Системообразующим началом в формировании профессионального самоопределения старшеклассников на ИТ-профессии может стать школьный курс информатики, однако в его современном состоянии он не выполняет эту функцию в полной мере. Причины невозможность предоставить всем желающим изучать информатику в старших классах на углубленном уровне, пренебрежение технологическими аспектами компьютинга, лежащими в основе большей части ИТ-профессий, недостаточное использование возможностей информационно-образовательной среды современного неформального образования. Одним из путей решения указанной проблемы может стать дополнение курса информатики специальным модулем предпрофессиональной подготовки, который будет целенаправленно знакомить учащихся с ИТ-профессиями, с информационными технологиями, лежащими в основе этих профессий, а также видами и содержанием наиболее востребованных направлений профессионального ИТ-образования и их связей с ИТ-профессиями. Для реализации такого модуля может быть, в дополнение к традиционным формам обучения, использовано дистанционное и сетевое обучение, в том числе с привлечением вузовских преподавателей и сотрудников ведущих ИТ-компаний. Научная новизна. Впервые исследована проблема педагогического сопровождения формирования профессионального самоопределения старшеклассников на ИТ-профессии в РФ. Практическая значимость работы состоит в рекомендациях по совершенствованию школьного информатического образования для полноценного выполнения им задачи формирования профессионального самоопределения учащихся на ИТ-профессии

Computational thinking in the context of higher education: Analytical review

Introduction. Computational thinking is one of the categories that currently assess the quality of people’s preparedness for life, educational and professional activities in the modern world, saturated with information technologies and digital tools. Many issues related to university students’ computational thinking remain insufficiently studied as applied to general education. Aim. The present research aims to discuss the essence of the concept of “computational thinking” and, mainly, the composition of its structural elements, methods of their formation and assessment at the level of higher education; and to compare the requirements for university students’ computational thinking and digital competencies, which have similarities and differences. Methodology and research methods. The present review article has theoretical and applied aspects. Except for several fundamentally important works of general studies, which reveal the concept of “computational thinking”, the author analysed mainly review articles published in the past five years in order to identify and systematise modern solutions related to the purpose of the work. Results and scientific novelty. An analysis of the basic concepts associated with computational thinking showed that at the level of definitions, due to their certain abstractness, the computational thinking of university students does not have much specificity compared to the computational thinking of schoolchildren. This specificity is manifested at the level of the list of cognitive and non-cognitive skills associated with computational thinking, requirements for the level of their development and assessment methods. In computational thinking, cognitive skills include abstraction, decomposition, pattern recognition, algorithmisation, visualisation, logical thinking, communicative competence, the ability to present, structure and analyse data, and some others skills. Non-cognitive skills include self-confidence, communication skills, flexibility, and others. Methods for assessing the maturity of students’ computational thinking include the results of solving problems in block programming environments such as Scrath; knowledge/skill tests, self-assessment scales/surveys; tests on knowledge of the basics of computational thinking, interviews and observations; interviews, grades for assignments/courses, surveys/questionnaires, solving problems external to the class; the use of a special software environment, the use of criteria for assessing computational thinking and/or psychometric tools; assessments based on solving robotic problems or evaluating artifacts created during the game, and others. A comparison of computational thinking with digital competencies at the skill level leads to the conclusion that in computational thinking, skills represent a certain fixed set of meta-skills needed by a student regardless of solving specific problems (for example, abstraction skills). In digital competencies, skills are specified according to numerous types and are more specific. Practical significance. The results of this study can be used in the design of programmes for developing computational thinking and digital competencies of university students.Введение. Вычислительное мышление – одна из тех категорий, которыми в настоящее время оценивается качество подготовленности людей к жизни, учебной и профессиональной деятельности в современном мире, насыщенном информационными технологиями и цифровыми инструментами. Многие вопросы, связанные с тематикой вычислительного мышления применительно к студентам вузов, остаются пока недостаточно изученными, существенно слабее, чем применительно к общему образованию. Целью статьи является как обсуждение сущности понятия «вычислительное мышление», так и главным образом состава его структурных элементов, способов их формирования и оценивания на уровне высшего образования. Дополнительная цель – сопоставить требования к имеющим сходства и различия вычислительному мышлению и цифровым компетенциям студентов вузов. Методология, методы и методики. Исследование носит обзорный характер и имеет теоретический и прикладной аспекты. За исключением нескольких принципиально важных работ общего характера, в которых раскрывается само понятие «вычислительное мышление», проанализированы в основном обзорные публикации не старше пяти лет с целью выявить и систематизировать современные решения, относящиеся к цели работы. Результаты и научная новизна. Анализ базовых понятий, связанных с вычислительным мышлением, показал, что на уровне определений, в силу их определенной абстрактности, вычислительное мышление студентов вузов не обладает особой спецификой перед вычислительным мышлением школьников. Такая специфика проявляется на уровне перечня когнитивных и некогнитивных навыков, ассоциируемых с вычислительным мышлением, требований к уровню их сформированности и способов оценивания. В вычислительном мышлении когнитивные навыки – это абстрагирование, декомпозиция, распознавание закономерностей, алгоритмизация, визуализация, логическое мышление, способность к коммуницированию, представлению, структурированию и анализу данных и некоторые другие. Среди некогнитивных навыков выделяют веру в себя, коммуникабельность, гибкость и другие. Среди методов оценивания сформированности вычислительного мышления студентов фигурируют результаты решения задач в средах блочного программирования, таких как Scrath; тесты на знания/навыки, самооценочные шкалы/опросы; тесты на знание основ вычислительного мышления, интервью и наблюдения; собеседования, оценки за задания/курсы, опросы/анкеты, решение проблем, внешних по отношению к классу; использование специального программного окружения, использование критериев оценки вычислительного мышления и/или психометрических инструментов; оценки, основанные на решении роботизированных задач или оценивания артефактов, созданных в процессе игры, и другие. Сопоставление вычислительного мышления с цифровыми компетенциями на уровне навыков приводит к выводу, что в вычислительном мышлении навыки представляют собой некоторый фиксированный набор метанавыков, необходимых студенту безотносительно к решению конкретных задач (например, навык абстрагирования), а в цифровых компетенциях они специфицируются по многочисленным видам и носят более конкретный характер. Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при проектировании программ формирования вычислительного мышления и цифровых компетенций студентов вузов

IT education as a factor to influence gender imbalances in computing: Comparing Russian and American experience

Introduction. The problem of the relatively small number of women professionally employed in computing (computer science and information technology) is relevant throughout the world. Despite the fact that IT professionals are widely in demand, women in many countries, including theUSA andRussia, make up no more than a quarter of their total number, which requires explanation. One of the major reasons for this phenomenon, according to the authors, lies in the education system. The aim of this article was to analyse the factors affecting gender imbalance in IT professions, by comparing two countries in which information technology has historically played an important role, and which are very different from each other in many ways – economic, political, educational system and others. Research methodology. The present research is based on the comparison of data on IT education in schools and universities, and the degree of involvement of girls and women in computing in theUSA andRussia. Results. Both in theUSA and inRussia, gender imbalances in IT professions are formed largely in the field of education. Cultural stereotypes about computing as a male-dominated profession are produced by the media. Such stereotypes can discourage some girls and young women from studying computer science and also result in imbalance formation. The education system needs to increase the confidence of girls and young women in the possibilities of realising their abilities in the field of computer science and information technologies. Educational institutions should help to eliminate the negative attitude towards girls’ choice of IT professions. Scientific novelty. For the first time, general factors in the field of education were identified that affect gender imbalances among IT professionals inRussia and theUSA – the countries with significantly different traditions and educational systems. Practical significance of the present work is to justify the conditions for improving school and university education to solve the problem of gender inequality in IT industry.Введение. Проблема относительно малой доли женщин, профессионально занятых в компьютинге (информатике и информационных технологиях), актуальна во всем мире. Несмотря на то, что ITспециалисты широко востребованы, женщины во многих странах, включая США и Россию, составляют не более четверти от их общего количества. Одна из причин указанного явления, по мнению авторов чрезвычайно весомая, кроется в системе образования. Цель данного исследования – анализ факторов, приводящих к гендерной диспропорции в IT-профессиях, с помощью сравнения опыта двух стран, в которых информационные технологии исторически играют важную роль и которые сильно отличаются друг от друга по многим параметрам – экономическим, политическим, системам образования и иным. Методология исследования – сопоставление данных о школьном и университетском IT-образовании в США и России и степени вовлеченности женщин в этих странах в область компьютерных технологий. Результаты работы. Показано, что и в США, и в России гендерные диспропорции в IT-отрасли формируются в значительной мере в образовательной среде. Их появлению способствуют также транслируемые масс-медиа социокультурные стереотипы о программировании как исключительно мужской профессии. Системе образования необходимо повышать уверенность девушек и молодых женщин в возможности реализации их способностей в сфере информатики и информационных технологий. Образовательные учреждения должны содействовать ликвидации негативного отношения к выбору девушками IT-профессий. Научная новизна. Впервые выявлены общие факторы в сфере образования, влияющие на гендерные диспропорции среди IT-специалистов в США и России – странах с существенно разными традициями и системами образования. Практическая значимость работы состоит в обосновании условий совершенствования школьного и университетского образования для решения проблемы гендерного неравенства в IT-отрасли

Analysis of vibration impact on stability of dewetting thin liquid film

Dynamics of a thin dewetting liquid film on a vertically oscillating substrate is considered. We assume moderate vibration frequency and large (compared to the mean film thickness) vibration amplitude. Using the lubrication approximation and the averaging method, we formulate the coupled sets of equations governing the pulsatile and the averaged fluid flows in the film, and then derive the nonlinear amplitude equation for the averaged film thickness. We show that there exists a window in the frequency-amplitude domain where the parametric and shear-flow instabilities of the pulsatile flow do not emerge. As a consequence, in this window the averaged description is reasonable and the amplitude equation holds. The linear and nonlinear analyses of the amplitude equation and the numerical computations show that such vibration stabilizes the film against dewetting and rupture.Comment: 19 pages, 11 figure

A university-based model for supporting computer science curriculum reform

Computer science curriculum reform in the United Kingdom has been subject to substantial scrutiny—as it has in many other countries around the world—with England introducing a radical new computing curriculum from September 2014. However, in Wales—a devolved nation within the UK—political, geographical and socio-cultural issues have to date hindered any substantive educational policy or curriculum reform for computer science. In this paper, we present the activities of Technocamps, a national university-based schools outreach programme founded in 2003, and consider its wider impact on computer science education, schools, pupils and teachers in Wales. In contrast to successful interventions elsewhere in the UK in building and sustaining communities of practice, certain political and cultural challenges in Wales have largely prevented these successful models from being adopted. Through the consideration of the national case study presented in this paper, we demonstrate the necessity of the nation-wide school- and student-focused Technocamps model in building resilient and scalable practitioner-led support networks. Furthermore, with emerging curriculum reform in Wales, we frame the wider opportunity for computer science education and sustainably embedding cross-curricular digital competencies—along with changing the wider public perception and perceived value of computer science as an academic discipline—as a prospective replicable case study of a national engagement model for nations with similar aspirations of developing digitally confident and capable citizens. To this end, we conclude by drawing out the important lessons learnt for consideration when embarking on a programme of national curriculum reform and associated professional development