infojournalИнформатика и образованиеInformatics and education0234-04532658-7769Publishing House Education and Informatics10.32517/0234-0453-2020-35-5-15-23infojournal-538Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫGENERAL ISSUESКонцепция формирования и развития цифровой интеллектуальной экосистемы смешанного университетского образованияThe concept of the formation and development of a digital intellectual ecosystem of blended university learninghttps://orcid.org/0000-0002-0034-9224ГригорьевС. Г.GrigorievS. G.

Григорьев Сергей Георгиевич, доктор тех. наук, профессор, член-корреспондент РАО, зав. кафедрой информатики и прикладной математики, Институт цифрового образования

129226, г. Москва, 2-й Сельскохозяйственный проезд, д. 4

Sergey G. Grigoriev, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Corresponding Member of RAE, Head of the Department of Informatics and Applied Mathematics

129226, Moscow, Vtoroy Selskohoziajstvenny proezd, 4

grigorsg@mgpu.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3792-3218СабитовР. А.SabitovR. A.

Сабитов Рустэм Адиевич, канд. тех. наук, ст. научный сотрудник, доцент кафедры динамики процессов и управления, Институт компьютерных технологий и защиты информации

420111, Республика Татарстан, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10

Rustem A. Sabitov, Candidate of Sciences (Engineering), Senior Research Fellow, Associate Professor at the Department of Dynamics of Processes and Control, Institute for Computer Technologies and Information Protection

420111, The Republic of Tatarstan, Kazan, ul. Karla Marksa, 10

r.a.sabitov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8880-4473СмирноваГ. С.SmirnovaG. S.

Смирнова Гульнара Сергеевна, канд. тех. наук, доцент, доцент кафедры динамики процессов и управления, зав. лабораторией интеллектуальных систем, Институт компьютерных технологий и защиты информации

420111, Республика Татарстан, г. Казань, ул. К. Маркса, д. 10

Gulnara S. Smirnova, Candidate of Sciences (Engineering), Docent, Associate Professor at the Department of Dynamics of Processes and Control, Head of the Laboratory of Intelligent Systems

420111, The Republic of Tatarstan, Kazan, ul. Karla Marksa, 10

seyl@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6403-4291СабитовШ. Р.SabitovSh. R.

Сабитов Шамиль Рустэмович, канд. тех. наук, доцент, доцент кафедры технологии программирования, Институт вычислительной математики и информационных технологий

420008, Республика Татарстан, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18

Shamil R. Sabitov, Candidate of Sciences (Engineering), Docent, Associate Professor at the Department of Programming Technology

420008, The Republic of Tatarstan, Kazan, ul. Kremlevskaya, 18

sh.r.sabitov@gmail.comМосковский городской педагогический университетРоссияMoscow City UniversityRussian FederationКазанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. ТуполеваРоссияKazan National Research Technical University named after A. N. TupolevRussian FederationКазанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan Federal UniversityRussian Federation202004072020051523Copyright © Григорьев С.Г., Сабитов Р.А., Смирнова Г.С., Сабитов Ш.Р., 20202020Григорьев С.Г., Сабитов Р.А., Смирнова Г.С., Сабитов Ш.Р.Grigoriev S.G., Sabitov R.A., Smirnova G.S., Sabitov S.R.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://info.infojournal.ru/jour/article/view/538

В статье предлагается концепция формирования и развития адаптивной экосистемы университетского образования. Концепция может позволить не только элиминировать недостатки, присущие дистанционной системе образования, но и создать основу построения полноценной образовательной технологии. Базой построения такой экосистемы, помимо чисто дидактических наработок, могут стать и современные достижения в области теории систем, цифровизации и искусственного интеллекта. Рынок образования испытывает серьезное влияние достижений в области искусственного интеллекта и быстрого развития «Индустрии 4.0». Также приходится учитывать достаточно непредсказуемые природные катаклизмы и пандемии. В этих условиях единственная возможность сохранения и усиления своих позиций на рынке образования, который будет стремительно меняться в ближайшие десятилетия, — это трансформация процессов в рамках новых технологических трендов и интегрированных сетевых кластерных экосистем. Децентрализованное обучение и аутсорсинг могут стать двумя ключевыми функциями для успешного применения искусственного интеллекта в образовании. Моделирование, оптимизация и аналитика больших данных позволяют формировать полный набор технологий для создания сети аутсорсинга и цифровых образовательных цепочек, что позволяет идентифицировать модель состояния всех процессов в режиме реального времени. В каждый момент времени цифровой двойник отображает состояние процессов аутсорсинга и образовательных цепочек с фактическими данными планирования, подготовки необходимого оборудования, непосредственно подготовки образовательных программ, загрузки преподавателей, учета и контроля результатов обучения и т. п. Цифровой двойник может использоваться как для принятия решений в режиме реального времени, так и для прогнозирования и планирования аутсорсинга. По сути, университет и компании, обеспечивающие аутсорсинговые услуги в рамках данного подхода, интегрируются в единый механизм для решения задач гибкого индивидуального обучения. В рамках предлагаемого подхода возможно построение образовательной университетской среды, интегрированной с реальными объектами экономики территории, которая является компонентом образовательной экосистемы. Рассматриваемая концепция позволяет прогнозировать и планировать подготовку требуемых специалистов, поскольку модель ее работы тесно связана с предприятиями реального сектора экономики. Это становится возможным за счет того, что обучение происходит по гибким программам, отражающим постоянно меняющиеся требования предприятий к компетенциям своих сотрудников. По сути, университет или группа университетов становятся важнейшей составной частью территориальных промышленных кластеров, что позволяет повысить эффективность и качество подготовки специалистов и оперативно разрабатывать новые учебные программы и курсы, позволяющие быстро осваивать востребованные реальным сектором экономики компетенции. Использование технологии искусственного интеллекта в сочетании с возможностями интернета вещей и цифровизации основных бизнес-процессов обеспечивает, по сути, функционирование и развитие экосистемы университета по аналогии с экосистемами крупных отраслевых системообразующих предприятий.

The article proposes the concept of the formation and development of an adaptive ecosystem of university learning. The concept can allow not only to eliminate the shortcomings inherent in the distance education system, but also to create the basis for building a full-fledged educational technology. The basis for constructing such an ecosystem, in addition to purely didactic developments, can be modern achievements in the field of systems theory, digitalization and artificial intelligence. The education market is seriously affected by advances in artificial intelligence and the rapid development of Industry 4.0. It is also necessary to consider rather unpredictable natural disasters and pandemics. Under these conditions, the only way to maintain and strengthen their positions in the education market, which will rapidly change in the coming decades, is the transformation of processes within the framework of new technological trends and integrated network cluster ecosystems. Decentralized training and outsourcing can become two key functions for the successful application of artificial intelligence in education. Modeling, optimization and analytics of big data make it possible to form a complete set of technologies for creating an outsourcing network and digital educational chains, which allows us to identify the state model of all processes in real time. At each moment in time, the digital twin displays the status of outsourcing processes and educational chains with actual data on planning, preparing the necessary equipment, directly preparing educational programs, loading teachers, accounting and monitoring learning outcomes, etc. The digital twin can be used both for making decisions in real-time, and for forecasting and planning outsourcing. In fact, the university and the companies providing outsourcing services within the framework of this approach are integrated into a single mechanism for solving tasks of flexible individual training. Within the framework of the proposed approach, it is possible to build an educational university environment integrated with real objects of the economy of the territory, which is a component of the educational ecosystem. The concept under consideration allows predicting and planning the training of required specialists, since the model of its work is closely connected with enterprises in the real sector. This becomes possible due to the fact that training takes place according to flexible programs that reflect the ever-changing requirements of enterprises to the competencies of their employees. In fact, a university or a group of universities is becoming an essential component of territorial industrial clusters, which makes it possible to increase the efficiency and quality of specialist training and to quickly develop new curricula and courses that will quickly develop competencies demanded by the real sector of the economy. The use of artificial intelligence technology in combination with the capabilities of the Internet of things and digitalization of the main business processes provides, in fact, the functioning and development of the university’s ecosystem by analogy with the ecosystems of large sectoral system-forming enterprises.

искусственный интеллектэкосистемаобразовательный кластерсмешанное обучениецифровизацияartificial intelligenceecosystemeducational clusterblended learningdigitalizationReferencesObrazovaniya dlya slozhnogo obshhestva [Education for a complex society]. (In Russian.) Available at: http://vcht.center/wp-content/uploads/2019/06/Obrazovanie-dlyaslozhnogo-obshhestva.pdfObrazovaniya dlya slozhnogo obshhestva [Education for a complex society]. (In Russian.) Available at: http://vcht.center/wp-content/uploads/2019/06/Obrazovanie-dlyaslozhnogo-obshhestva.pdfTitkova O. V., Efremenko V. V., Osipova A. M., Zhemerikina Yu. I. The use of information and communication technologies in formation of an inclusive education system. International Journal of Engineering & Technology, 2018, no.7 (4.36), p. 1075–1078.Titkova O. V., Efremenko V. V., Osipova A. M., Zhemerikina Yu. I. The use of information and communication technologies in formation of an inclusive education system. International Journal of Engineering & Technology, 2018, no.7 (4.36), p. 1075–1078.Koliada M. G., Bugayova T. I. Iskusstvennyj intellekt kak dvizhushchaja sila sovershenstvovanija i innovatsionnogo razvitija v obrazovanii i pedagogike [Artificial intelligence as a moving force of improvement and innovative development in education and pedagogic]. Informatika i obrazovanie — Informatics and Education, 2019, no. 10, p. 21–30. (In Russian.) DOI: 10.32517/0234-0453-2019-34-10-21-30Koliada M. G., Bugayova T. I. Iskusstvennyj intellekt kak dvizhushchaja sila sovershenstvovanija i innovatsionnogo razvitija v obrazovanii i pedagogike [Artificial intelligence as a moving force of improvement and innovative development in education and pedagogic]. Informatika i obrazovanie — Informatics and Education, 2019, no. 10, p. 21–30. (In Russian.) DOI: 10.32517/0234-0453-2019-34-10-21-30Andryushkova O. V., Grigoriev S. G. Metodika otsenki kachestva obucheniya na osnove negehntropii [Methodology for assessment of the quality of learning based on negentropy]. Informatika i obrazovanie — Informatics and Education, 2019, no. 10, p. 37–45. (In Russian.) DOI: 10.32517/0234-0453-2019-34-10-37-45Andryushkova O. V., Grigoriev S. G. Metodika otsenki kachestva obucheniya na osnove negehntropii [Methodology for assessment of the quality of learning based on negentropy]. Informatika i obrazovanie — Informatics and Education, 2019, no. 10, p. 37–45. (In Russian.) DOI: 10.32517/0234-0453-2019-34-10-37-45Andryushkova O. V., Grigoriev S. G. Ehmergentnoe obuchenie v informatsionno-obrazovatel’noj srede [Emergent training in the educational information environment]. Moscow, Obrazovanie i Informatika, 2018. 104 p. (In Russian.)Andryushkova O. V., Grigoriev S. G. Ehmergentnoe obuchenie v informatsionno-obrazovatel’noj srede [Emergent training in the educational information environment]. Moscow, Obrazovanie i Informatika, 2018. 104 p. (In Russian.)Dolgiu A., Bakhtadze N. N., Sabitov R. A., SmirnovaG.S., Elpashev D. Identification and simulation models in logistics control systems for production processes and freighting. IFAC-PapersOnLine, 2017, vol. 50, is. 1, p. 14638–14643. DOI: 10.1016/j.ifacol.2017.08.1903Dolgiu A., Bakhtadze N. N., Sabitov R. A., SmirnovaG.S., Elpashev D. Identification and simulation models in logistics control systems for production processes and freighting. IFAC-PapersOnLine, 2017, vol. 50, is. 1, p. 14638–14643. DOI: 10.1016/j.ifacol.2017.08.1903Smirnova G. S., Sabitov R. A., Morozov B., Sabitov S., Sirazetdinov B., Elizarova N. To the problem of dynamic modeling and management in an integrated environment of the industrial cluster. IFAC-PapersOnLine, 2015, vol. 48, is. 3, p. 1230–1235. DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.06.252Smirnova G. S., Sabitov R. A., Morozov B., Sabitov S., Sirazetdinov B., Elizarova N. To the problem of dynamic modeling and management in an integrated environment of the industrial cluster. IFAC-PapersOnLine, 2015, vol. 48, is. 3, p. 1230–1235. DOI: 10.1016/j.ifacol.2015.06.252Parkinson B. Na puti k intellektual’nomu proizvodstvu [Towards intelligent production]. Control Engineering Russia, 2017, no. 6, p. 58–60. (In Russian.) Available at: https://controlengrussia.com/internet-veshhej/intillektualnoeproizvodstvo/Parkinson B. Na puti k intellektual’nomu proizvodstvu [Towards intelligent production]. Control Engineering Russia, 2017, no. 6, p. 58–60. (In Russian.) Available at: https://controlengrussia.com/internet-veshhej/intillektualnoeproizvodstvo/Ford M. Rise of the robots: Technology and the threat of a jobless future. New York, Basic Books, 2015. 354 p.Ford M. Rise of the robots: Technology and the threat of a jobless future. New York, Basic Books, 2015. 354 p.Larabell J. T. The rise of the robots. New American, 2016. Available at: https://www.thenewamerican.com/tech/computers/item/24478-the-rise-of-the-robotsLarabell J. T. The rise of the robots. New American, 2016. Available at: https://www.thenewamerican.com/tech/computers/item/24478-the-rise-of-the-robotsSadler P. Sustainable growth in a post-scarcity world: Consumption, demand, and the poverty penalty. Farnham, Gower, 2010. 264 p.Sadler P. Sustainable growth in a post-scarcity world: Consumption, demand, and the poverty penalty. Farnham, Gower, 2010. 264 p.Rainey K. Open for business: 3-D printer creates first object in space on international space station. NASA, 2015. Available at: http://www.nasa.gov/content/openfor-business-3-d-printer-creates-first-object-in-space-oninternational-space-stationRainey K. Open for business: 3-D printer creates first object in space on international space station. NASA, 2015. Available at: http://www.nasa.gov/content/openfor-business-3-d-printer-creates-first-object-in-space-oninternational-space-stationDeloitte’s 2016 global outsourcing survey. Available at: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/nl/Documents/operations/deloitte-nl-s&o-global-outsourcingsurvey.pdfDeloitte’s 2016 global outsourcing survey. Available at: https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/nl/Documents/operations/deloitte-nl-s&o-global-outsourcingsurvey.pdfCondon W. Large-scale assessment, locally-developed measures, and automated scoring of essays: Fishing for red herrings? Assessing Writing, 2013, vol. 18, no. 1, p. 100–108. Available at: https://www.learntechlib.org/p/92347/Condon W. Large-scale assessment, locally-developed measures, and automated scoring of essays: Fishing for red herrings? Assessing Writing, 2013, vol. 18, no. 1, p. 100–108. Available at: https://www.learntechlib.org/p/92347/Kashapov N. F., Khafizov I. I., Nurullin I. G., Sadykov Z. B. Influence of introduction of robotics on increase in efficiency of electrochemical production. Int. Scientifictechnical Conf. on Innovative Engineering Technologies, Equipment and Materials 2017. 2017, vol. 412. DOI: 10.1088/1757-899X/412/1/012034Kashapov N. F., Khafizov I. I., Nurullin I. G., Sadykov Z. B. Influence of introduction of robotics on increase in efficiency of electrochemical production. Int. Scientifictechnical Conf. on Innovative Engineering Technologies, Equipment and Materials 2017. 2017, vol. 412. DOI: 10.1088/1757-899X/412/1/012034Frey C. B., Osborne M. A. The future of employment: How susceptible are jobs to computerization? Technological Forecasting and Social Change, 2017, vol. 114, p. 254–280. DOI: 10.1016/j.techfore.2016.08.019Frey C. B., Osborne M. A. The future of employment: How susceptible are jobs to computerization? Technological Forecasting and Social Change, 2017, vol. 114, p. 254–280. DOI: 10.1016/j.techfore.2016.08.019Blended Learning: perekhod k smeshannomu obucheniyu za 5 shagov [Blended Learning: Transition to blended learning in 5 steps]. Zillion, 2013. (In Russian.) Available at: https://zillion.net/ru/blog/375/blended-learningpieriekhod-k-smieshannomu-obuchieniiu-za-5-shaghovBlended Learning: perekhod k smeshannomu obucheniyu za 5 shagov [Blended Learning: Transition to blended learning in 5 steps]. Zillion, 2013. (In Russian.) Available at: https://zillion.net/ru/blog/375/blended-learningpieriekhod-k-smieshannomu-obuchieniiu-za-5-shaghovBuono J. Blended Learning: Why it’s taking the lead in education. CogniFit, 2017. Available at: https://blog.cognifit.com/blended-learning/Buono J. Blended Learning: Why it’s taking the lead in education. CogniFit, 2017. Available at: https://blog.cognifit.com/blended-learning/Vander Ark T. Blended, project-based and social emotional learning at thrive public schools. Education Week, 2017. Available at: http://blogs.edweek.org/edweek/on_innovation/2016/04/blended_project-based_and_social_emotional_learning_at_thrive_public_schools.htmlVander Ark T. Blended, project-based and social emotional learning at thrive public schools. Education Week, 2017. Available at: http://blogs.edweek.org/edweek/on_innovation/2016/04/blended_project-based_and_social_emotional_learning_at_thrive_public_schools.htmlLearning ecosystem. Available at: https://www.cfainstitute.org/programs/learning-ecosystemLearning ecosystem. Available at: https://www.cfainstitute.org/programs/learning-ecosystem

The authors declare that there are no conflicts of interest present.