Текст книги "Цифровое просвещение – философия, стратегия, этика, Виртуальная Компьютерная Лаборатория. Искусство и наука технологического лидерства в эпоху искусственного интеллекта"

Цифровое просвещение – философия, стратегия, этика, Виртуальная Компьютерная Лаборатория
Искусство и наука технологического лидерства в эпоху искусственного интеллекта
Михаил Александрович Белов

Рецензенты:

Черемисина Евгения Наумовна, д.т.н., проф., основатель и руководитель Института системного анализа и управления Государственного университета «Дубна»

Орлова Елена Роальдовна, д.э.н., проф., зав. отдела «Информационные технологии оценки эффективности инвестиций» ФИЦ ИУ РАН

© Михаил Александрович Белов, 2024

ISBN 978-5-0064-4148-4

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Эта книга посвящается моим родителям,

Александру Ивановичу Белову и Наталье Александровне Беловой, чья бесконечная любовь и поддержка освещали мой путь! Ваша вера в меня была моей путеводной звездой, ведущей через темные времена к вершинам, о которых я мог только мечтать. Без вашей мудрости и ценных напутствий я бы не стал тем человеком, которым являюсь сегодня.

С глубоким уважением хочу отметить искреннее восхищение профессором Евгенией Наумовной Черемисиной, основателем Института Системного Анализа и Управления. Ваша энергичность и активный подход к решению самых сложных проблем управления являются для меня источником бесконечного вдохновения. Ваше понимание глобальных аспектов и тонкостей управленческой науки, сочетающееся с мудростью, коренящейся в богатых культурных традициях, оказали неоценимое влияние на мой научный путь, философию и системное мировоззрение. Ваш пример демонстрирует, как знания, оптимизм, преданность образованию и неустанное стремление к совершенству могут изменять мир к лучшему.

Цифровое просвещение, подобно факелу в темной пещере, освещает путь к новому пониманию мира и нашего места в нем. Оно расширяет горизонты познания, делая информацию доступной каждому, независимо от социального статуса или географического положения. Это инструмент, который, подобно увеличительному стеклу, позволяет нам рассмотреть детали мироздания, которые ранее были скрыты от глаз.

Однако, как и любой инструмент, цифровое просвещение может быть использовано как во благо, так и во вред. В руках мудрого оно становится ключом к процветанию, открывая двери к новым возможностям и знаниям. В руках невежды или злодея оно может превратиться в оружие, сеющее дезинформацию и раздор.

Цифровое просвещение – это не только освоение новых технологий, это формирование нового мировоззрения, основанного на инновациях, гуманистических ценностях и библейских заповедях. Это путь к созданию общества, где каждый человек имеет возможность реализовать свой потенциал, где знания и технологии служат на благо всех.

Сегодня цифровое просвещение превращается из инструмента развития в философию жизни, основанную на стремлении к знаниям, уважении к другим и вере в человеческий потенциал. Это путь к созданию гармоничного общества, где технологии служат человеку, а не наоборот.

Михаил Белов

Глава 1. ИНТЕГРАЦИЯ ВРЕМЕН И ТЕХНОЛОГИЙ: ФИЛОСОФИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОТ АНТИЧНОСТИ ДО ЦИФРОВОГО ПРОСВЕЩЕНИЯ. ВИРТУАЛЬНАЯ КОМПЬЮТЕРНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ – РЕВОЛЮЦИЯ В ИТ-ОБРАЗОВАНИИ

Философия образования является областью философии, которая занимается осмыслением вопросов воспитания и обучения; причем это не просто академическая дискуссия, это основа для взращивания будущих поколений. Именно поэтому образование должно не только передавать знания и особенности применения новых технологий на практике, но и формировать ценности и мировоззрение, а также умения и навыки, которые необходимы для полноценной жизни в обществе.

Трансформация современного общества под влиянием цифровизации заставляет людей получать новые знания и непрерывно развиваться, чтобы быстрее адаптироваться к новым условиям и усложнению технологий. Для этого кроме профессиональной подготовки необходимо развивать этические ценности, социальную ответственность, эмпатию, любознательность, проницательность, творческие способности, а также лидерские и предпринимательские качества.

Цифровое просвещение, с точки зрения технологий и социокультурного опыта современного цифрового общества, можно рассматривать как «строительный материал» для формирования нового типа мышления и поведения, а также для укрепления конкурентоспособности бизнеса, повышения эффективности государственного управления и улучшения качества цифровых услуг. Поскольку цифровое просвещение, как-правило, реализуется посредством ИТ-образования, регулируемого на законодательном уровне [1], за исключением самообучения, то в книге оба этих понятия взаимозаменяемы, для более удобного восприятия материала.

Эволюция образования: от античной мудрости до цифровых инноваций

Прогуливаясь по Оксфорду, Кембриджу или Гарварду, а может быть созерцая монументальные строения кампуса МГУ им. М. В. Ломоносова на Воробьевых горах, вживаясь в антураж местности и силой воображения ретроспективно отправляя себя в прошлое не трудно представить и осознать, что классическое университетское образование, в своей основе, всегда было святилищем знаний и инноваций. Однако, в эпоху цифрового просвещения, оно трансформируется, становясь мостом между глубокими академическими традициями и поразительными возможностями цифровых технологий. Мы находимся в точке пересечения, где классическое образование вдохновляет на инновации, а ИТ-образование дает инструменты для их реализации. Это синтез, который открывает новые горизонты для обучения и творчества. При этом важно учить мыслить многогранно и разными способами, чтобы учащиеся могли видеть мир не заужено как набор типовых задач, а как полотно возможностей. Именно в союзе традиций и инноваций кроется истинная суть цифрового просвещения.

В современном мире технологический прогресс превосходит все наши ожидания, а его движущей силой являются образовательные учреждения, в которых студенты получают актуальные знания, умения, навыки и вдохновляются на создание инноваций. Цифровое просвещение – это не просто понимание основ цифровой грамотности, программного кода или работы компьютеров; это о воплощении амбициозных идей в реальность [1]. В синтезе классического и ИТ-образования кроется сила для решения глобальных проблем, за счет объединения фундаментальных и передовых практических знаний с воспитанием талантливой молодежи, которая способна использовать эти знания для построения нового будущего.

Развитие образования неразрывно связано с социальными, экономическими и культурными тенденциями цивилизационного развития. Образование – это не изолированное явление, а неотъемлемая часть глобальных изменений. Наши представления о современном и качественном образовании должны эволюционировать вместе с развитием технологий. Более того, образование не просто реагирует на изменения в обществе, но и активно формирует их, предоставляя инструменты и знания для создания и внедрения новаторских идей. Поэтому развитие образования нельзя рассматривать в отрыве от общественных формаций, т.к. изменяющиеся социально-экономические условия и культурные ценности влияют на представления о целях, задачах и методах обучения.

Взгляд на образование с точки зрения общественных формаций подразумевает анализ образовательных систем и методов в контексте социально-экономических структур и исторических эпох. Например, в феодальном обществе образование часто было привилегией аристократии и связано с религиозным обучением, в то время как промышленная революция и становление капитализма способствовали развитию массового образования, направленного на подготовку квалифицированной рабочей силы. В современном гипериндустриальном мире образование становится более индивидуализированным и демократизированным, с акцентом на критическое мышление и творчество, отражая изменяющиеся экономические, социальные, политические и управленческие закономерности и требования.

Античные философы, такие как Сократ, Платон, Аристотель были не только мыслителями своего времени, но и архитекторами будущего. Сократ с его методом диалога подчеркивал, что истинное понимание возникает из постоянного вопроса и пересмотра убеждений. Это основа для критического мышления, которое жизненно необходимо в нашем быстро меняющемся мире. Платон видел в образовании фундаментальный камень идеального общества, подчеркивая его роль в формировании будущего. Аристотель, с его акцентом на эмпирических знаниях, напоминает нам о значении наблюдений и опыта в науке и технологиях. Мысли античных философов по-прежнему актуальны, заставляя нас не забывать о том, что образование – это не просто процесс обучения, а процесс строительства основ для будущих поколений.

В средневековье образование было преимущественно религиозным, догматичным и схоластическим, с уклоном в изучение религиозной философии. Но с приходом эпохи Ренессанса произошел революционный переход к античным классическим ценностям, вдохновляющим взглянуть по-новому на основы образования. Этот период открыл эру гуманистического образования, акцентировав внимание на уникальности и потенциале каждой личности. Эти идеи актуальны до сих пор, напоминая нам о том, что образование – это не только процесс усвоения знаний, но и стремление к формированию всесторонне развитого человека, способного к самоанализу, самопознанию, раскрытию собственных возможностей и поиску нового.

С XVII века, в эпоху Просвещения, образование постепенно трансформируется в инструмент развития критического мышления и научного познания. Мыслители того времени, такие как Жан-Жак Руссо и Иммануил Кант, открыли новый путь в понимании образования, акцентируя внимание на самостоятельности, свободе и значении образования для личностного роста. В XIX веке начался переход к прогрессивному образованию, где активное участие и опыт стали главенствующими в формировании молодых умов, поэтому образование перестало быть просто передачей знаний, превратившись в процесс социального взаимодействия и активной учебной деятельности. Кстати, эти идеи остаются актуальными и сегодня, т.к. лежат в основе нашего понимания образования как средства раскрытия потенциала каждого человека, а также продолжают формировать современное представление об образовании как о процессе творческого взаимодействия, направленного на стимулирование инновационного мышления и подготовку молодежи к решению сложных задач в постоянно меняющемся мире.

С конца XX века мы стали свидетелями переосмысления философии образования, особенно в контексте равенства, доступности и мультикультурализма. Этот переход был ускорен внедрением таких технологий, как Интернет, онлайн-обучение, мобильные устройства, LMS, виртуальные лаборатории, облачные сервисы, искусственный интеллект, дополненная и расширенная реальность, аналитика, управление на основе данных и т.д., которые кардинально изменили подходы к обучению и воспитанию в цифровую эру. Мы не просто используем технологии как инструменты; мы видим в них возможность для переосмысления того, как мы учим, как учимся и как взаимодействуем в многообразном мире. Кроме того, технологии создают предпосылки для формирования более интегрированного, инклюзивного и мультикультурного образовательного опыта, что делает современное образование многообразнее, а также способствует развитию глобального сознания и подготовке молодежи к жизни и работе в цифровом обществе.

Цифровое общество характеризуется высокой степенью связанности благодаря интернету и мобильным технологиям, которые обеспечивают непрерывный обмен информацией и взаимодействие между людьми, организациями и государствами на глобальном уровне. Сегодня мы наблюдаем доступность огромного объема данных, в также способов их сбора, быстрой доставки и обработки благодаря скачку в развитии вычислительных технологий, технологий производства электроники и телекоммуникационного оборудования, появлению гиперконвергентных систем, а также развитию облачных технологий для удаленного доступа к высокопроизводительным серверам, системам хранения данных высокой емкости и широкому спектру программных сервисов, включая сервисы продвинутой аналитики на основе искусственного интеллекта.

Большие данные и продвинутая аналитика играют важную роль в принятии решений как в бизнесе, так и в государственном управлении, а также в деятельности надгосударственных организаций, таких как ООН, ВОЗ, Всемирный банк и Центробанки.

В бизнесе любого масштаба анализ больших данных помогает компаниям лучше понимать предпочтения и поведение своих клиентов, что позволяет оптимизировать маркетинговые стратегии и улучшать качество обслуживания. Также компании используют большие данные для оптимизации производственных процессов, цепочек поставок и логистики, что способствует снижению затрат и повышению эффективности.

Государственные органы обращаются к большим данным для анализа социальных, экономических и экологических тенденций, что помогает в формировании политик и программ развития, дает возможность улучшать городское планирование, обеспечивать общественную безопасность, повышать качество социальных услуг, решать нетривиальные задачи массового управления и обслуживания.

В надгосударственном управлении – ООН и ее аффилированные структуры используют большие данные для мониторинга и решения глобальных проблем, таких как изменение климата, бедность и гуманитарные кризисы. ВОЗ анализирует данные о здоровье населения, распространении болезней и эффективности медицинских вмешательств для улучшения здравоохранения на глобальном уровне. Всемирный банк опирается на большие данные для анализа экономических тенденций, оценки эффективности проектов развития и поддержки стратегий борьбы с бедностью. Центробанки применяют большие данные для анализа финансовых рынков, мониторинга инфляции и разработки монетарной политики.

Цифровое общество постоянно развивается благодаря инновациям. Технологии, такие как искусственный интеллект, облачные вычисления, блокчейн и Интернет Вещей, вносят изменения в различные области жизни. Социальные медиа и цифровые платформы становятся основными каналами коммуникации, социализации и распространения информации, оказывая значительное влияние на формирование общественного мнения и социальные взаимодействия.

Цифровая трансформация меняет традиционные модели взаимодействия, стимулируя удаленную работу, гибкие графики и цифровые рабочие места, что также ведет к изменениям в экономических структурах, способствуя развитию цифровой экономики, где цифровые технологии влияют на политические процессы и социальные структуры, облегчая массовую коммуникацию, гражданское участие и мобилизацию.

Цифровое просвещение – это не просто обучение использованию технологий; это культивирование новой философии и нового мировоззрения. Мы живем в эпоху, когда технологии становятся инструментом, пространством и канвой для нашего творчества – способом выражения наших глубинных идей и мечтаний. В каждом устройстве, программном коде или цифровой платформе скрыта возможность изменить мир. Цифровое просвещение – это осознание того, что наши пальцы на клавиатуре могут быть такими же мощными, как кисть художника на холсте. Это о том, чтобы видеть в технологиях и потенциал для инноваций, и для создания красоты и гармонии в мире.

По мнению автора, эффективное цифровое просвещение сложно представить без Виртуальной Компьютерной Лаборатории, которая является образовательной и исследовательской облачной средой, предназначенной для разработки, развертывания и тестирования сложных многокомпонентных информационных систем и приложений, а также для создания моделей цифровых двойников, совершенствования методов и алгоритмов искусственного интеллекта.

Технологическую платформу Виртуальной Компьютерной Лаборатории формируют гипервизоры – специализированное программное обеспечение для запуска множества виртуальных машин на одном физическом сервере. Поскольку каждая виртуальная машина имеет свою операционную систему и приложения, то основная задача гипервизора – виртуализация аппаратного обеспечения, которая дает возможность каждой виртуальной машине использовать вычислительные ресурсы, такие как процессор, память, хранилище данных и сетевые функции. Физические сервера объединяются в кластер и управляются через единый центр управления. При этом всем участникам гарантируется полный набор системных прав/привилегий, которые дают возможность исследовать и экспериментировать без каких-либо ограничений, опираясь на принципы самоорганизации и плюрализма.

Контейнеризация дополняет виртуализацию, предоставляя более легковесный и быстрый вариант развертывания приложений. Контейнеризация – это метод виртуализации на уровне операционной системы, позволяющий запускать приложения и их зависимости в процессах, изолированных друг от друга в контейнерах. В отличие от виртуальных машин, которые полностью эмулируют и/или совместно используют аппаратное обеспечение (оборудование) и требуют отдельной операционной системы для каждой машины, контейнеры делят одну и ту же операционную систему, но обеспечивают строгую изоляцию приложений. Это повышает эффективность использования ресурсов и упрощает развертывание и управление приложениями. Поскольку контейнеры легковесны и запускаются в изолированной среде, это делает их наиболее выгодным вариантом для микросервисной архитектуры, непрерывной интеграции и развертывания (CI/CD), а также для облачных вычислений.

Виртуальная Компьютерная Лаборатория строится на сочетании технологий виртуализации и контейнеризации, укрепленных такими основополагающими принципами самоорганизации как: открытость, доступность, расширяемость, распределенная ответственность, совместное использование ресурсов, локальные взаимодействия, самоорганизующиеся команды, применение гибких методологий управления (Agile, Scrum, Kanban и др.), прозрачность, самообучение, адаптивность, междисциплинарность, эволюционное развитие. Это позволяет создать специализированную среду для ИТ-образования, исследований и инновационных разработок в области цифровых технологий.

Однако, в представленном толковании Виртуальной Компьютерной Лаборатории кроется лишь верхушка айсберга, учитывая ее сложную и многогранную структуру. Поэтому далее в книге, мы с Вами постараемся расширить и углубить представление о Виртуальной Компьютерной Лаборатории, охватывая различные аспекты с разных точек зрения в контексте исследовательской деятельности и подготовки профессионалов, способных решать актуальные предметные задачи цифровой экономики.

Итак, цифровое просвещение через призму Виртуальной Компьютерной Лаборатории – это не просто следующий шаг в образовании, это революция в способе нашего мышления и взаимодействия с миром. Это означает переход от пассивного усвоения знаний к их активному применению, где каждый учащийся становится исследователем, открывающим новые горизонты. Виртуальная Компьютерная Лаборатория дает широчайшие возможности для экспериментов, помогает учащимся воплощать свои идеи в цифровом пространстве, независимо от местоположения, времени и других ограничений. По сути это демократизация ИТ-образования, где каждый имеет равный доступ к передовым технологиям, что делает цифровое просвещение не просто обучением, а процессом новых открытий, где учеба переплетается с инновациями, вдохновляя на создание лучшего мира, а истинное мастерство педагога заключается в умении гармонично сочетать различные подходы, адаптируя их к индивидуальным потребностям каждого ученика.

Однако, размышляя о развитии и философии образования, мы не можем ограничиваться узким взглядом. Наравне с рассмотренным выше формационным подходом, необходимо рассмотреть и другие ключевые подходы, такие как перенниализм, эссенциализм, позитивизм и прогрессивизм, каждый из которых вносит свой уникальный вклад в педагогический процесс. При этом ни один из них, сам по себе, не является догмой.

Таблица 1. Особенности перенниализма, эссенциализма,

позитивизма и прогрессивизма в современном ИТ-образовании

Мир ИТ-образования непрерывно эволюционирует, отражая тенденции и изменения в широком контексте методов и технологий. Перенниализм напоминает нам о ценности вечных истин в мире, где технологии стремительно меняются. Эссенциализм акцентирует внимание на фундаментальных знаниях, умениях и навыках, необходимых для понимания и использования новых методов и технологий. Позитивизм подчеркивает значимость научного подхода и получаемых через наблюдения и/или эксперименты эмпирических данных для разработки и непосредственного применения новых образовательных технологий. Прогрессивизм открывает двери к инновациям и адаптивному обучению, призывая к гибкости и готовности к изменениям, которые неизбежны в технологически насыщенном мире.

Очевидно, что в основе концепции Виртуальной Компьютерной Лаборатории должен лежать синтез всех рассмотренных фундаментальных философских подходов, таких как перенниализм, эссенциализм, позитивизм и прогрессивизм, с учетом особенностей которых формируется облик образовательной среды нового поколения. Объединение этих философских подходов в рамках Виртуальной Компьютерной Лаборатории создает уникальную среду, где традиции сочетаются с инновациями, а фундаментальные знания интегрируются с передовыми практиками. Таким образом, синтез этих философских подходов обогащает ИТ-образование, делая его более глубоким, устойчивым и подготовленным к будущему, где технологии будут продолжать изменять наш мир в непредсказуемых направлениях.

При этом Виртуальная Компьютерная Лаборатория – это не просто еще одна образовательная среда, похожая на систему дистанционного обучения, а инновационный мир, где принципы самоорганизации воплощаются в реальность, а студенты становятся не только участниками учебного процесса, но и активными создателями своего образовательного пути. Они учатся взаимодействовать и работать в команде, генерировать творческие идеи, реализовывать проекты, проводить эксперименты, выполнять критический анализ с учетом этики и лучших традиций гуманизма, что позволяет образовательным учреждениям поддерживать высокий уровень качества обучения и получать образовательные результаты, которые востребованы и необходимы для устойчивого развития цифрового общества.

Также не следует рассматривать Виртуальную Компьютерную Лабораторию исключительно как технологическую платформу в виде массива серверов с установленным программным обеспечением. Это контролируемое виртуальное пространство на основе облачных технологий, где студенты могут получать и апробировать теоретические знания как самостоятельно, так и в команде, а также приобретать ценные практические навыки, что является ключом к успеху и подобающему социальному положению в новой реальности.

В современном ИТ-образовании необходимо формировать экосистемное мышление, которое включает в себя интеграцию ключевых предметных областей ИТ и поддержку широкой междисциплинарности, чтобы готовить студентов к эффективной работе с цифровыми технологиями и созданию инновационных решений в сложной и постоянно меняющейся технологической среде. Виртуальная Компьютерная Лаборатория – это квантовый скачок в образовании, где классика и новаторство существуют в суперпозиции, создавая новый, целостный опыт.