В стремительно меняющемся мире ИТ, где продолжает действовать закон Мура, а цена машинного времени и передачи данных все уменьшается, рождается Интернет вещей (Internet of Things, IoT) — глобальная вычислительная инфраструктура из триллионов устройств, помогающих людям в их повседневной жизни. Появление IoT окажет преобразующее влияние на все общество и потребует переосмыслить принципы образования новых поколений инженеров и специалистов по ИТ. Уже сегодня ясно, что высшее образование нуждается в преобразованиях.

  • Для новых специальностей нужны новые навыки. Прогресс в области вычислений, энергетики и транспорта сыграет ключевую роль в «третьей промышленной революции», перестройке индустрии с переходом на возобновляемую энергию, технологии умных электросетей и здания, самостоятельно обеспечивающие себя энергией. Эта революция создаст потребность в инженерах и ученых, чья деятельность будет тесно связана с IoT.
  • Все больше людей стремятся получить высшее образование. За последние десятилетия миллионы людей во всем мире пополнили ряды среднего класса, и они остро нуждаются в высшем образовании, однако у вузов сейчас нет реальных возможностей принимать на учебу все больше студентов.
  • Потребители становятся производителями. Происходящий сегодня отход от культуры потребительства меняет ожидания людей от технологий, наделяя их ролью производителей, творцов. Развитие технологий все сильнее будет опираться на демократическое управление, открытость, социальное производство и массовое взаимодействие — в не меньшей степени, чем на совершенствование функциональности и эстетику.

Все эти тенденции создают потребность в образовании, рассчитанном на новое, «цифровое» поколение, понимающее не только сами технологии, лежащие в основе IoT, но и осознающие их влияние на общество. Программы высшего образования для следующего поколения инженеров должны давать знания о том, как проектировать и создавать технологические системы с учетом новых требований, касающихся открытости и коллективного взаимодействия. В частности, нужны новые формы обучения ИТ, которые позволили бы принимать больше учащихся со всего мира, привлекали бы абитуриентов с различными интересами и позволяли бы предлагать современные учебные планы, отражающие последние изменения в технологиях.

Для решения этих задач в октябре 2011 года в британском Открытом университете началась переработка программы бакалавриата по компьютерным наукам и стартовал новый девятимесячный вводный курс My Digital Life. В общей сложности на курс записалось 7800 студентов, а прошли его на сегодня почти 4000. Главная задача курса — поместить IoT в центр программы обучения первого года и с самого начала подготовить студентов к неизбежности будущих изменений в обществе и технологиях.

Вместо узкого представления IoT как технического предмета данный курс призван стать для студентов инструментом исследования и понимания окружающего мира, помогающим осознавать свою роль в реализации потенциала Интернета вещей. Это достигается с помощью образовательной модели, делающей акцент на конкретном опыте, творческих экспериментах, активном участии и обучении через взаимодействие, — все эти методы повышают интерес к учебе и результативность обучения.

Массовое обучение во взаимодействии

Открытый университет — крупнейший вуз дистанционного обучения, предлагающий программы образования уже больше 40 лет. Сейчас в нем обучаются свыше 250 тыс. студентов — это самый крупный из британских университетов.

Популярность онлайн-образования во всем мире растет, однако создание успешных онлайн-курсов — задача огромной сложности. Массовые открытые онлайн-курсы как относительно новая форма обучения привлекли большое внимание благодаря инициативам бесплатного открытого обучения, выдвинутым Стэнфордом и МТИ, а также новым образовательным сервисам Coursera, Udacity и 2tor. Отличие курса Открытого университета в том, что студенты получают обстоятельную персональную поддержку от преподавателей, а кроме того, курс засчитывается как часть бакалавриата по специальностям, связанным с информатикой.

Интернет вещей — новый предмет в обойме онлайн-образования, и мнения о том, каким должен быть такой курс, сильно различаются. По убеждению разработчиков учебных программ Открытого университета, для нового курса важны следующие фундаментальные концепции IoT:

  • слияние физического и цифрового мира;
  • воплощение физических предметов в онлайн-объектах;
  • колоссальный рост числа подключенных к Интернету устройств, приборов, датчиков и приводов;
  • неизменно растущие объем и ценность данных;
  • появление все новых встроенных платформ;
  • технические новшества в энергетике, транспорте, здравоохранении, бизнесе и повседневной жизни.

Преподавание концепций IoT первокурсникам, особенно через Интернет, — непростая задача. Не у всех студентов есть полноценный доступ к сетевым устройствам, и сегодня пока еще мало решений для обучения программированию приложений для сетей датчиков. Большинство встроенных платформ требуют знаний в области аппаратного обеспечения, чего трудно ждать от студентов первого курса. Нельзя также рассчитывать, что первокурсники будут готовы осваивать основы вычислительной техники раньше других тем.

По своей сути IoT — это система с множеством слабо связанных малых элементов, каждый из которых вносит свой вклад в большое целое. Отталкиваясь от этой идеи, можно поощрять студентов на обучение с применением технологий IoT, а не просто на изучение их самих. При этом используется подход к обучению, основанный на участии и взаимодействии. Эти принципы отражены в темах и образовательных задачах курса My Digital Life.

  • Алгоритмы. Студенты должны приобрести навык составления алгоритмов, позволяющих обрабатывать информацию от датчиков и выдавать осмысленные результаты.
  • Навыки программирования. Студенты должны понимать принципы программирования и уметь демонстрировать способность программировать сетевые системы, встроенные в реальный мир, в том числе системы датчиков и приводов.
  • Распределение и взаимодействие. Студенты должны получить представление о важности распределенных компьютерных архитектур и продемонстрировать способность разрабатывать сетевые сенсорные приложения.
  • Творческое развитие. Курс должен стимулировать творчество, подталкивая учащихся к самостоятельному конструированию систем, интегрированных в IoT. Студенты должны предлагать идеи реальных приложений и воплощать эти идеи в рабочих прототипах.
  • Коллективное проектирование. Студенты должны развить способности к командному взаимодействию при создании приложений.
  • Вопросы этики. Студенты должны получить представление о проблемах IoT, связанных с приватностью и безопасностью, и понимать важность участия в открытой дискуссии о роли технологий в обществе.
  • Компьютерные технологии и общество. Студенты должны понять, какой вклад вычислительные технологии и IoT вносят в бизнес и повседневную жизнь, в том числе знать исторический контекст технологических и интеллектуальных достижений, благодаря которым появился IoT.

Данный список — лишь небольшая выборка тем, охваченных данным курсом. Студенты получают концептуальную базу, помогающую понимать и изучать те обширные технические, экономические, политические и этические перемены, которые происходят благодаря современным ИТ.

 

Рис. 1. Плата SenseBoard: а — студенты получают SenseBoard в специальном конструктиве, позволяющем легко различать типы компонентов;  б — на плате SenseBoard обозначены группы входных и выходных разъемов. Разные виды коннекторов используются для подсоединения датчиков, светодиодов и шагового электродвигателя
Рис. 1. Плата SenseBoard: а — студенты получают SenseBoard в специальном конструктиве, позволяющем легко различать типы компонентов;  б — на плате SenseBoard обозначены группы входных и выходных разъемов. Разные виды коннекторов используются для подсоединения датчиков, светодиодов и шагового электродвигателя

 

В процессе преподавания онлайн-курса сложно контролировать успеваемость и поддерживать интерес студентов, поэтому, чтобы увлечь их учебным процессом и сократить число бросивших учебу, применяется подход, основанный на принципах организации обучения через эксперименты и взаимодействие. Первый из этих принципов делает акцент на конкретном опыте, а обучение во взаимодействии — это процесс, при котором студенты активно пользуются навыками и знаниями друг друга. На подготовку курса также повлияла теория конструктивизма, предполагающая, что человек с большей охотой возьмется за дело и будет обучаться ему, если он будет его активным и творческим участником.

Интернет-университет суперкомпьютерных технологий

Суперкомпьютерные технологии приобрели сегодня массовый характер, что обострило проблему подготовки квалифицированных кадров, однако классическая форма высшего образования с этой задачей уже не справляется.

Анатолий Шкред, Виктор Гергель, Владимир Воеводин

В целом курс рассчитан на то, чтобы поощрять у студентов заинтересованность и склонность к экспериментам. Учитывая различия в ожиданиях и уровне опыта учащихся, а также тот факт, что это вводный курс, создатели программы предполагают контролируемое самостоятельное обучение, в процессе которого студенты и их команды имеют возможность получать персональную поддержку от преподавательского состава.

Инфраструктура обучения

Одна из ключевых целей My Digital Life — использование IoT в качестве инструмента обучения основам компьютерных наук и навыкам программирования студентов, не имевших ранее соответствующего опыта. Чтобы достигнуть этой цели на онлайн-курсе с большим числом учащихся, потребовалась разработка принципиально новой обучающей инфраструктуры, состоящей из ряда компонентов.

  • SenseBoard — встраиваемая платформа с набором датчиков, специально спроектированная для данного курса. Как показано на рис. 1, а, SenseBoard, основанная на микроконтроллере Arduino, имеет несколько устройств ввода/вывода. Она комплектуется рядом датчиков (термистором, фототранзистором, детектором движения), шаговым двигателем и кабелем USB. Цена оборудования включена в стоимость обучения (Открытый университет принимает на обучение всех желающих на платной основе).
  • Sense — специально разработанные визуальный язык и среда программирования, позволяющие студентам быстро расширить свои знания и уже в начале курса приступить к написанию взаимодействующих с SenseBoard программ. Sense (tinyurl.com/OUSense) — это расширение языка Scratch, созданного в Массачусетском технологическом институте, со специальными функциями для программирования встроенных систем. Как и на Scratch, программы на Sense разрабатываются путем компоновки графических блоков: операторов if-else, логических операций и переменных. Среда программирования (рис. 2) следит за синтаксической корректностью сборки. Работает на платформах Windows, Mac и Linux.
  • Облачная инфраструктура объединяет платы SenseBoard всех студентов, позволяя даже новичкам создавать крупномасштабные распределенные приложения. Когда разрабатывался My Digital Life, данной возможности еще не было ни в одном похожем инструментарии, например в Phidgets.

 

Рис. 2. Среда программирования Sense, созданная на базе языка Scratch. Студенты конструируют программы, буксируя графические блоки, например управляющие структуры, из соответствующей палитры (левая панель) в редактор скриптов (средняя панель). «Сцена» (правая панель) используется для графического ввода/вывода.
Рис. 2. Среда программирования Sense, созданная на базе языка Scratch. Студенты конструируют программы, буксируя графические блоки, например управляющие структуры, из соответствующей палитры (левая панель) в редактор скриптов (средняя панель). «Сцена» (правая панель) используется для графического ввода/вывода.

 

Облачная платформа Открытого университета работает на университетских серверах и позволяет платам SenseBoard обмениваться данными друг с другом. С помощью Sense студенты могут передавать данные по именованным каналам, информацию из которых можно считывать в виде RSS-потоков на любой плате SenseBoard. Благодаря этому учащиеся могут сохранять данные в облаке и создавать приложения, принимающие и использующие информацию датчиков на множестве экземпляров SenseBoard. Есть возможность создавать произвольные потоки информации и избирательно делиться ими с другими. В нынешней модели SenseBoard поддерживается только асинхронный режим.

Данная инфраструктура обучения IoT реализует педагогический подход, направленный на обучение в активном режиме, стимулирование учащихся к проведению экспериментов с датчиками, приводами и сетями. Возможность взаимодействия позволяет студентам делиться информацией, поступающей с датчиков, и создавать распределенные приложения. Обширная веб-инфраструктура, включающая форумы, социальные сети и вики, тоже способствует взаимному обучению студентов.

Опыт и полученные уроки

Впервые курс проводился с октября 2011 по март 2012 года, количество студентов составило 1967.

Чтобы выяснить, как студенты восприняли новый курс и с какими проблемами им пришлось столкнуться, были проанализированы публикации учащихся в онлайн-форумах поддержки. Были отобраны сообщения о проблемах с использованием SenseBoard и среды программирования Sense. Изучались также ответы на анкету, разосланную студентам. Кроме того, была сопоставлена статистика успеваемости по новому курсу и прежнему с традиционным вводным модулем по информатике. Возраст более 70% студентов — 25–49 лет, мужчин было примерно втрое больше, чем женщин. Как это бывает со многими курсами начального уровня, довольно много студентов, примерно 40%, имели лишь среднее образование.

Вводная часть и освоение принципов программирования

В подавляющем большинстве случаев задача обучения технологиям IoT студентов, не имевших до этого навыков программирования, была решена успешно. Судя по результатам выполнения заданий по программированию и свидетельствам самих студентов, пользователи SenseBoard и Sense уже на первом занятии могут меньше чем за 20 минут создать работоспособную программу. Начав с простого, студенты быстро переходят к разработке программ, выводящих информацию с датчиков с использованием сетевых возможностей Sense. После нескольких занятий новички, не имевшие опыта программирования, могут понимать и модифицировать учебные программы и самостоятельно разрабатывать новые. Судя по результатам выполнения заданий и онлайн-обсуждениям, студенты приобретают знания основ программирования: присвоение переменных, управляющие структуры и исполнение программы — хотя в начале обучения на этих аспектах специального акцента не делается.

Представление управляющих структур Sense в виде графических блоков помогает студентам, особенно новичкам, освоить принципы программирования простых приложений IoT. Для сравнения, похожие инструментарии, например Phidgets, а также платформы на базе контроллера Arduino осваиваются дольше и требуют предварительного знакомства с программированием.

Творчество и эксперименты

Освоив простые программы, многие студенты переходят к разработке собственных проектов, хотя есть возможность работать над задачами, которые предлагают преподаватели. Немало студентов «забегают вперед» по материалу курса — например, в 2011 году, когда курс преподавался впервые, на студенческих форумах было представлено более 200 собственных проектов еще до того, как учащихся познакомили с Sense. Чаще всего это были проекты по воссозданию известных видеоигр, что говорит о возрасте студентов и богатых мультимедиавозможностях Sense. С помощью ползунка на SenseBoard и различных датчиков учащиеся создавали экспериментальные игровые контроллеры. После знакомства с Sense студенты спрашивали советов по особенностям программирования игр, устраивали дискуссии по сложным математическим алгоритмам и способам повышения быстродействия, что свидетельствует об успехе саморегулируемого процесса обучения. Студенты также создавали приложения для своих личных нужд, например программы-радионяни.

Еще один вид студенческих проектов — приложения, преобразующие информацию с датчиков в физические действия. Был разработан ряд музыкальных проектов, например эквалайзеры с выводом на дисплей и светодиоды, а также приложения, визуализирующие громкость звука с помощью света и движения. Возможно, из-за английской привычки говорить о погоде было создано много метеорологических онлайн-станций, одни из которых получают информацию по RSS, другие сами регистрируют погодные условия, а часть из них делится полученными сведениями по Сети. Среди примеров также «пищевые» проекты — например, электрочайник с голосовым управлением. Было даже приложение для распознавания паранормальной активности, действующее по принципу объединения информации с разных датчиков.

По широкому диапазону тем проектов можно судить, насколько учебный подход на базе IoT помогает студентам получить представление о том, какие разные формы могут принимать компьютерные технологии. Возможность рассматривать вычисления как часть физического мира, а не как нечто, происходящее в «ящике», — ключевая особенность данного курса, отличающая его от традиционных курсов информатики для новичков.

Обмен и взаимодействие

Студенты часто делятся идеями и советами на форумах, поэтому нормой курса стало обучение во взаимодействии. Некоторые Sense-приложения открыты для всех желающих — студенты нередко публикуют код своих проектов в онлайн-форумах для загрузки другими. С одной стороны, подобная коммунальная культура создает потенциальные проблемы с точки зрения традиционного обучения — обмен кодом можно рассматривать как потворство плагиату и списыванию, а с другой, это мощный способ подхлестнуть обучение и заинтересованность учащихся. Учебная деятельность с использованием Sense и SenseBoard реализуется как исследование концепций IoT и программирования, позволяя студентам делиться результатами и обсуждать их. Кроме прочего, задания, выполняемые на оценку, требуют от учащихся демонстрации понимания фундаментальных концепций; например, помимо предоставления готовой программы, требуется участие в коллективной ревизии проектной работы.

Некоторые студенты снимают свои проекты на видео и публикуют ролики на YouTube. Среди них проект, в котором SenseBoard используется в основе дистанционно контролируемого лазерного дисплея, который визуализирует ритм и громкость музыки, а также информацию с датчиков, полученную по сети (www.youtube.com/watch?v=g-m3O5vhMss). Создан также ряд распределенных приложений на основе датчиков и приводов —например индикатор присутствия, который с помощью светодиодов на SenseBoard показывает, дома ли участники студенческой группы. Каждый светодиод обозначает конкретного студента, а информация о наличии (статусе) студента передавалась в общедоступные ленты новостей (сам статус либо устанавливается вручную, либо определяется датчиками).

Результативность

Больше 85% студентов попробовали себя в программировании, многие впервые. Это большая доля, учитывая демографические данные и тот факт, что это открытый курс, требующий мнимального уровня предыдущего образования. Примерно 75% студентов в достаточной мере освоили Sense и SenseBoard, чтобы пройти заключительный этап курсового проекта, когда требуется показать навыки написания программ. Есть возможность пройти курс, минуя данный этап, но это будет сложнее.

Уровни успеваемости студентов и досрочного прекращения обучения оказались такими же, как на традиционном вводном курсе, что несколько разочаровывает — была надежда, что новый курс обеспечит более высокие результаты. С другой стороны, итог закономерен, поскольку на первых порах всегда обнаруживаются ошибки в учебных материалах и возникают сложности, связанные с новизной курса для преподавателей. Есть указания на то, что результативность можно улучшить, если подкорректировать метод подачи материалов, например, путем изменения темпов и поощрения более сильных студентов за независимую работу.

Учебная инфраструктура

В целом техническая учебная инфраструктура заслужила высокую оценку студентов — серьезных проблем не возникло ни с платой SenseBoard, ни с облачной платформой. Чтобы выяснить типичные трудности, которые испытывали студенты, был проведен анализ активности в форуме технической помощи. Простой поиск по ключевым словам позволил выяснить, что менее 5% всех публикаций в форуме напрямую касались проблем с платой SenseBoard или средой разработки Sense, то есть аппаратное и программное обеспечение для экспериментов с IoT существенных сложностей у студентов не вызвало. Однако участники послекурсового опроса все же столкнулись с рядом проблем. Из-за неполадок в механизме аутентификации у некоторых студентов были сложности при обмене данными с сервером RSS, хостинг которого осуществлялся в Открытом университете. У других возникли проблемы с соединением Sense и SenseBoard. Ряд студентов испытывали затруднения при использовании датчиков и приводов, входящих в комплект SenseBoard. Некоторым достались дефектные датчики, имелись трудности с интерпретацией значений, выдаваемых тем или иным датчиком.

Итоги и перспективы

Метод преподавания основ информатики на базе IoT доказал свою действенность — студенты быстро осваивали разработку приложений SenseBoard, принимающих информацию с датчиков и каким-либо образом воспроизводящих ее. Преуспели учащиеся и в разработке сетевых приложений, хотя и несколько меньше, чем ожидалось. Работа с учебными пособиями по IoT существенных сложностей не вызвала. В дальнейших планах развития учебного инструментария и дополнительных материалов — решение нескольких следующих задач.

Во-первых, в учебную инфраструктуру планируется интегрировать аналитику. Для этого нужно иметь более полное представление о том, как студенты используют программно-аппаратный инструментарий. Автоматизированные средства отслеживания использования датчиков, сетевых возможностей, программных конструкций и т. д. позволили бы связывать с этой информацией успеваемость студентов. Аналитика будет важнейшим аспектом IoT в целом, поэтому в планах детальные исследования в соответствующей области, касающиеся обучения, взаимодействия человека с компьютером и программного обеспечения.

Во-вторых, планируется расширить возможности SenseBoard, добавив поддержку RFID.

Ищутся пути улучшения SenseBoard с точки зрения доступности для студентов с физическими ограничениями — разрабатывается программный симулятор, совместимый с системами голосового чтения содержимого экрана, а также ряд вспомогательных компонентов, обеспечивающих слуховую и вибротактильную обратную связь.

Образование и IoT

Интернет вещей шагает по планете, например, в Китае стартовала стратегическая программа ускорения разработки базовых технологий и приложений IoT для сельского хозяйства, логистики, транспортной отрасли, электроэнергетики, здравоохранения и др. Компании Cisco, IBM, Alcatel-Lucent и Intel активно ведут исследования и осуществляют проекты в области IoT. В Intel объявили о планах создания лаборатории по исследованиям в области IoT совместно с администрацией Пекина и Институтом автоматизации Китайской академии наук. В этой связи растет актуальность образования в области IoT. Например, в ежегодном опросе о влиянии технологий на образование (NMC Horizon Report: Higher Education Edition) в прошлом году впервые был упомянут IoT и содержался прогноз о появлении соответствующего направления обучения к 2016 или 2017 году. В Китае между тем события развиваются быстрее — преподаватели уже изучают потенциал IoT в плане реформирования профессионального и высшего образования страны. Главный акцент делается на применении технологий IoT, таких как RFID и сети датчиков, в целях улучшения организации работы национальных образовательных учреждений.

Лондонский университет королевы Марии, в свою очередь, предлагает четырехлетнюю программу инженерного бакалавриата по IoT. Этот курс объединяет ряд тем, относящихся к IoT, давая знания в области телекоммуникаций и проектирования сетей с упором на беспроводную связь, датчики и IPv6. В магистратуре Цюрихского политехнического университета уже несколько лет предлагают курс семинаров «Деловые аспекты Интернета вещей», а обучение базовым концепциям IoT происходит в рамках основных программ бакалавриата и магистратуры.

В США, где сам термин IoT еще не так распространен, как в остальных регионах мира, это направление тем не менее становится важной темой в образовании. Например, в Нью-Йоркском университете уже много лет преподается курс Sensitive Building Class, в котором студенты изучают принципы работы систем управления датчиками и создают прототипы «умных» квартир. Во многих вузах технологии IoT используются в составе систем управления образованием. Так, в Университете Северной Аризоны применяются студенческие карты с метками RFID для отслеживания посещаемости занятий, а в Техасском политехническом университете внедрили систему RFID для учета местонахождения оборудования научных лабораторий.

Снижение барьеров

Источником наиболее интересных идей в области IoT являются творческие сообщества: художники, дизайнеры, поклонники различных хобби, исследователи и небольшие технологические компании, которые активно разрабатывают аппаратные и программные платформы, распространяемые на принципах Open Source и позволяющие экспериментировать без ограничений. Наиболее известный пример такой платформы — микроконтроллер Arduino.

Коллаборативные открытые проекты осуществляются и в области IoT — соответствующие аппаратные и программные инструментарии, позволяющие экспериментировать с технологиями IoT, уже применяются в университетском образовании. В процессе разработки курса My Digital Life его команда изучила широкий круг аппаратных платформ, включая Arduino, d.tools, Phidgets, PicoBoard, LilyPad Arduino, MAKE Controller Kit, а также программные проекты, такие как iStuff и Pachube. Для всех этих систем характерен низкий барьер доступности и широкий круг возможностей. Так, платформа. NET Gadgeteer позволяет разрабатывать довольно сложные устройства, например цифровые камеры. Низкий барьер доступности выражается в простоте переконфигурирования электронных компонентов и возможности использования стандартных языков программирования (Си/С++, C# или Java) для разработки программного обеспечения IoT-устройств. Однако выяснилось, что существующие аппаратные и программные инструментарии не удовлетворяют ряду требований Открытого университета.

  • Стоимость. Каждый студент должен иметь возможность получить полноценный инструментарий «IoT в коробке», поэтому аппаратная часть должна стоить как можно меньше.
  • Масштабируемость производства. Так как курс по IoT рассчитан на прием нескольких тысяч студентов, необходима гарантированная возможность регулярно выпускать учебные пособия большими партиями.
  • Максимальная простота инструментария. В онлайн-образовании, когда студенты работают с учебными пособиями дома, диагностика и устранение мелких технических проблем могут быть очень затратными по ресурсам.
  • Гарантия, что инструментарий выдержит проверку временем. Предполагается, что курс по IoT будет существовать достаточно долго, поэтому необходима возможность развития и производства инструментария в течение такого времени, которое авторы сочтут нужным. В связи с этим пришлось свести к минимуму использование внешних сервисов и платформ. Например, можно было бы воспользоваться облачной платформой Pachube, но из-за неуверенности в будущем компании-разработчика (и вообще любых стартапов в области IoT) решено было не делать долгосрочную ставку на ее сервисы. Уже в период завершения подготовки курса компания была продана, и дальнейшая судьба ее платформы оказалась под вопросом. SenseBoard и Sense разрабатывались так, чтобы подобных проблем не возникало.

Преподавание вводного курса с опорой на IoT и свободу коллективных экспериментов — это существенный отход от традиций. Большинство курсов дистанционного обучения (если не все) ориентированы на послевузовское образование и предполагают наличие определенных знаний и навыков. Традиционное вузовское образование в области информатики обычно начинается с преподавания основ и продолжается постепенным переходом к экспериментам и обучению во взаимодействии. Большинство нынешних проектов онлайн-образования фокусируются на темах, которые можно легко освоить заочно, однако IoT к таким не относится.

Итоги

Традиционно преподавание программирования встраиваемых систем, сетей датчиков и т. п. откладывается до высших курсов, тогда как вводные ориентированы либо на фундаментальные темы, либо на технологии, более близкие учащимся, такие как ПК или веб-программирование. Курс My Digital Life отличается тем, что, будучи изначально ориентированным на современные технологии, он сохранит актуальность в обозримом будущем. Хотя концепция курса еще совершенствуется, преподавание по IoT можно и нужно вводить уже на начальном этапе обучения ИТ, чтобы заранее ориентировать студентов. Кроме того, практические аспекты компьютерных технологий привлекают тех студентов, которые, по их свидетельствам, никогда бы не заинтересовались традиционным курсом, если бы начинали с теории.

Большинство нынешних курсов касаются предметов, которые легко преподавать по Интернету. Например, курсы по компьютерным дисциплинам ориентированы на темы, для освоения которых достаточно ноутбука, однако опыт работы с потоком из почти 2 тыс. студентов показал реализуемость преподавания предметов, требующих специального оборудования. Пришло время создавать крупномасштабные инфраструктуры для онлайн-преподавания широкого круга тем, от облаков до IoT. Разработка такой инфраструктуры — дело непростое: например, подготовка курса по IoT потребовала в Открытом университете многолетнего проекта с участием обширной группы преподавателей и значительных технических ресурсов. Особенно стоит отметить тот факт, что сетевая плата с датчиками была спроектирована с нуля, а также то, что учебные пособия могут получить все студенты без исключения. Не меньший труд был вложен и в создание облачной инфраструктуры, без которой преподавание курса было бы невозможным.

IoT называют очередной революцией в области ИТ, однако, изначально зародившийся в индустриальном контексте, в представлениях многих Интернет вещей по-прежнему связывается с интересами промышленных отраслей. Но, если ограничиться только этими рамками, IoT не реализует своего колоссального потенциала в удовлетворении потребностей общества в целом. Надвигается долгое и непростое противостояние по вопросам приватности, точности и владения информацией между теми, кто использует датчики для сбора информации, и теми, чьи данные собираются. Грамотно организованное просвещение поможет упростить разрешение этих конфликтов.

***

Пример курса My Digital Life показывает, что существует колоссальный, еще не задействованный источник творческих идей в области технологий IoT. Создатели курса верят, что новшества, разрабатываемые самими пользователями, сыграют важнейшую роль в дальнейшем развитии Интернета вещей. Главный вопрос ближайших лет — как добиться того, чтобы IoT стал инструментом технического прогресса, осуществляемого силами неспециалистов в области ИТ?

Герд Кортьюэм, Ароша Бандара, Нил Смит, Майк Ричардс, Мариан Петре ({gerd.kortuem, arosha.bandara, neil.smith, mike.richards, m.petre}@open.ac.uk) — преподаватели Открытого университета.

Gerd Kortuem, Arosha K. Bandara, Neil Smith, Mike Richards, Marian Petre, Educating the Internet-of-Things Generation, IEEE Computer, February 2013, IEEE Computer Society. All rights reserved. Reprinted with permission.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF