Введение
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БЛОКЧЕЙН-ТЕХНОЛОГИЙ И МЕТОДОВ
ОПТИМИЗАЦИИ И ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ 7
1.1. Образование: современные проблемы теории и практики обучения 8
1.2. Блокчейн-технологии 24
1.3. Большие данные (Big Data) 37
1.4. Выводы по главе 39
2. МЕТОДОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ БЛОКЧЕЙН-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ
ПРОБЛЕМ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ 40
2.1. Бизнес-план проекта «Блокчейн-технологии в сфере образования» 41
2.2. Планирование и управление 51
2.3. Экономическое обоснование проекта 75
2.4. Выводы по главе 83
3. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДОЛОГИИ НА
БАЗЕ УНИВЕРСИТЕТА 85
3.1. Методология: описание и внедрение 85
3.2. Практическая значимость и научная новизна 95
3.3. Выводы по главе 96
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 100
ПРИЛОЖЕНИЕ А 109
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 110
ПРИЛОЖЕНИЕ В 111
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 112
В условиях экономической и культурной глобализации, смены поколений на «поколение 2» формируется потребность в интеграции инновационных технологий в сферу образования, наряду с принципами гуманистической психологии. В современном российском образовании присутствует недостаток практического и проектного обучения, который, в дополнение к быстро устаревающей материальной базе многих образовательных учреждений, приводит к несоответствию компетенций и навыков студентов общепринятым мировым стандартам и реальному спросу рынка труда.
Целью магистерской диссертации является разработка новой методологии на основе блокейн-технологий для оптимизации, автоматизации и повышения эффективности образовательного процесса для применения в университете.
Задачи работы:
1) провести литературно-аналитический обзор по следующим направлениям поиска: проблемы и предпосылки изменений в сфере образования, инновации и инновационные модели в образовании, применение новых технологий в обучении;
2) разработать бизнес-план и сопутствующую документацию к новой методологии на основе блокчейн-технологий, оценить экономическую эффективность проекта;
3) смоделировать основные системы новой модели по предложенной методологии, провести разработку прототипа на основании документации проекта;
Объектом исследования в контексте данной работы являются блокчейн- технологии в сфере образования, предметом исследования - адаптация и модернизация блокчейн-технологий в развитии ИС и ИКТ сферы образования.
Реализация поставленных задач представляется возможным, благодаря использованию эмпирических (сравнение, эксперимент), теоретических (поиск, анализ, моделирование) и математических (расчёт) методов исследования.
Степень разработанности темы обусловлена использованием научных трудов и практических исследований следующих авторов: К. Мацуура, П. Друкер, И.Д. Зверев, В.П. Максимова, М.Н. Скаткин, П.Р. Атутов, В.С. Ильин. Работы содержат фундаментальные основы и взгляды, пересекающиеся с тематикой данной работы и в значительной мере способствующие проведению исследования.
Научная новизна работы характеризуется вкладом в рынок информационных децентрализованных образовательных систем: интеграция блокчейн-технологий, игрофикации, больших данных в образовательный процесс в форме модульной образовательной среды как онлайн-платформы. Предложенная новая методология представляет широкие возможности к расширению функционала и формированию новых инструментов взаимодействия ключевых сторон.
Практическая значимость исходит из экономической эффективности, полезности инструментария онлайн-платформы для конечного пользователя и перспективности используемых технологий.
Магистерская диссертация выполнена на 95 страницах, содержит 17 таблиц, 36 рисунков, 61 использованный источник. Содержание работы включает в себя следующие три главы:
1. Теоретические аспекты блокчейн технологий и методов оптимизации и повышения эффективности процессов в сфере образования. В данной главе проведён литературно-аналитический обзор по проблематике и предпосылкам изменений в сфере образования, проведён анализ научных работ и исследований на тему блокчейн-технологий (Blockchain), «больших данных» (Big Data) и их применимости в образовательном процессе.
2. Методология применения блокчейн-технологий для решения проблем в сфере образования. В данной главе разработан бизнес-план, сопутствующая документация и проверена экономическая эффективность проекта на основе предложенной новой методологии применения технологии блокчейна в образовании.
3. Анализ возможности внедрения предложенной методологии на базе университета. В данной главе более подробно представлена модель проекта и возможные пути интеграции с существующей образовательной информационной системой университета на примере УрФУ.
По итогам проделанной работы можно заключить, что поставленные задачи выполнены, цель достигнута.
В ходе литературно-аналитического обзора были выявлены предпосылки глобальных изменений в сфере образования, пути и инновационные способы оптимизации и повышения эффективности образовательного процесса, а также повышения уровня трудоустройства выпускников университетов. Был проанализирован комплекс научных статей и исследований по тематике игрофикации, блокчейн-технологий и больших данных для дальнейшего применения в сфере образования. Собранная информация подтверждает целесообразность интеграции указанных выше технологий в процесс обучения студентов, поскольку обеспечивает безопасность и иммутабельность данных, автоматизацию процессов, повышение интереса и мотивации учащихся.
Во второй главе на основе данных рынка и существующей проблематики образования, указанной в гл. 1, был разработан бизнес-план и сопутствующая документация к проекту онлайн-платформы по предложенной новой методологии. Выводы о целесообразности проекта были сделаны на основе анализа исследований в сфере онлайн-образования и блокчейн-технологий, а также опросов студентов и работодателей. Основными сильными сторонами проекта можно назвать относительно низкие затраты на старте и эффективное решение задач клиентов, слабыми - трудоёмкий процесс разработки. Проект можно считать экономически эффективным: срок окупаемости с учётом дисконтирования составляет 21 мес. (ПРУ > 0) при ставке дисконтирования 10% и начальными инвестициями в размере 668819,40 руб.
В третьей главе был проведён обзор реализации методологии как платформы для коммерческого использования в разрезе уровней, модулей и контекста применения. Была приведена адаптация данной методологии под ЭИОС университета (УрФУ), перечислены возможные проблемные моменты и способы их решения.
Разработанную в диссертационной работе методологию можно применить не только на базе университета, но и как основу корпоративного университета или школы. Методология может обладать модульностью, т.е. модель может быть разбита на независимые части программного кода, которые могут быть использованы по необходимости и подвержены изменениям в соответствии с потребностями бизнеса.
1. Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от
29.12.2012 № 273-ФЗ (последняя редакция), ст.2, п.1 [Сайт]. - URL:
http : //www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140174/.
2. Балдицына Е. И. Российское образование перед вызовами глобализации //
Общество и право. 2018. №1 (63) [Сайт]. - URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/rossiyskoe-obrazovanie-pered-vyzovami- globalizatsii.
3. Воронина А.С., Пыхтеев Ю.Н., Самочадин А.М. К вопросу о состоянии и совершенствовании системы российского образования // ПСЭ. 2018. №3 (67) [Сайт]. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-sostoyanii-i- sovershenstvovanii-sistemy-rossiyskogo-obrazovaniya.
4. Высшее образование: контроль не ослаблять, качество повышать. Опрос
ВЦИОМ, 2016 [Сайт]. URL:
https : //wciom.ru/index.php?id=236&uid=%20115775.
5. Горшкова В.В., Рычкова Н.А. (2019). Педагогика человека как субъекта
образования // Человек и образование №2, Современные проблемы образования [Сайт]. - URL:
https : //www. gup. ru/events/news/smi/gorshkova_pch.pdf.
6. Дадаева М. С. Некоторые особенности российского образования //
Colloquium-journal. 2019. №25 (49) [Сайт]. - URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/nekotorye-osobennosti-rossiyskogo- obrazovaniya.
7. Донецкова О.Ю. Модернизация современной системы образования в
России // БГЖ. 2019. №2 (27) [Сайт]. - URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/modernizatsiya-sovremennoy-sistemy-obrazovaniya-v-rossii.
8. Единая информационная система университета [Сайт]. - URL: https : //dit.urfu.ru/services/eisu-university/.
9. Исследование российского рынка онлайн-образования [Сайт]. URL: https://innoagency.ru/files/Issledovanie_rynka_rossiyskogo_online_obrazovani a_2020.pdf.
10. Ковалёва А.С., Диесперов Г. А., Коняева А. Е. Перспективы использования
технологии блокчейн в России // Экономика и бизнес: теория и практика. 2019. №3-2 [Сайт]. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-
ispolzovaniya-tehnologii-blokcheyn-v-rossii.
11. Коротков А.М., Сергеев Н.К. Интеграционные тенденции в современном российском образовании // Известия ВГПУ. 2019. №8 (141) [Сайт]. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/integratsionnye-tendentsii-v-sovremennom- rossiyskom-obrazovanii.
12. Кузнецова В. П., Бондаренко И. А. Блокчейн в образовании // Россия:
тенденции и перспективы развития. 2018. №13-1 [Сайт]. - URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/blokcheyn-v-obrazovanii.
13. Матвиевская Е.Г., Леденева А.В. Современные проблемы магистерского
образования в России // Проблемы современного педагогического образования. 2018. №59-2 [Сайт]. - URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-problemy-magisterskogo- obrazovaniya-v-rossii.
14.Онлайн-обучение может стать драйвером развития офлайн-образования [Сайт]. - URL:https : //www. hse. ru/news/210576410. html.
15.Откидычев В.В., Зурабов В.М. Проблемы и перспективы российского образования // Научный журнал. 2018. №3 (26) [Сайт]. - URL:
https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-i-perspektivy-rossiyskogo- obrazovaniya.
16. Положихина М.А. Реформы высшего образования в России и их критика // Социальные и гуманитарные науки: Отечественная и зарубежная литература. Сер. 2, Экономика: Реферативный журнал. 2018. №3 [Сайт]. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/reformy-vysshego-obrazovaniya-v-rossii- i-ih-kritika.
17. Положение об электронной информационно-образовательной среде
университета. с. 5-22 [Сайт]. - URL:
https://docviewer.yandex.ru/view/317763255/?page=9&*=rCoB%2FpH2Oe229 P1bjSvd7cDjbA97InVybCI6InlhLWRpc2stcHVibGljOi8vZkRVMWoxNnYvU FBZQnRkWjBXVjE3 S2xFU2lObGxMc3hDV2R2NTlmUnl 1 bzOiLCJOaXRsZS I6ItCf0L7Qu9C%2B0LbQtdC90LjRjyDQvtCxINCt0JjQntChINCj0YDQpNCj LlBERiIsIm5vaWZyYW1lIjpmYWxzZSwidWlkIjoiMzE3NzYzMjU1IiwidHM iOjE 1 ODkyMDkyNzkxODEsInl 1 Ij oiNzA0NTczMjE4MTU2MTAwODI5OSJ9
.
18. Просто о микросервисах [Сайт]. - URL:
https://habr.com/ru/company/raiffeisenbank/blog/346380/.
19. ёТехнологии блокчейн. Современное состояние и ключевые инсайты // ФИПС, Фонд «ВЭБ-Инновации», 2018 [Сайт]. URL: https://www.fips.ru/vse- uslugi/patent-analytics/report-blockchain.pdf.
20.Чернышева Н.И. Пути решения проблемы молодёжной безработицы в современном обществе // Известия ТулГУ. Экономические и юридические науки. 2014. №2-1 [Сайт]. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/puti-
resheniya-problemy-molodezhnoy-bezrabotitsy-v-sovremennom-obschestve.
21.Что нужно знать об электронной образовательной среде (ЭИОС) УрФУ [Сайт]. - URL: https://dit.urfu.ru/ru/blog/23844/.
22. Шесть технологических укладов [Сайт]. - URL: https://general-
skokov.livejournal.com/24586.html.
23. Anderson, E. F.; McLoughlin, L.; Liarokapis, F.; Peters, C.; Petridis, P.; de
Freitas, S. (2009), Serious Games in Cultural Heritage. VAST-STAR, Short and Project Proceedings, 10th VAST International Symposium on Virtual Reality, Archaeology and Cultural Heritage (Eurographics VAST '09), Faculty of ICT, University of Malta, pp. 29-48 [Элеектронный ресурс]. - URL: https://coventry.academia.edu/EikeFalkAnderson/Papers/110808/Serious_Games in Cultural Heritage.
24. Aryan, Chaithanya Kumar, P.M. Durai Raj Vincent. Enhanced deffie-hellman
algorithm for reliable key exchange. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2017 [Сайт]. URL:
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/263/4/042015.
25. Aumasson, J., Henzen, L., Meier, W. et al. QUARK: A Lightweight Hash. J
Cryptol 26, pp.313-339 (2013) [Сайт]. - URL:
https://link.springer.com/article/10.1007/s00145-012-9125-6.
26. Blockchain Explained [Сайт]. -URL
https://www.investopedia.com/terms/b/blockchain.asp.
27. Blockchain Infrastructure Landscape: A First Principles Framing [Сайт]. - URL: https://medium.com/@trentmc0/blockchain-infrastructure-landscape-a-first- principles-framing-92cc5549bafe.
28. Blockchain-based authentication of devices and people [Сайт]. - URL: https://medium.com/blockchain-blog/blockchain-based-authentication-of- devices-and-people-c7efcfcf0b32.
29. Bosamia, Mansi & Patel, Dharmendra. (2018). Current Trends and Future Implementation Possibilities of the Merkel Tree. International journal of computer sciences and engineering. 6. 294-301. 10.26438/ijcse/v6i8.294301. URl:
https : //www.researchgate.net/publication/327601654_Current_Trends_and_Fut ure_Implementation_Possibilities_of_the_Merkel_Tree.
30. Budzko, Vladimir & Miloslavskaya, Natalia. (2019). Issues of Practical Application of Blockchain Technology. Bezopasnost informacionnyh tehnology.
26. 36-45. (pp. 37, 39 - 40). [Сайт]. - URL:
https : //www. researchgate.net/publication/331525787_Issues_of_Practical_Appl ication_of_Blockchain_Technology.
31. Classcraft [Сайт]. - URL: https://www.classcraft.com/.
32. Conte de Leon, Daniel & Stalick, Antonius & Jillepalli, Ananth & Haney, Michael & Sheldon, F.T. (2017). Blockchain: properties and misconceptions. Asia Pacific Journal of Innovation and Entrepreneurship, pp.288-289 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/321811785_Blockchain_properties_a nd_misconceptions.
33. Cilliers, Elizelle. The challenge of teaching generation Z. PEOPLE: International
Journal of Social Sciences (2017), 3, pp.188-198 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/312659039_The_challenge_of_teachi ng_generation_Z.
34. Damien Djaouti, Julian Alvarez, Jean-Pierre Jessel. Classifying Serious Games: The G/P/S model. IRIT - University of Toulouse, France [Сайт]. - URL: http://www.ludoscience.com/files/ressources/classifying_serious_games.pdf.
35. Dhakal, Anup & Cui, Xiaohui. (2018). Blockchain and Smart Contracts for Internet of Things: A Systematic Literature Review [Сайт]. - URL: https: //www.researchgate.net/publication/332671231_Blockchain_and_Smart_ Contracts_for_Internet_of_Things_A_Systematic_Literature_Review.
36. Drigas, Athanasios & Leliopoulos, Panagiotis. (2014). The Use of Big Data in
Education. IJCSI International Journal of Computer Science Issues. 11. pp.58¬63. URL:
https://www.researchgate.net/publication/274890131_The_Use_of_Big_Data_i n_Education.
37. Early child development (ECD) [Сайт]. - URL: https://www.unicef.org/early- childhood-development.
38. Fran Casino, Thomas K. Dasaklis, Constantinos Patsakis. A systematic literature review of blockchain-based applications: Current status, classification and open issues. Telematics and Informatics, Vol. 36, 2019, pp. 55-81 [Сайт]. - URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0736585318306324.
39. GRPC. A high-performance, open source universal RPC framework [Сайт]. -
URL: https://grpc.io/.
40. Katie Larsen McClarty, Aline Orr, Peter M. Frey, Robert P. Dolan, Victoria
Vassileva, Aaron McVay. A Literature Review of Gaming in Education, Research Report, 2012 [Сайт]. - URL:
https : //www.academia.edu/30930659/A_Literature_Review_of_Gaming_in_Ed ucation_Research_Report.
41. Kevin Moore, Carol Jones, Robert S.F. Engineering Education for Generation Z // American Journal of Engineering Education, volume 8, number 2 (2017) [Сайт]. - URL: https://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1162924.pdf.
42. Kumar, D & Duvvuri, Duvvuri B K Kamesh & Umar, Syed. (2014). A Study on Big Data and its Importance. 9 [Сайт]. - URL: https://www.researchgate.net/publication/267626895_A_Study_on_Big_Data_a nd_its_Importance.
43. Maurice J. Elias, Ph.D. Analysis of the Alignment of Classcraft’s SEL
Environment and CASEL SEL Standards. Rutgers Social-Emotional and Character Development Lab, 2018 [Сайт]. - URL:
https://files.classcraft.com/classcraft-assets/research/classcraft-sel-alignment- report.pdf.
44. Metcalfe, William. (2020). Ethereum, Smart Contracts, DApps. 10.1007/978-
981-15-3376-1_5. pp.80-83 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/340652603_Ethereum_Smart_Contra cts_DApps.
45. Miguel Castro, Barbara Liskov. Practical Byzantine Fault Tolerance. Laboratory of computer science, Massachusetts Institute of Technology, pp.4-5 [Сайт]. - URL : http : //pmg.csail.mit.edu/papers/o sdi99.pdf.
46. Moorthy, Janakiraman & Lahiri, Rangin & Biswas, Neelanjan & Sanyal,
Dipyaman & Ranjan, Jayanthi & Nanath, Krishnadas & Ghosh, Pulak. (2015). Big Data: Prospects and Challenges. Vikalpa:The Journal for Decision Makers. 40. 74 - 96. pp.75-76 [Сайт]. - URL:
https : //www. researchgate. net/publication/275035912_Big_Data_Pro spects_and _Challenges.
47. Mykhailyshyn, Halyna & Kondur, Oksana & Serman, Lesia. Innovation of
Education and Educational Innovations in Conditions of Modern Higher Education Institution. Journal of Vasyl Stefanyk Precarpathian National University, 2018 [Сайт]. - URL:
https : //www.researchgate.net/publication/324649153_Innovation_of_Education _and_Educational_Innovations_in_Conditions_of_Modern_Higher_Education_ Institution.
48. Paolo Tasca, Tomaso Aste, Loriana Pelizzon, Nicolas Perony. Banking Beyond Banks and Money. A Guide to Banking Services in the Twenty-First Century. New Economic Windows, Springer, p.149 [Сайт]. - URL: https://books.google.ru/books?id=NSXODAAAQBAJ&printsec=frontcover&hl =ru#v=onepage&q&f=false.
49. Proof-of-Work consensus algorithm [Сайт]. - URL:
https : //en.bitcoin. it/wiki/Proof_of_work.
50. Puthal, Deepak & Malik, Nisha & Mohanty, Saraju & Kougianos, Elias & Das,
Gautam. (2018). Everything You Wanted to Know About the Blockchain: Its Promise, Components, Processes, and Problems. IEEE Consumer Electronics Magazine. 7. 6-14 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/326102908_Everything_You_Wanted _to_Know_About_the_Blockchain_Its_Promise_Components_Processes_and_ Problems.
51. Satoshi Nakamoto. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, 2009 [Сайт]. - URL: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf.
52.Sobti, Rajeev & Ganesan, Geetha. (2012). Cryptographic Hash Functions: A Review. International Journal of Computer Science Issues, ISSN (Online): 1694-0814. Vol 9. 461 - 479 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/267422045_Cryptographic_Hash_Fun ctions_A_Review.
53.Stephen Thompson. The preservation of digital signatures on blockchains. The University of British Columbia iSchool Student Journal, Vol.3 (Spring 2017),
pp.3-6 [Сайт]. - URL:
https://ojs.library.ubc.ca/index.php/seealso/article/view/188841.
54.Sun, Anna & Chen, Xiufang. Online Education and Its Effective Practice: A Research Review. Journal of Information Technology Education: Research. 15. 2017, pp.157-190 [Сайт]. - URL:
https: //www. researchgate.net/publication/310503884_Online_Education_and_It s_Effective_Practice_A_Research_Review.
55. Tasatanattakool, Pinyaphat & Techapanupreeda, Chian. (2018). Blockchain:
Challenges and applications. 473-475. p.474 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/324725048_Blockchain_Challenges_ and_applications.
56. Thin, Wai & Dong, Naipeng & Bai, Guangdong & Dong, Jin. (2018). Formal Analysis of a Proof-of-Stake Blockchain. 197-200. pp.2-3 [Сайт]. - URL: https: //www. researchgate. net/publication/330030317_F ormal_Analysis_of_a_P roof-of-Stake_Blockchain.
57. Üstün, Ulas & Eryilmaz, Ali. Analysis of Finnish Education System to question the reasons behind Finnish success in PISA, 2018 [Сайт]. - URL: https: //www.researchgate.net/publication/330289073_Analysis_of_Finnish_Ed ucation_System_to_question_the_reasons_behind_Finnish_success_in_PISA.
58. Vandercruysse, Sylke & Vandewaetere, Mieke & Clarebout, Geraldine. Game-Based Learning: A Review on the Effectiveness of Educational Games, 2012 [Сайт]. - URL: https://www.researchgate.net/publication/260360868_Game- Based_Learning_A_Review_on_the_Effectiveness_of_Educational_Games.
59. Wang, Lidong & Alexander, Cheryl. (2016). Machine Learning in Big Data.
International Journal of Mathematical, Engineering and Management Sciences. pp.52-53,56-57 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/327386452_Machine_Learning_in_Bi g_Data.
60. Zheng, Zibin & Xie, Shaoan & Dai, Hong-Ning & Chen, Xiangping & Wang, Huaimin. (2018). Blockchain challenges and opportunities: A survey.
International Journal of Web and Grid Services. 14. 352. pp.367-369 [Сайт]. - URL:
https: //www. researchgate. net/publication/328338366_Blockchain_challenges_a nd_opportunities_A_survey.
61. Zwitter, Andrej & Hazenberg, Jilles. (2020). Decentralized Network Governance: Blockchain Technology and the Future of Regulation. Frontiers in Genetics. 3. 12 [Сайт]. - URL:
https://www.researchgate.net/publication/340142244_Decentralized_Network_ Governance_Blockchain_Technology_and_the_Future_of_Regulation.