Практическая адаптация педагогической методологии 4C/ID в рамках преподавания дисциплины «Сети и системы передачи информации» в системе профессионального образования
Аннотация
Обоснование. В данной работе представлен анализ проблем преподавания дисциплины «Сети и системы передачи информации» в системе профессионального образования, а также исследование эффективности внедрения педагогической модели 4C/ID для балансировки теоретических и практических аспектов обучения. Проведено сравнительное исследование существующих педагогических подходов, выявлены недостатки традиционных методов и обоснован выбор модели 4C/ID для повышения качества образовательного процесса. В рамках эксперимента, проведенного в 2021–2023 годах, студенты, обучавшиеся по методике 4C/ID, продемонстрировали более высокий уровень усвоения материала, развитие практических навыков и повышенный интерес к дисциплине по сравнению с традиционной методикой. Результаты подтверждают эффективность использования модели 4C/ID для устранения разрыва между теорией и практикой в ИТ-образовании, способствуют развитию профессиональных компетенций и самостоятельности студентов. Работа демонстрирует целесообразность внедрения данной модели в учебный процесс для повышения качества подготовки специалистов в области сетевых технологий.
Цель – анализ проблем преподавания дисциплины «Сети и системы передачи информации» в системе профессионального образования, изучение существующих педагогических методик и разработка адаптации четырехкомпонентной модели учебного дизайна (4C/ID) для балансировки теоретических и практических аспектов дисциплины. Дисциплина занимает важное место в подготовке специалистов в области информационных технологий, однако традиционные методы обучения не всегда обеспечивают эффективное усвоение материала и развитие необходимых практических навыков. В связи с этим возникает необходимость адаптации современных педагогических подходов, направленных на улучшение качества образования.
Материалы и методы. В исследовании использованы методы сравнительного анализа педагогических подходов и практическое тестирование модели 4C/ID и педагогический эксперимент. Анализ педагогических подходов позволил выявить ключевые проблемы преподавания дисциплины, включая недостаточное внимание к практическим аспектам и разрыв между теоретическими знаниями и их применением на практике. В ходе работы были изучены различные модели педагогического дизайна, такие как ADDIE, SAM, Action Mapping и 4C/ID, и обоснован выбор последней для применения в образовательном процессе.
Эксперимент проводился в рамках учебного процесса в 2021-2023 годах и включал участие студентов, обучающихся по дисциплине «Сети и системы передачи информации». Группы обучались по разным методикам: традиционной и основанной на модели 4C/ID. Оценка эффективности проводилась на основе вовлеченности студентов, уровня усвоения материала и их способности применять знания на практике.
Результаты. Применение модели 4C/ID показало повышение вовлеченности студентов и уровня усвоения учебного материала. Основные компоненты модели обеспечили более структурированное и ориентированное на практику обучение. Студенты, проходившие обучение с использованием модели 4C/ID, продемонстрировали более высокий уровень понимания учебного материала, а также улучшенные навыки решения практических задач. В результате эксперимента было отмечено повышение интереса к дисциплине, увеличение числа выполненных дополнительных заданий и улучшение результатов итогового тестирования.
Использование модели 4C/ID способствует устранению разрыва между теорией и практикой в ИТ-образовании. Её структура обеспечивает баланс теории и практики, способствуя формированию профессиональных компетенций, повышению вовлечённости и самостоятельности студентов. Модель помогает устранить разрыв между образованием и требованиями ИТ-индустрии. Перспективным направлением является интеграция 4C/ID с иммерсивными технологиями для моделирования сложных сетевых сценариев, а также проверка её масштабируемости в крупных и международных учебных группах. Внедрение модели целесообразно для современного ИТ-образования.
EDN: KPPBZQ
Скачивания
Литература
Уймин, А. Г., & Мельников, Д. А. (2021). Обзор средств моделирования сетевой инфраструктуры при подготовке специалистов по укрупнённым группам специальностей 09.00.00, 10.00.00. Наука. Информатизация. Технологии. Образование, 392–405. EDN: https://elibrary.ru/UBPPBN
Eshonqulov, S., Nomozov, O., & Eshonqulova, S. (2021). Принципы, формы и методы обучения в процессе преподавания компьютерных наук. Boshlang’ich ta’limda innovatsiyalar, 2(2).
Табачук, Н. П., & Мельникова, В. В. (2017). Развитие информационной компетенции студентов средствами интерактивного модульного курса «Компьютерные сети». Вестник Омского государственного педагогического университета. Гуманитарные исследования, (3), 169–171. EDN: https://elibrary.ru/ZXNVXJ
Куроуз, Д., & Росс, К. (2022). Компьютерные сети. Нисходящий подход. Litres.
Платонов, А. Ю., Чинова, Ю. С., & Белей, В. М. (2021). Обзор нормативных правовых актов в отношении специальностей, удовлетворяющих обязательным требованиям к наличию у лицензиата подготовленных специалистов по защите информации. Научно техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке, 1, 219–230. EDN: https://elibrary.ru/YVWHBG
Панеш, А. Х. (2013). Формирование профессиональных компетенций в процессе преподавания дисциплин сетевых технологий в вузе. Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 3: Педагогика и психология, (2), 72–75. EDN: https://elibrary.ru/REHYUR
Бидайбеков, Е. Ы. и др. (2020). К вопросу обучения будущих учителей информатики компьютерным сетям на основе моделирования сетей. Вестник КазНПУ имени Абая. Серия «Физико математические науки», 72(4), 174–179. https://doi.org/10.51889/2020-4.1728-7901.27. EDN: https://elibrary.ru/IOLRFH
Vakaliuk, T. A. et al. (2020). Using massive open online courses in teaching the subject «Computer networks» to the future IT specialists. В ICTERI Workshops (с. 665–676). EDN: https://elibrary.ru/NKWMPE
Glazunova, O. et al. (2020). Cloud oriented environment for flipped learning of the future IT specialists. E3S Web of Conferences, 166, 10014. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016610014. EDN: https://elibrary.ru/XKQEGC
Филиппов, В. А. (2019). Программа учебной дисциплины «Архитектура и технологии компьютерных сетей». https://www.hse.ru/data/2019/09/12/1491349328/program-2861893857-RHQ3QJmr7K.pdf
Фомин, С. С. (2018). Программа учебной дисциплины «Управление и мониторинг компьютерных сетей». https://www.hse.ru/data/2019/02/03/1150804799/program-2182286093-S5PDkDyj9C.pdf
Перепелица, А. А., & Шаврук, Е. Ю. (2021). Телекоммуникационные системы и компьютерные сети: учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальности 1 25 01 12 «Экономическая информатика». http://edoc.bseu.by:8080/bitstream/edoc/88950/1/Telekommunikatsionnye_sistemy_i_kompyuternye_seti.pdf
Abdul Rashid, N. bin, bin Othman, M. Z., bin Johan, R., & bin Hj. Sidek, S. F. (2019). Cisco Packet Tracer Simulation as Effective Pedagogy in Computer Networking Course. International Journal of Interactive Mobile Technologies, 13(10), pp. 4–18. https://doi.org/10.3991/ijim.v13i10.11283
Уймин, А. Г., & Токарев, Г. И. (2022). Инструментальные средства обучения компьютерным сетям. Развёртывание на базе российского программного обеспечения. Системы управления и информационные технологии, (4), 88. https://doi.org/10.36622/VSTU.2022.90.4.019. EDN: https://elibrary.ru/KAMNET
Balyk, N. R. et al. (2022). Cloud labs as a tool for learning Cisco CyberSecurity Operations and DevNet Associate Fundamentals courses. В AET 2020, pp. 308-318. https://www.scitepress.org/Papers/2020/109240/109240.pdf
Guerrero, N. D. (б. г.). Educational data mining: A predictive model for Cisco certification exam using classification algorithms. The Research Probe, 1(1), 1–17.
Zhabayev, Y. et al. (2022). The effectiveness of training future computer science teachers in computer networks based on network modelling. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 100(4), 938–947. EDN: https://elibrary.ru/TBSILW
Adedokun Shittu, N. A. et al. (2021). Effect of Cisco Packet Tracer simulator on senior school students’ comprehension and skill acquisition in computer network topology in Nigeria. Nigerian Online Journal of Educational Sciences and Technology, 3(2), 9–14.
Климова, Ю. О. (2021). Анализ соответствия уровня компетенций выпускников ИТ специальностей требованиям работодателей. Вопросы территориального развития, 9(1), 5. https://doi.org/10.15838/tdi.2021.1.56.5. EDN: https://elibrary.ru/VZKEYP
Volini, E., Schwartz, J., Eaton, K., & Mallon, D. (б. г.). The worker employer relationship disrupted: If we’re not a family, what are we? Получено из: https://www.deloitte.com/lu/en/services/consulting/perspectives/worker-employer-relationship-disrupted.html (дата обращения: 20.01.2025).
Ali, C. A., Acquah, S., & Esia Donkoh, K. (2021). A comparative study of SAM and ADDIE models in simulating STEM instruction. African Educational Research Journal, 9(4), 852–859. https://doi.org/10.30918/AERJ.94.21.125. EDN: https://elibrary.ru/DGZABB
Kavitha, V., & Lohani, R. (2019). A critical study on the use of artificial intelligence, e learning technology and tools to enhance the learners’ experience. Cluster Computing, 22(Suppl 3), 6985–6989. https://doi.org/10.1007/s10586-018-2017-2. EDN: https://elibrary.ru/JPCMGJ
Jung, H. et al. (2019). Advanced instructional design for successive e learning: Based on the successive approximation model (SAM). В International Journal on E Learning (с. 191–204). Association for the Advancement of Computing in Education (AACE).
Wintarti, A. et al. (2019). The instructional design of blended learning on differential calculus using successive approximation model. Journal of Physics: Conference Series, 1417(1), 012064. IOP Publishing.
Egorova, E. et al. (2021). Technology for designing a digital educational course for the university students. В INTED2021 Proceedings (с. 662–670). IATED.
Basenko, G., & Baskakova, V. (2021). Podcasts in the teaching media space. E3S Web of Conferences, 273, 12122. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202127312122. EDN: https://elibrary.ru/QXZMUG
Costa, J. M., Miranda, G. L., & Melo, M. (2022). Four component instructional design (4C/ID) model: A meta analysis on use and effect. Learning Environments Research, 25(2), 445–463. https://doi.org/10.1007/s10984-021-09373-y. EDN: https://elibrary.ru/BZOYNB
Faber, T. J. E., Dankbaar, M. E. W., & van Merriënboer, J. J. G. (2021). Four Component Instructional Design applied to a game for emergency medicine. В Recent advances in technologies for inclusive well being: Virtual patients, gamification and simulation (с. 65–82).
Frerejean, J. et al. (2019). Designing instruction for complex learning: 4C/ID in higher education. European Journal of Education, 54(4), 513–524. https://doi.org/10.1111/ejed.12363
Van Merriënboer, J. J. G., & Kirschner, P. A. (2017). Ten steps to complex learning: A systematic approach to four component instructional design. Routledge.
Van Merriënboer, J. J. G., Kester, L., & Paas, F. (2006). Teaching complex rather than simple tasks: Balancing intrinsic and germane load to enhance transfer of learning. Applied Cognitive Psychology: The Official Journal of the Society for Applied Research in Memory and Cognition, 20(3), 343–352.
Wasson, B., & Kirschner, P. A. (2020). Learning design: European approaches. TechTrends, 64(6), 815–827. https://doi.org/10.1007/s11528-020-00498-0. EDN: https://elibrary.ru/ETRSFL
Литвак, Е. Г. (2022). Методика преподавания проектирования баз данных на основе четырёхкомпонентной модели педагогического дизайна. Информатика и образование, 37(4), 46–53. https://doi.org/10.32517/0234-0453-2022-37-4-46-53. EDN: https://elibrary.ru/QHQUNG
Garcia Palacio, G. A. et al. (2018). Aplicación de configuración básica en Routers, Switch y Servidores — Diplomado de profundización Cisco (diseño e implementación de soluciones integradas LAN/WAN).
Уймин, А. Г. (2022). Сетевое и системное администрирование. Демонстрационный экзамен КОД 1.1 [Электронная книга] (3 е изд., стер.). Санкт Петербург: Лань. Получено из: https://e.lanbook.com/book/189420
References
Uymin, A. G., & Melnikov, D. A. (2021). Review of network infrastructure modeling tools in training specialists for major groups of specialties 09.00.00, 10.00.00. Science. Informatization. Technologies. Education, 392–405. EDN: https://elibrary.ru/UBPPBN
Eshonqulov, S., Nomozov, O., & Eshonqulova, S. (2021). Principles, forms and methods of teaching in computer science instruction. Boshlang’ich ta’limda innovatsiyalar, 2(2).
Tabachuk, N. P., & Melnikova, V. V. (2017). Development of students’ information competence through an interactive modular course “Computer Networks”. Bulletin of Omsk State Pedagogical University. Humanitarian Research, (3), 169–171. EDN: https://elibrary.ru/ZXNVXJ
Kurose, J., & Ross, K. (2022). Computer networks: A top down approach. Litres.
Platonov, A. Yu., Chinova, Yu. S., & Beley, V. M. (2021). Review of regulatory legal acts regarding specialties that meet mandatory requirements for licensed specialists in information security. Scientific, Technical and Economic Cooperation of the APR Countries in the XXI Century, 1, 219–230. EDN: https://elibrary.ru/YVWHBG
Panesh, A. Kh. (2013). Formation of professional competencies in teaching network technologies at university. Bulletin of Adyghe State University. Series 3: Pedagogy and Psychology, (2), 72–75. EDN: https://elibrary.ru/REHYUR
Bidaybekov, E. Y. et al. (2020). On teaching future computer science teachers computer networks through network modeling. Bulletin of Abai KazNPU. Series “Physical and Mathematical Sciences”, 72(4), 174–179. https://doi.org/10.51889/2020-4.1728-7901.27. EDN: https://elibrary.ru/IOLRFH
Vakaliuk, T. A. et al. (2020). Using massive open online courses in teaching the subject “Computer networks” to future IT specialists. In ICTERI Workshops (pp. 665–676). EDN: https://elibrary.ru/NKWMPE
Glazunova, O. et al. (2020). Cloud oriented environment for flipped learning of future IT specialists. E3S Web of Conferences, 166, 10014. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202016610014. EDN: https://elibrary.ru/XKQEGC
Filippov, V. A. (2019). Syllabus for the academic discipline “Architecture and Technologies of Computer Networks”. Retrieved from: https://www.hse.ru/data/2019/09/12/1491349328/program-2861893857-RHQ3QJmr7K.pdf
Fomin, S. S. (2018). Syllabus for the academic discipline “Management and Monitoring of Computer Networks”. Retrieved from: https://www.hse.ru/data/2019/02/03/1150804799/program-2182286093-S5PDkDyj9C.pdf
Perepelitsa, A. A., & Shavruk, E. Yu. (2021). Telecommunication systems and computer networks: Syllabus for higher education institutions for specialty 1 25 01 12 “Economic Informatics”. Retrieved from: http://edoc.bseu.by:8080/bitstream/edoc/88950/1/Telekommunikatsionnye_sistemy_i_kompyuternye_seti.pdf
Abdul Rashid, N. bin, bin Othman, M. Z., bin Johan, R., & bin Hj. Sidek, S. F. (2019). Cisco Packet Tracer simulation as effective pedagogy in computer networking course. International Journal of Interactive Mobile Technologies, 13(10), 4–18. https://doi.org/10.3991/ijim.v13i10.11283
Uymin, A. G., & Tokarev, G. I. (2022). Instrumental tools for teaching computer networks: Deployment based on Russian software. Control Systems and Information Technologies, (4), 88. https://doi.org/10.36622/VSTU.2022.90.4.019. EDN: https://elibrary.ru/KAMNET
Balyk, N. R. et al. (2022). Cloud labs as a tool for learning Cisco CyberSecurity Operations and DevNet Associate Fundamentals courses. In AET 2020 (pp. 308–318). Retrieved from: https://www.scitepress.org/Papers/2020/109240/109240.pdf
Guerrero, N. D. (n.d.). Educational data mining: A predictive model for Cisco certification exam using classification algorithms. The Research Probe, 1(1), 1–17.
Zhabayev, Y. et al. (2022). The effectiveness of training future computer science teachers in computer networks based on network modelling. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 100(4), 938–947. EDN: https://elibrary.ru/TBSILW
Adedokun Shittu, N. A. et al. (2021). Effect of Cisco Packet Tracer simulator on senior school students’ comprehension and skill acquisition in computer network topology in Nigeria. Nigerian Online Journal of Educational Sciences and Technology, 3(2), 9–14.
Klimova, Yu. O. (2021). Analysis of the compliance of IT graduates’ competency level with employers’ requirements. Territorial Development Issues, 9(1), 5. https://doi.org/10.15838/tdi.2021.1.56.5. EDN: https://elibrary.ru/VZKEYP
Volini, E., Schwartz, J., Eaton, K., & Mallon, D. (n.d.). The worker employer relationship disrupted: If we’re not a family, what are we? Retrieved from: https://www.deloitte.com/lu/en/services/consulting/perspectives/worker-employer-relationship-disrupted.html (accessed: 20.01.2025)
Ali, C. A., Acquah, S., & Esia Donkoh, K. (2021). A comparative study of SAM and ADDIE models in simulating STEM instruction. African Educational Research Journal, 9(4), 852–859. https://doi.org/10.30918/AERJ.94.21.125. EDN: https://elibrary.ru/DGZABB
Kavitha, V., & Lohani, R. (2019). A critical study on the use of artificial intelligence, e learning technology and tools to enhance the learners’ experience. Cluster Computing, 22(Suppl 3), 6985–6989. https://doi.org/10.1007/s10586-018-2017-2. EDN: https://elibrary.ru/JPCMGJ
Jung, H. et al. (2019). Advanced instructional design for successive e learning: Based on the successive approximation model (SAM). In International Journal on E Learning (pp. 191–204). Association for the Advancement of Computing in Education (AACE).
Wintarti, A. et al. (2019). The instructional design of blended learning on differential calculus using successive approximation model. Journal of Physics: Conference Series, 1417(1), 012064. IOP Publishing.
Egorova, E. et al. (2021). Technology for designing a digital educational course for the university students. In INTED2021 Proceedings (pp. 662–670). IATED.
Basenko, G., & Baskakova, V. (2021). Podcasts in the teaching media space. E3S Web of Conferences, 273, 12122. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202127312122. EDN: https://elibrary.ru/QXZMUG
Costa, J. M., Miranda, G. L., & Melo, M. (2022). Four component instructional design (4C/ID) model: A meta analysis on use and effect. Learning Environments Research, 25(2), 445–463. https://doi.org/10.1007/s10984-021-09373-y. EDN: https://elibrary.ru/BZOYNB
Faber, T. J. E., Dankbaar, M. E. W., & van Merriënboer, J. J. G. (2021). Four Component Instructional Design applied to a game for emergency medicine. In Recent advances in technologies for inclusive well being: Virtual patients, gamification and simulation (pp. 65–82).
Frerejean, J. et al. (2019). Designing instruction for complex learning: 4C/ID in higher education. European Journal of Education, 54(4), 513–524. https://doi.org/10.1111/ejed.12363
Van Merriënboer, J. J. G., & Kirschner, P. A. (2017). Ten steps to complex learning: A systematic approach to four component instructional design. Routledge.
Van Merriënboer, J. J. G., Kester, L., & Paas, F. (2006). Teaching complex rather than simple tasks: Balancing intrinsic and germane load to enhance transfer of learning. Applied Cognitive Psychology: The Official Journal of the Society for Applied Research in Memory and Cognition, 20(3), 343–352.
Wasson, B., & Kirschner, P. A. (2020). Learning design: European approaches. TechTrends, 64(6), 815–827. https://doi.org/10.1007/s11528-020-00498-0. EDN: https://elibrary.ru/ETRSFL
Litvak, E. G. (2022). Methodology of teaching database design based on the four component instructional design model. Informatics and Education, 37(4), 46–53. https://doi.org/10.32517/0234-0453-2022-37-4-46-53. EDN: https://elibrary.ru/QHQUNG
Garcia Palacio, G. A. et al. (2018). Aplicación de configuración básica en Routers, Switch y Servidores — Diplomado de profundización Cisco (diseño e implementación de soluciones integradas LAN/WAN).
Uymin, A. G. (2022). Network and system administration. Demonstration exam CODE 1.1 [e book] (3rd ed., stereotyped). Saint Petersburg: Lan. Retrieved from: https://e.lanbook.com/book/189420
Copyright (c) 2025 Anton G. Uymin

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.


































