кандидат педагогических наук;
candidate of pedagogical sciences;
Исследование обосновывает и эмпирически проверяет эффективность конструктивистского подхода к проектированию и использованию учебных киберполигонов как инструмента подготовки специалистов по информационной безопасности в условиях роста сложности киберугроз и дефицита компетенций. Теоретическая предпосылка состоит в том, что знание конструируется в деятельности и социальном взаимодействии; следовательно, переход от инструкционно-алгоритмических сценариев к открытым проблемным ситуациям, командным ролям и рефлексии должен развивать у обучающихся higher-order skills – эвристическое мышление, метакогнитивную регуляцию и кооперацию. Для проверки гипотезы проведён лонгитюдный педагогический эксперимент на базе двух технических университетов с выборкой 412 студентов, случайно стратифицированных на контрольную (n = 206, традиционный полигон) и экспериментальную группу (n = 206, полигон на принципах конструктивизма); применялись пред- и посттесты, анализ логов, анкетирование и фокус-группы, статистическая обработка (t-тест, U-критерий, корреляции Пирсона/Спирмена) в SPSS 28.0. Полученные результаты показывают отсутствие значимых различий в освоении алгоритмических задач при существенном превосходстве экспериментальной группы в решении эвристических: точность 67,95% против 48,73% и 4,15 против 1,88 генерируемых стратегий (p < 0,001). Метакогнитивные показатели выше в эксперименте: рефлексия 7,84 против 4,31 балла, стратегическое планирование 8,11 против 5,02, индекс адаптивности 0,78 против 0,35 (все p < 0,001). Аффективная сфера и вовлечённость также усилились: внутренняя мотивация 6,35 против 4,18, самоэффективность 6,09 против 3,97 балла (p < 0,001). Командные компетенции укрепились: качество распределения ролей 4,33 против 2,56; продуктивная коммуникация 41,7 против 18,4 сообщ./час; синергия 1,87 против 1,12 (p < 0,001). Обсуждение фиксирует, что конструктивистская архитектура киберполигонов обеспечивает качественный сдвиг от «оператора по инструкции» к «исследователю-архитектору» безопасности; практические рекомендации включают внедрение открытых сценариев, встроенной рефлексии и тьюторской фасилитации, пересмотр оценивания в пользу комплексных метрик и подготовку преподавателей к новой роли. Ограничения касаются контекстной выборки и неинтервенционного характера ряда измерений; намечены направления масштабирования и репликации.
The study substantiates and empirically tests the effectiveness of a constructivist approach to the design and use of educational cyber ranges as a tool for training information security specialists amid increasing cyber-threat complexity and competency shortages. The theoretical premise is that knowledge is constructed through activity and social interaction; therefore, a shift from instruction-algorithmic scenarios to open problem situations, team roles, and reflection should develop learners’ higher-order skills – heuristic thinking, metacognitive regulation, and cooperation. To test the hypothesis, a longitudinal pedagogical experiment was conducted at two technical universities with a sample of 412 students, randomly stratified into a control group (n = 206, traditional range) and an experimental group (n = 206, constructivist range); pre- and post-tests, log analysis, surveys, and focus groups were used, with statistical processing (t-test, Mann–Whitney U, Pearson/Spearman correlations) in SPSS 28.0. The results reveal no significant differences in mastering algorithmic tasks, while the experimental group substantially outperformed in heuristic tasks: accuracy 67.95% vs 48.73% and 4.15 vs 1.88 strategies generated (p < 0.001). Metacognitive indicators were higher in the experiment: reflection 7.84 vs 4.31 points, strategic planning 8.11 vs 5.02, adaptability index 0.78 vs 0.35 (all p < 0.001). The affective domain and engagement also increased: intrinsic motivation 6.35 vs 4.18, self-efficacy 6.09 vs 3.97 points (p < 0.001). Team competencies strengthened: quality of role allocation 4.33 vs 2.56; productive communication 41.7 vs 18.4 messages/hour; synergy 1.87 vs 1.12 (p < 0.001). The discussion notes that a constructivist cyber-range architecture ensures a qualitative shift from an “instruction-following operator” to a “researcher–architect” of security; practical recommendations include implementing open-ended scenarios, built-in reflection and tutor facilitation, revising assessment in favor of composite metrics, and preparing instructors for a new role. Limitations concern the contextual sample and the non-interventional nature of several measures; directions for scaling and replication are outlined.