Применение облачных технологий в процессе обучения школьников

Применение облачных технологий в процессе обучения школьников

Землянский Борис Васильевич.

МБОУ СОШ №6 г.Пушкино Московская область

Учитель информатики и ИКТ

Информатизация образования сегодня считается важным условием поступательного становления общества. Улучшение информационных технологий занимает главное место из числа бессчетных свежих направлений становления образования. Оно направлено на развитие школьной инфраструктуры, а конкретно информационной среды образовательного учреждения, собственно представляет введение и действенное применение новейших информационных сервисов. Одним из многообещающих направлений становления идущих в ногу со временем информационных технологий являются облачные технологии. Под облачными технологиями (англ. cloudcomputing) понимают технологии распреде­лённой обработки данных, в которой ком­пьютерные ресурсы и мощности предостав­ляются пользователю как интернет-сервис. Проанализируем суть и основные свойства облачных технологий чтобы аргументировать возможность и необходимость их использования в образовательном процессе современной школы.

Для возведения облака применяют одну из 3-х базисных моделей: программное обеспечение как сервис, платформу как сер­вис, инфраструктуру как сервис.

Проанали­зируем более подробно модели облаков с целью выявления возможности их приме­нения в образовательном процессе.

Инфраструктура как сервис (IaaS,infrastructureasaservice) — предоставление компьютерной инфраструктуры как услуги на основе концепции облачных вычисле­ний. На этом уровне пользователи получа­ют базовые вычислительные ресурсы. На­пример, процессоры и устройства для хра­нения информации используют их для соз­дания своих собственных операционных систем и приложений. Одним из примеров такого подхода являетсяAmazonElasticComputeCloud (AmazonEC2) — организа­ции могут использовать эту инфраструкту­ру, устанавливая на виртуальных машинахlinux-серверы, и при необходимости нара­щивать вычислительные мощности [3]. Та­кая модель подразумевает бесплатное пре­доставление ресурсов хранения данных, функций электронной почты и систем со­вместной работы, что может быть интерес­ным для образовательных учреждений.

Платформа как сервис (PaaS,platformasaservice) — это предоставление интегри­рованной платформы для разработки, тес­тирования, развертывания и поддержки веб-приложений как услуги. Здесь пользо­ватели имеют возможность устанавливать собственные приложения на платформе, предоставляемой провайдером услуги. В качестве примера можно привести сервис GoogleAppsEngine, позволяющий разра­ботчикам создавать и устанавливать при­ложения на языке Python. Этот тип облач­ных вычислений в настоящее время не ак­туален для образовательных учреждений.

Программное обеспечение как сервис (SaaS,softwareasaservice) — модель раз­вертывания приложения, которая подразу­мевает предоставление приложения конеч­ному пользователю как услуги по требова­нию. При этом в облаке хранятся не только данные, но и связанные с ними приложе­ния, а пользователю для работы требуется только веб-браузер. Именно этот уровень представляет наибольший интерес для об­разовательного процесса. Лучшими приме­рами такого подхода являются системы GoogleAppsforEducation иMicrosoftLive@edu, предоставляющие как средства поддержки коммуникации, так и офисные приложения, такие, как электронная почта, электронные таблицы, приложения для об­работки текстов и т. п.

В настоящее время в мировой практике реализуются четыре модели развертывания облачных систем:

приватное облако (privatecloud) — ис­пользуется для предоставления серви­сов внутри одной компании, которая является одновременно и заказчиком, и поставщиком услуг. Это вариант реали­зации облачной концепции, когда ком­пания создает ее для себя самой, в рам­ках организации;

публичное облако (publiccloud) — под­разумевает развертывание инфраструк­туры с необходимым программным обеспечением и предоставление меха­низмов доступа к ним за пределами инфраструктуры учреждения;

гибридное облако (hybridcloud) — со­стоит из двух и более облаков различ­ного типа;

общественное облако (communitycloud) — вид инфраструктуры, предна­значенный для использования кон­кретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи. Примерами общественных облаков яв­ляется платформа WindowsAzure, веб­сервисыAmazon,GoogleAppEngine иForce.com .

Для образовательных учреждений наи­более подходящими являются публичные и общественные облачные системы.

Одним из вариантом использования облачных сервисов, который начинает рас­пространяться в сфере образования, являет­ся перемещение в облако систем управле­ния обучением (LearningManagementSystems,LMS). Передача поддержки таких LMS, какBlackboard,Moodle и т. д., внеш­ним провайдерам имеет смысл для образо­вательных учреждений, которые не могут позволить себе покупку и поддержку доро­гостоящего оборудования и программного обеспечения.

Проанализировав модели облаков и опыт применения их в зарубежных странах, я пришел к выводу, что чаще всего обра­зовательные учреждения используют мо­дель облака «программное обеспечение как сервис». Использование этой модели не требует от образовательного учреждения создания собственного сервера и его обслу­живания, позволяет избежать экономиче­ских и организационных затрат и дает воз­можность устанавливать собственные при­ложения на платформе, предоставляемой провайдером услуги.

Проведенный анализ позволил выде­лить следующие преимущества использо­вания облачных технологий в образова­тельном процессе:

экономические: основным преимущест­вом для многих образовательных учре­ждений является экономичность. Это особенно заметно, когда услуги, подоб­ные электронной почте, бесплатно пре­доставляются внешними провайдера­ми. Оборудование для этих услуг может использоваться для других целей или ликвидироваться. Помещения освобо­ждаются, что является актуальным в условиях, когда все чаще ощущается недостаток учебных аудиторий;

технические: минимальные требова­ния к аппаратному обеспечению (обя­зательным условием является лишь на­личие доступа к сети Интернет);

технологические: большинство облач­ных услуг высокого уровня либо доста­точно просты в использовании, либо требуют минимальной поддержки;

дидактические: широкий спектр он­лайн-инструментов и услуг, которые обеспечивают безопасное соединение и возможности сотрудничества педагогов и учащихся..

Можно выделить и некоторые недос­татки облачных технологий, которые носят в основном технический и технологический характер и не влияют на их дидактические возможности и преимущества. К таким не­достаткам можно отнести ограничение функциональных свойств программного обеспечения по сравнению с локальными аналогами, отсутствие отечественных про­вайдеров облачных сервисов (Amazon,Goggle,Saleforce и др. сосредоточены в США), отсутствие отечественных и между­народных стандартов, а также отсутствие законодательной базы применения облач­ных технологий.

В настоящее время наиболее распро­страненными системами сервисов на основе технологии облачных вычислений, приме­няемыми в образовательном процессе, яв­ляютсяMicrosoftLive@edu иGoogleAppsEducationEdition. Они представляют собой web-приложения на основе облачных тех­нологий, предоставляющие учащимся и преподавателям учебных заведений инст­рументы, использование которых призвано повысить эффективность общения и совме­стной работы [5].

Однако сегодня недостаточно прорабо­таны методические и технологические ас­пекты применения облачных технологий в образовательном процессе.

На примере сервисов GoogleAppsEdu­cationEdition предложим следующие воз­можности их применения в образователь­ном процессе современной школы.

Обмен информацией и документами, необходимыми для учебного процесса, учащихся друг с другом и с преподавателя­ми: проверка домашней работы, консульти­рование по проектам и рефератам. Такую возможность предоставляет использование электронной почты, чата и форума.

Выполнение совместных проектов в группах: подготовка текстовых файлов и презентаций, организация обсуждения пра­вок в документах в режиме реального вре­мени с другими соавторами, публикация результатов работы в Интернете в виде об­щедоступных веб-страниц, выполнение практических заданий на обработку ин­формационных объектов различных видов: форматирование и редактирование текста, создание таблиц и схем в текстовом редак­торе. Такие возможности дает использова­ние сервисов GoogleDocs (Документы и Презентации).

Пример учебного задания для учащихся. В режиме коллективного редактирования выбрать материал и сделать газетный листок. Аналогичная работа разрешает оговаривать в группах образующиеся мысли, совершать общее редактирование, рецензировать работы и публиковать собственные творения.

Организация сетевого сбора информации от множества участников образовательного процесса. Учитель получает возможность от­слеживать этапы совершенствования каждого задания по мере того, как учащиеся его вы­полняют. Сервис GoogleDocs (Таблицы) по­зволяет создавать сводные таблицы и диа­граммы с целью анализа данных. Возможно проведение и индивидуальных, и совместных практических работ по таким разделам раз­личных школьных дисциплин, как модели­рование, обработка числовых данных в таб­лицах, построение диаграмм.

Пример учебного задания для учащих­ся. Создать таблицу известных каналов свя­зи, их состава и характеристик. Учитель го­товит исходную таблицу и предоставляет учащимся

право доступа к ней. Они могут работать персонально или в малых группах: искать информацию в сети Интернет и за­полнять таблицу. В качестве домашнего за­дания можно предложить дополнить полу­ченную таблицу иллюстрациями соответст­вующих каналов связи.

Осуществление текущего, тематическо­го, итогового контроля, а также самокон­троля. Использование сервиса GoogleDocs (Формы) предоставляет учителю возмож­ность организовать тест с разными типами вопросов с применением специальных форм в документе.

Планирование учебного процесса сред­ствами сервисаGoogleCalendar позволяет создавать расписание теоретических и практических занятий, консультаций; ин­формировать учащихся о домашнем зада­нии, о переносе занятий, напоминать о кон­трольных и самостоятельных работах, сро­ках сдачи рефератов, проектов.

На базе рассмотренных сервисов сформулируем дидактические возможности облачных технологий, подтверждающие необходимость их внедрения в образовательном процессе прогрессивной школы:

возможность организации совместной работы большого коллектива препода­вателей и учащихся;

возможность как для учителей, так и для учеников совместно использовать и публиковать документы различных видов и назначения;

быстрое включение создаваемых про­дуктов в образовательный процесс из- за отсутствия территориальной привяз­ки пользователя сервиса к месту его предоставления;

организация интерактивных занятий и коллективного преподавания;

выполнение учащимися самостоятель­ных работ, в том числе коллективных проектов, в условиях отсутствия огра­ничений на «размер аудитории» и «время проведения занятий»;

взаимодействие и проведение совмест­ной работы в кругу сверстников (и не только) независимо от их местонахож­дения;

созданиеweb-ориентированных лабо­раторий в конкретных предметных об­ластях (механизмы добавления новых ресурсов; интерактивный доступ к ин­струментам моделирования; информа­ционные ресурсы; поддержка пользова­телей и др.);

организация разных форм контроля;

перемещение в облако используемых учреждениями систем управления обу­чением (например,Moodle);

новые возможности для исследователей

по организации доступа, разработке и распространению прикладных моде­лей.

В образовательный процесс, даже в процесс изучения информатике, применение облачных технологий прибывает с задержкой также не обнаружило широкого применения. Невзирая на ряд явных плюсов, их распространению мешает ряд справедливых причин.

Обычно основная масса российских образовательных учреждений с сомнением относяся к аренде виртуальных мощностей, предпочитая трудится с точным, предпочтительно своим, оборудованием, программным обеспечиванием и данными, которые хранятся локально и доступны в любой момент времени.

Конкретно облачные технологии дадут возможность познанию преодолеть имеющиеся препятствия: географические, научно-технические, общественные.

Облачные технологии дают альтернативу обычным формам организации учебного процесса, создавая способности для индивидуального преподавания, интерактивных занятий и коллективного обучения.

Введение облачных технологий не только понизит расходы на приобретение нужного программного обеспечения, повысит качество и эффективность образовательного процесса, но и подготовит школьника к жизни в идущем в ногу со временем информационом сообществе.

ЛИТЕРАТУРА

СЕЙДАМЕТОВА З. С., СЕЙТВЕЛИЕВА С. Н. Облачные сервисы в образовании // Информационные технологии в образовании. 2011. № 9.

HEWWIT C. ORGs for Scalable, Robust, Privacy-Friendly Client Cloud Computing // IEEE Internet Com­puting. Vol. 12, no. 5. NY, USA, Sep. Oct. 2008. doi: 10.1109/MIC.2008.107

GILLAM Lee. Cloud Computing : Principles, Systems and Applications / Nick Antonopoulos, Lee Gillam. L. : Springer, 2010 (Computer Communications and Networks).

MELL P., GRANGE T. The NIST Definition of Cloud Computing v15. URL: http://www.slideshare.net/cros- sgov/nist-definition-of-cloud-computing-v15.

MISEVICIEN R., BUDNIKAS G., AMBRAZIEN D. Application of Cloud Computing at KTU : MS Live@Edu Case // Informatics in Education, 2011, Vol. 10, No. 2. URL: http://www.mii.lt/informatics _ in_educa- tion/pdf/INFE194.pdf.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/86780-primenenie-oblachnyh-tehnologij-v-processe-ob