Хмарні технології в освіті

Хмарні технології в освіті

Вебінар " Хмарні технології в навчальному процесі"

Що таке "хмара" і "хмарні технології"?

Так що ж таке «хмарні технології»? 

Термін «хмарні обчислення» (англ. - сloud сomputing) може бути застосовано до будь-яких сервісів, які надаються через мережу Інтернет.

Концепція хмарних обчислень з'явилася ще в 1960 році, коли американський учений, фахівець з теорії EOM Джон МакКарті висловив припущення, що коли-небудь комп'ютерні обчислення стануть надаватися подібно комунальним послугам (publicutility) . Розповсюдження мереж з високою потужністю, низька вартість комп'ютерів і пристроїв зберігання даних, а також широке впровадження віртуалізації, сервіс-орієнтованої архітектури привели до величезного зростання хмарних обчислень. 

Майже всі сучасні характеристики хмарних обчислень, порівняння їх з електроенергетикою та використання приватних, публічних та громадських моделей були представлені Дугласом Паркхілом (DouglasParkhill) в книзі «The Challengeof the Computer Utility», ще в 1966 році . 

Хмарні технології для навчання.
   Технологія хмарних обчислень і реалізована на її основі освітня платформа дозволяють максимально ефективно використовувати наявні програмно-апаратні ресурси гімназії, а школярі дістають можливість застосовувати на практиці найсучасніші комп'ютерні технології.

   Тепер в будь-якій аудиторії можна організувати сучасний учбовий процес, використовуючи ноутбуки і безпровідну мережу. Для роботи учні використовують ipad-и, ноутбуки або нетбуки, що підтримують безпровідне підключення за стандартом Wi-fi. Наповнення електронного освітнього простору учбового закладу здійснюють викладачі,учні нашої школи та інших шкіл.
  Основні переваги, які можуть дати хмарні технології школі, очевидні:

• економія засобів на придбання програмного забезпечення (використання технології Office Web Apps (Office онлайн));
• зниження потреби в спеціалізованих приміщеннях;
• виконання багатьох видів учбової роботи, контролю і оцінки online;
• економія дискового простору;
• антивірусна, безрекламна, антихакреська безпека та відкритість освітнього середовища для вчителів і для учнів.

  Приклади використання хмарних технологій у школі.

• Використання Office Web Apps-додатків. (Office 365)
• Електронні журнали і щоденники. (http://shodennik.ua/)
• Он-лайн сервіси для учбового процесу, спілкування, тестування.
• Системи дистанційного навчання, бібліотека, медіатека.
• Сховища файлів,спільний доступ. (Dropbox,SkyDrive)
• Спільна робота.
• Відеоконференції.
• Електронна пошта з доменом гімназії.
• Сервіси Google Apps;

Google надає безліч додатків і сервісів, що допомагають в навчанні.

•    Google ArtProject - інтерактивно-представлені популярні музеї світу,
•    Google Docs - онлайновий офіс,
•    Google Maps - набір карт ,
•    Google Sites - безкоштовний хостинг, який використовує вікі-технологію,
•    Google Translate - перекладач,
•    YouTube - відеохостинг.
•    Google Диск - єдиний простір для зберігання файлів і роботи з ними.

Дорман О.Ю.

Хмарні технології: концепція, переваги й ризики застосування

З поширенням мережі Internet технології опрацювання інформації зазнали чималих змін. Ще зовсім недавно комп'ютер без установленого набору програмного забезпечення був звичайною купою металобрухту. Нині, з появою хмарних технологій, звичайнісінький мобільний телефон з можливістю виходу в Мережу допоможе вирішити складні задачі. Хмарні технології - це і браузерний інтерфейс поштової скриньки, і можливість створення та редагування офісних документів онлайн, і складні математичні обчислення, для яких потужності одного персонального комп'ютера недостатньо. Якщо коротко, хмарні технології - це такі технології обробки даних, у яких комп'ютерні ресурси надаються інтернет-користувачу як онлайн-сервіси.
Вікіпедія: Хмарні обчислення
Сайт гімназії «Гармонія». Хмарні технології для навчання
Компанія «Softline». Хмарні сервіси та технології

Термін "хмарні" (від англ. "cloud technology") - не зовсім влучний. Дійсно, дослівний переклад слова "cloud" - "хмара" (звідси «хмарні технології»), однак це ж слово перекладається як "розсіяний, розподілений". Тож хмарні технології є "розподіленими технологіями", тобто опрацювання даних відбувається з використанням не одного стаціонарного комп'ютера, а розподіляється по комп'ютерах, підключених до Internet.
Уперше термін "хмарні технології" з'явився 2008 року. У документах IEEE (різновид технічної документації), знаходимо таке визначення: хмарні технології - це програма, яка постійно зберігає для користувача інформацію на інтернет-серверах і лише тимчасово зберігається на стороні користувача.
По суті, на сьогоднішній день хмарні технології - це одна велика концепція, що включає в себе багато різних понять. Це програмне забезпечення, інфраструктура, платформа, дані, робоче місце... Найголовнішою функцією хмарних технологій є задоволення потреб користувачів, що потребують віддаленої обробки даних.
Звісно, для пересічного користувача домашнього ПК хмарні технології не є чимось таким, без чого неможливо обійтися. Однак для освіти хмарні технології мають суттєве значення, адже способів їхнього застосування можна знайти безліч!
Розглянемо найбільш вагомі переваги застосування хмарних технологій у навчальному процесі. Мабуть, основною перевагою є можливість економити на дорогому програмному забезпеченні. Не потрібно на кожен ПК установлювати дорогі офісні пакети та спеціалізовані програми обробки даних. Серед іншого, хмарні технології можуть забезпечити можливість усім педагогам та учням навчального закладу користуватися лише однією операційною системою, при цьому доступ до їхніх робочих місць відбуватиметься за допомогою значно дешевших терміналів.Незважаючи на очевидні переваги, концепція хмарних технологій піддається значній критиці. Основні претензії пов'язані з безпекою інформації, адже не кожному користувачу зберігання особистих даних на віддаленому сервері видається надійним.
Незважаючи на всі сумніви, схоже, що хмарні технології мають значні перспективи. Доказом того, що це не тимчасове захоплення, а новий шлях розвитку високих технологій, є такий факт: хоч би якими не були суперечності між трьома гігантами - Microsoft, Apple і Google, наскільки б не різнилися погляди їхніх керівників та ідеологів щодо розвитку індустрії і потреб користувачів, вони майже одночасно почали впроваджувати хмарні технології у свої розробки і вже точно не збираються відмовлятися від них у найближчому майбутньому.

Схема 1

Технологія використання хмарних сервісів пропонує новаторську альтернативу традиційному шкільному навчанню, створюючи можливості для персонального навчання, інтерактивних занять і колективного викладання. Крім того, мережева хмара дозволяє тим, хто навчається взаємодіяти і вести спільну роботу з надзвичайно широким колом однолітків, не залежно від їх місцезнаходження. І як один з прикладів такої роботи можна навести віртуальні Online екскурсії, що застосовуються мною на уроках інформатики при вивченні тем «Інформаційні технології у навчанні» та «Інформаційні технології персональної та колективної комунікації». Більш детальні мої рекомендації що до можливостей використання віртуальних Online екскурсій представлені у вигляді схеми 1. 

Мал. 1

Величезна сила хмари полягає ще й в Online контенті і відкритих ресурсах редагування, більшість з яких надається безкоштовно, що є теж немало важливим. І як приклад можна навести бібліотеку Академії Хана (www.khanacademy.org), де містяться більше 2.400 безкоштовних відеолекцій з усіх предметів - від арифметики до фізики, фінансів та історії. Безкоштовне Online відео відкриває небачені можливості для будь-якого фахівця в галузі освіти(мал. 1). 

Що стосується інформатики, то проведений мною аналіз показав стовідсоткову відповідність існуючих на сьогодні хмарних Online-сервісів потребам навчально-виховного процесу загальноосвітніх навчальних закладів в програмному забезпеченні. 

Більшість з цих інструментів та Інтернет-сервісів не створювалися спеціально для освітнього процесу, а тому вони можуть використовуватися вибірково в залежності від спеціалізації та переконань того чи іншого педагога. Як приклад такого використання можна розглядати позакласний online-турнір «По дороге с облаками». 

На мій погляд саме хмарні обчислення міняють методи персонального, інтерактивного та колективного навчання в середній та старшій школі, роблячи процес навчання більш мобільним. На сьогодні щоб навчатися потрібне бажання та будь який мобільний пристрій з можливістю виходу до Інтернету. Але позбавлення учнів та вчителів жорсткої прив'язки до класів і парт - це ще не все. Нова технологія дає можливість набагато краще зберігати і поширювати знання. Уявіть собі Ісака Ньютона, який викладає відео про свої відкриття ну наприклад у YouTube. Погодьтеся, цікаве було б видовище! А найголовніше, що за кілька годин всі його відкриття стали б надбанням широкого загалу. І нам, на уроках інформатики YouTube стає до нагоди. Чому б не використовувати для мотивації освітньої діяльності, при поясненні нового матеріалу чи при виконанні домашнього завдання онлайновий видеоконтент, що в великій кількості вже наявне у мережі? Приклад такого застосування представлено у розробці уроку для 9 класу «Джерела й параметри растрових зображень. Поняття про роздільну здатність, глибину кольору та їх зв'язок з якістю растрових зображень».

Якщо розглядати більш широке коло дисциплін, не обмежуючись лише тими, що передбачають вивчення існуючих галузевих програм (наприклад, інформаційні технології, інші технічні спеціальності), можна виділити два класи рішень - імітаційне моделювання та дистанційний доступ до лабораторної бази.

Для їх реалізації потрібне єдине середовище, що дозволяє і розробляти необхідні сервіси, і управляти їх виконанням з використанням розподілених обчислювальних ресурсів. Наявність такого середовища, що має дружній користувачеві і інтуїтивно зрозумілий інтерфейс, дозволить швидко створювати, освоювати і використовувати засоби моделювання за різними напрямками - від технічних до соціальних. І як приклад такого, хоч і не у всіх питаннях досконалого середовища, можна навести online-сховище SkyDrive, що надається користувачеві як частина спектру Online послуг Windows Live. 

Якщо говорити про лабораторні бази, то не завжди можливо забезпечити доступ учнів до сучасного наукового обладнання, на якому проводяться реальні експерименти з досліджуваної дисципліни та проблематики. І використання хмарних сервісів дозволить учням якщо не брати участь у проведенні експериментів, то, хоча б спостерігати їх, а також дасть можливість викладачам брати участь в "реальному" науковому житті у "своїх" дисциплінах. 

На сьогоднішній день багато наших шкіл зіткнулися з необхідністю освоєння зовсім нового класу програмного забезпечення - Linux-подібних ОС та відповідного офісного пакету. Але цей перехід виявився дуже скрутним. Причин тому кілька - низька комп'ютерна освіченість вчителів, відсутність у школах кваліфікованих адміністраторів, складності з підключенням периферійних пристроїв (принтерів, сканерів, проекторів, інтерактивних дошок, і т . п.), низька якість ПЗ під Linux.

Хмарні технології можуть і в цьому питанні прийти нам на допомогу, адже вони знімають обмеження на використання операційних систем. По суті, при встановленому Linux користувачі можуть працювати з будь-якими додатками і прикладними програмами, маючи всього лише вихід в Інтернет. Це допоможе заощадити матеріальні та робочі ресурси.

Проникненню хмарних обчислень у навчання сприяє і той факт, що значний обсяг необхідних для роботи знань учень отримує в процесі так званого неформального навчання-спілкування з однолітками, які вважаються експертами з певних питань, і пошуку в різних інформаційних ресурсах.

Інтернет мережа надає як інформаційні, так і комунікаційні послуги користувачам. Завдяки соціалізації з’явились віртуальні співтовариства – соціальні мережі, які дозволяють створювати власні профілі й спілкуватися з іншими учасниками віртуально. Соціальні мережі дуже часто інтегруються з багатьма зовнішніми сайтами, сервісами та мобільними пристроями. З'явилися принципово нові можливості передачі знань, відбувається трансформація методів навчання із розвитком IT. 

Схема 2

Які ж прикладні сервіси в хмарному обчислювальному середовищі можуть бути застосовні в складі курсів навчання? Хто з учасників навчально-виховного процесу може користуватися цими сервісами? Відповідь на це питання представлено на схемі 2 

«Хмарні обчислення» принесуть відчутну користь освіті; вже планується розробляти цифрові навчальні програми з використанням усіх доступних цифрових ресурсів. Особливу користь, на мій погляд принесуть два типи хмарних обчислень: SaaS (software-as-a-service - програмне забезпечення як послуга, тобто доставка хмарного програмного забезпечення в реальному часі) і IaaS (infrastructure-as-a-service - інфраструктура як послуга, тобто безкоштовне надання ресурсів зберігання даних, функцій електронної пошти та систем спільної роботи). Як би там не було, враховуючи стрімке поширення нових пристроїв (на кшталт планшетних комп'ютерів) і нових тенденцій (від перетворення освіти в загальнодоступну послугу до поширення мережних ігор і управління комп'ютерами за допомогою жестів), вже сьогодні можна констатувати, що мережева хмара відкриває небачені можливості як для учнів, так і для викладачів.

Результативність досвіду підтверджується педагогічними дослідженнями. Результати моніторингу якості освіти учнів з інформатики, анкетування з питання виявлення зацікавленості всіх учасників освітнього процесу в створенні єдиного інформаційного процесу та готовності до його використання свідчать, що використання хмарних технологій в навчальному процесі поступово впливає на підвищення якісних показників рівнів навчальних досягнень учнів із предметів, рівень сформованості ЗУН, пошукових умінь та навичок.

У ІІ семестрі 2011-2012 н.р. та у І семестрі 2012-2013 н.р. у у класі А одному з класів паралелі вивчення курсу інформатики велось з використанням хмарних сервісів. На початок дослідження класи показували достатньо однорідний рівень мотивації вивчення інформатики. При підведенні підсумків І семестру учні класу А показують значне зростання. Що і демонструють діаграма 1 та діаграма 2. 

Діаграма 1

Діаграма 2

Також простежується зростанням рівня сформованості інформаціно-комунікативних компетентностей в учнів. Це наглядно демонструють результати участі наших ліцеїстів в олімпіадах, конкурсах, МАН, творчих ініціативах: всеукраїнського рівня – 2 перемоги та 4 лауреатства, обласного рівня – 2 переможця, міського рівня – 15 переможців. 

Ми провели тестування і вивчили зацікавленість всіх учасників освітнього процесу (учнів, батьків і вчителів) в створенні єдиного інформаційного простору навчального закладу (частково реалізувавши таким чином принцип хмарних технологій) і готовності до його використання. У рамках дослідження 39 учнів, 25 батьків, 7 вчителів пройшли анкетування. Питання анкети для всіх опитуваних були однаковими: «Як Ви вважаєте, що було б актуальним та найбільш затребуваним в нашому віртуальному середовищі? З якими новими програмними засовами ви познайомились останнім часом?». Результати анкетування наведені на діаграмі.

З діаграми видно, що зацікавленість в деяких послугах особливо висока. А наявність цих послуг у інформаційному середовищі нашого ліцею дозволяють забезпечити саме хмарні обчислювальні технології. 

Проаналізувавши накопичені мною матеріали можна зробити висновки що якість навчання при використанні хмарних технологій підвищується за рахунок:

• 
  
  більшої адаптації учнів до навчального матеріалу з урахуванням власних можливостей і здібностей;
• 
  
  можливості вибору більш відповідного для учня методу засвоєння предмета;
• 
  
  регулювання інтенсивності навчання на різних етапах навчального процесу;
• 
  
  самоконтролю;
• 
  
  підтримці активних методів навчання;
• 
  
  образної наочної форми подання матеріалу, що вивчається;
• 
  
  модульного принципу побудови, що дозволяє використовувати окремі складові частини хмарних технологій;
• 
  
  розвитку самостійного навчання.

Крім того зацікавленість учасників освітнього процесу в створенні єдиного інформаційного середовища Макіївського ліцею №1 досить висока, от же, доцільно і в подальшому вести роботу по впровадженню хмарних технологій в процес освіти.

Хмарні освітні технології є потужним засобом підвищення ефективності навчання шляхом вирішення ряду завдань:

• 
  
  збільшення навчального часу без внесення змін у навчальний плани;
• 
  
  якісної зміни контролю над діяльністю учнів;
• 
  
  інтенсивного залучення батьків у навчально-виховний процес;
• 
  
  підвищення інформаційно-комунікаційної компетентності всіх учасників освітнього процесу;
• 
  
  підвищення мотивації учнів до навчання;
• 
  
  забезпечення гнучкості управління навчальним процесом.

Впровадження хмарних технологій різного виду сьогодні активно відбувається в багатьох сферах життя: у медицині, бізнесі, науці, сфері розваг. Однак однією з найважливіших сфер застосування може і має стати освіта. Саме хмарні технології дозволять знанням подолати існуючі бар'єри: географічні, технологічні, соціальні.

ХМАРНІ ТЕХНОЛОІГІЇ - ВИБІР, ЩО ІСНУЄ.