в чем заключается применение облачных технологий в образовании
Применение облачных технологий в образовательном учреждении
постдипломного педагогического образования
Кафедра философии образования
ВЫПУСКНАЯ РАБОТА ПО КУРСУ
«Информационно-коммуникативные компетенции в логике развития образования на основе ФГОС»
« Применение облачных технологий в образовательном учреждении »
Автор: Иванова Ирина Борисовна
Должность : зам.директора по ИКТ, учитель информатики ГБОУ лицея №144
Калининского района
Сегодня в связи с развитием информационных технологий возникла потребность к мгновенному доступу к большому объему информации, хранению объемных данных с любых устройств, что привело к появлению «облачных технологий». В настоящей статье рассматриваются перспективы использования облачных технологий в образовательном процессе современной школы, раскрывается определение cloud computing, описываются модели облаков, представляются основные сервисы на основе cloud computing и возможности применения их в процессе обучения школьников, выявляются преимущества и недостатки применения облачных технологий в образовательном процессе школы.
Одним из перспективных направлений развития современных информационных технологий являются облачные технологии. Под облачными технологиями (англ. cloud computing) понимают технологии распределённой обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис [2; 4; 5].
Облачные вычисления (англ. cloud computing), в информатике — это модель обеспечения повсеместного и удобного сетевого доступа по требованию к общим вычислительным ресурсам (например, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, прикладным программам, приложениям и сервисам — как вместе, так и по отдельности), которые могут быть оперативно предоставлены и освобождены с минимальными эксплуатационными затратами и/или обращениями к провайдеру.
Облачные технологии стали возможны благодаря бурному развитию аппаратного обеспечения: мощность процессоров растут день ото дня, развивается многоядерная архитектура и объемы жестких дисков, интернет-каналы стали намного шире и быстрее. Таким образом, облако — это не сам Интернет, а весь тот набор аппаратного и программного обеспечения, который обеспечивает обработку и исполнение клиентских заявок.
Облачные технологии — это новая парадигма, предполагающая распределенную и удаленную обработку, и хранение данных.
Суть облачных технологий состоит в следующем: вы можете не иметь никаких программ на своём компьютере, а иметь только выход в Интернет. Удаленный доступ к данным в облаке можно найти в любой точке на планете, где есть доступ в сеть Интернет. [3]
Сравним традиционные и облачные технологии.
Браузерная почта: Mail.ru, Yandex.ru, Rambler.ru и т. п.
Содержимое писем можно читать, скачать вложения, но физически всё хранится на сервере. Можно прочитать любое из своих писем с любого компьютера, подключенного к сети.
Музыка: скачали/купили и слушаете. Файлы/диски физически у вас.
Слушаете музыку через сайт.
Видео: скачать/купить диск с фильмом. Многие фильмы мы смотрим один раз, а потом диски пылятся на полках. При скачивании каждый фильм занимает до нескольких гигабайт жесткого диска.
Смотрите фильмы онлайн. Сейчас существует множество подобных сервисов, которые при достаточно высокой скорости передачи данных обеспечивают неплохое качество воспроизведения. При этом не надо ждать, пока фильм скачается.
Облачные хранилища представляют следующие сервис-провайдеры:
OpenDrive – хранилище с возможностью платного скачивания информации;
Syncplicity — программный комплекс для синхронизации данных в кроссплатформенных средах;
Windows Live SkyDrive — базирующийся на облачной организации интернет-сервис хранения файлов с функциями файлообмена;
Облачный сервис от Google называется Диск Google (от Яндекс — Яндекс Диск), который включает в себя возможности создания документов (Документы Google/Яндекс) и облачного хранения данных. Диск Google/Яндекс позволяет хранить файлы в Интернете и на жестком диске, а также получать к ним доступ откуда угодно, даже в дороге. Изменения, внесенные в файл в Интернете, на компьютере или мобильном телефоне, отражаются на всех устройствах, на которых установлен Диск Google. Первые 3 ГБ данных можно хранить бесплатно. При наличии доступа к Интернету устройство синхронизируется с Google Диском. Таким образом, ваши файлы и папки всегда будут обновлены до последней версии. Изменения, вносимые на одном устройстве, синхронизируются со всеми остальными.
Технология совместного доступа
Часто пользователям приходится отправлять файлы в сообщениях электронной почты. Удобнее при этом пользоваться технологией совместного доступа. Для этого надо просто открыть совместный доступ к файлу, папке или документу Google с любого устройства. Если вы работаете над документами, таблицами и презентациями Google вместе с другими пользователями, то Google Диск позволяет создавать, просматривать и совместно одновременно редактировать файлы без копирования и пересылки документов.
В настоящее время в мировой практике реализуются четыре модели развертывания облачных систем:
— приватное облако (private cloud) — 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 (public cloud) — подразумевает развертывание инфраструктуры с необходимым программным обеспечением и предоставление механизмов доступа к ним за пределами инфраструктуры учреждения;
— гибридное облако (hybrid cloud) — состоит из двух и более облаков различного типа;
общественное облако (community cloud) — вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи. Примерами общественных облаков является платформа Windows Azure, веб-сервисы Amazon, Google App Engine и Force.com [1].
Облачные технологии для образовательных учреждений
Для образовательных учреждений наиболее подходящими являются публичные и общественные облачные системы.
В настоящей статье мы рассмотрим только облачные офисные приложения, такие как текстовый редактор, электронные таблицы и презентации, предоставляющие возможности совместной работы.
При организации совместной деятельности участников образовательного процесса, сталкиваемся с целым рядом проблем:
— наличие у одного педагога или ученика нескольких компьютеров: на работе, в школе, дома, ноутбук, планшет, смартфон. Между ними приходится постоянно переносить файлы, открывать и редактировать документы «на ходу» на различных устройствах. Иногда возникают проблемы с совместимостью программного обеспечения;
— ограниченный объем жесткого диска компьютера или флеш-карты, для переноса файлов иногда все необходимые данные могут просто не поместиться на одну флеш-карту;
— необходимость иметь лицензию на программное обеспечение, на разных устройствах могут стоять различные прикладные программы, имеющие непохожий интерфейс и работающие с файлами разных форматов;
— необходимость работать над одним документом одновременно (например: совместные проекты учительского коллектива, такие, как образовательная программа или годовой план, где каждый участник творческой группы работает с определенным разделом документом; ученические групповые проекты, особенно если они задаются на дом).
По нашему мнению данные проблемы помогут решить «облачные технологии». Как данные технологии могут быть применимы в образовательном учреждении?
Совместная работа сотрудников над документами. Например, образовательная программа или годовой план. Такой масштабный документ создается силами администрации и педагогов, ответственных за какие-либо направления, таких как педагог-психолог, социальный педагог или ответственный за здоровьесбережение. Каждый отвечает за какую-либо часть документа, но может комментировать или дополнять информацию в других блоках. Другой пример — таблица, которую должны заполнить все классные руководители с информацией о своих классах. При попытке работы с такими документами в локальной сети возникает проблема, связанная с тем, что одновременно с одним и тем же документом работать на разных компьютерах нельзя. Появляется множество копий одного и того же документа, которые потом надо соединять воедино. Для совместной работы в облачных технологиях необходимо создать или поместить документ в облачное хранилище и предоставить доступ к нему тем, у кого есть ссылка или по адресам электронной почты.
Использование сервиса Google Docs (Формы) предоставляет учителю возможность организовать тест с разными типами вопросов с применением специальных форм в документе. Планирование учебного процесса средствами сервиса Google Calendar 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.
Дистанционное обучение. Учитель дает задание учащимся с помощью электронного дневника. Это могут быть любые письменные задания. Ученик должен будет либо создать документ, либо каким-то образом поработать с документом, созданным учителем (ответить на вопросы, решить задачи, заполнить таблицу). Учитель может посмотреть измененный документ, так как у него есть к нему доступ. [2]
На основе рассмотренных примеров сформулируем дидактические возможности облачных технологий, подтверждающие целесообразность их применения в образовательном процессе современной 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;
— создание web-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.
Таким образом, главным дидактическим преимуществом использования облачных технологий в образовательном процессе является организация совместной работы учащихся и педагогов.
Говоря о явных преимуществах облачных технологий, необходимо остановиться и на «опасностях», которые они могут принести:
— пользователь не является владельцем и не имеет доступа к внутренней облачной инфраструктуре. Сохранность пользовательских данных сильно зависит от компании провайдер;
— недостаток, актуальный для российских пользователей: для получения качественных услуг пользователю необходимо иметь надежный и быстрый доступ в сеть Интернет;
— не все данные можно доверить провайдеру в Интернете не только для хранения, но даже для обработки;
— не каждое приложение позволяет сохранить, например, на флэш-карту промежуточные этапы обработки информации, а также конечный результат работы, а ведь онлайновые результаты удобны не всегда;
— существует риск, что провайдер онлайновых сервисов однажды не сделает резервную копию данных, и они будут утеряны в результате крушения сервера. Таким образом, доверяя свои данные онлайн-сервису, вы теряете над ними контроль и ограничиваете свою свободу.
Не смотря на существующие проблемы и ограничения «облачные технологии» с ощутимым эффектом можно использовать при изучении курса информатики в общеобразовательной школе.
Нами разработана и апробирована структурно-функциональная модель методической системы обучения информатике в сотрудничестве на основе облачных технологий, представляющую собой совокупность подготовительного, моделирующего и практико-ориентированного этапов.
Целью первого, подготовительного, этапа является формирование теоретических знаний, ценностных ориентаций, практических и коммуникативных умений, необходимых для совместного обучения информатике с использованием облачных технологий. Обучение на этом этапе осуществляется с применением комплекса методов, включающих групповой метод. Диагностика сформированности предметных знаний проводится посредством текущего контроля с использованием лабораторных работ и компьютерных тестов, успешное выполнение которых является условием перехода обучаемых на следующий этап предложенной методической системы. В том случае, если контроль показал недостаточный уровень сформированности необходимых знаний, для учащихся организуются дополнительные занятия и предлагаются к самостоятельному выполнению индивидуальные задания.
Моделирующий этап направлен на формирование у учащихся практического опыта применения облачных технологий. Результативность усвоения учащимися необходимых знаний и умений выявляется посредством тематического контроля с использованием тестирования и оценок практических работ. Положительные результаты контроля являются условием перехода учащихся на следующий этап методической системы.
Целью практико-ориентированного этапа обучения информатике в сотрудничестве на основе облачных технологий является актуализация знаний и умений в области совместного освоения информатики с применением облачных технологий и диагностируется их сформированность. В качестве превалирующего метода обучения используется групповой метод обучения, который отличается от метода, применяемого на предыдущем этапе обучения, более высокой самостоятельностью школьников. Диагностика сформированности у учащихся знаний и умений в области совместной работы с применением облачных технологий (итоговый контроль результативности методической системы) осуществляется посредством экспертной оценки коллективных проектов, выполненных ими.
Применение облачных технологий в образовании
Скажем «Да!» применению облачных технологий
Внедрение облачных технологий в деятельность образовательной организации целесообразно во многих отношениях. Они представляют собой новое средство управлением развития образовательной организации, позволяющее осуществлять функции планирования, контроля, мониторинга деятельности, вовлечения большого количества участников в образовательный процесс. Использование облачных технологий создает возможность для персонального обучения, коллективного преподавания и интерактивных занятий. Основные преимущества использования облачных технологий в образовании: повышение доступности и качества образования, снижение затрат на приобретение необходимого программного обеспечения, организация взаимодействия всех заинтересованных участников образовательного процесса.
Ключевая проблема, которая может быть решена в пространстве образовательного учреждения – не достаточно широкое использование современных доступных IT-технологий в управлении учебно- воспитательным процессом.
-несвоевременная актуализация IT-компетенций педагогов в связи с быстрым устареванием IT-технологий;
-обучающиеся и родители не удовлетворены степенью участия в управлении образовательной организацией;
-недостаточные финансовые возможности не позволяют совершенствовать материально- техническую базу и создавать эффективную систему взаимодействия.
Между тем, актуальность применения данных технологий обусловлена следующими факторами:
-заинтересованность государства в развитии образования на уровне мировых стандартов;
-обеспечение открытости и прозрачности деятельности образовательной организации;
-популярность виртуального общения;
-потребность в организации дистанционного обучения участников образовательного процесса;
-необходимость удаленного доступа с минимальными финансовыми затратами.
Преимущества использования облачных технологий в образовательной организации заключаются в следующем.
Экономическая целесообразность: возможность размещать и использовать данные на серверах хостинг-провайдеров бесплатно, а огромные объемы данных за небольшую оплату.
Доступность данных: данные всегда доступны для всех участников образовательного процесса независимо от их местонахождения.
− возможность организации совместной работы большого коллектива руководителей, преподавателей и учащихся;
− возможность, как для всех участников совместно публиковать документы различных видов и назначения;
− быстрое включение создаваемых продуктов в образовательный процесс
из-за отсутствия территориальной привязки пользователя сервиса к месту его предоставления;
− выполнение самостоятельных работ, коллективных проектов в условиях отсутствия ограничений на «размер аудитории» и «время проведения занятий»;
− взаимодействие и проведение совместной работы независимо от их местонахождения;
В управлении и учебно- воспитательном процессе могут применяться следующие формы, методы, приемы работы с использованием облачных технологий.
Наиболее широкое применение уже получили электронные дневники и журналы, личные кабинеты для учеников и преподавателей, интерактивная приемная и другое.
Для эффективной работы администрации необходимо применение данных технологий при формировании нормативно- правовой и информационно- методической базы, проведении обучающих семинаров для коллектива, коллективные творческие проекты, тематические форумы, где педагоги могут осуществлять обмен информацией. В управлении образовательным процессом облачные технологии можно использовать при организации совместной работы над документом. Например, образовательная программа или годовой план. Такой масштабный документ создается силами администрации и педагогов, ответственных за какие-либо направления, таких как педагог-психолог, социальный педагог или ответственный за здоровьесбережение. Каждый отвечает за какую-либо часть документа, но может комментировать или дополнять информацию и в других блоках. Другой пример — таблица, которую должны заполнить все классные руководители с информацией о своих классах. При попытке работы с такими документами в локальной сети возникает проблема, связанная с тем, что одновременно с одним и тем же документом работать на разных компьютерах нельзя. Появляется множество копий одного и того же документа, которые потом надо соединять воедино. Для совместной работы в облачных технологиях необходимо создать или поместить документ в облачное хранилище и предоставить доступ к нему тем, у кого есть ссылка или по адресам электронной почты.
Современное программное обеспечение проведения вебинаров позволяет реализовать педагогическое общение аналогично общению «face to face». Но есть и существенные отличия: возможность записать вебинар позволяет многократно использовать его материалы. Также преподаватель может быть избавлен от рутинной работы в виде подготовки раздаточного материала для каждого обучающегося, ручной проверки тестов и т.п.
Внедрение облачных технологий позволяет организовать активное участие всех участников образовательного процесса. Таблица 2.
1.Организация обучающих вебинаров
2.Разработка научно- методического и информационного обеспечения
3.Он лайн документооборот
4. Мониторинг функциональности облака
-реализация проектных мероприятий
1.Разработка методических пособий
2.Создание учебных блогов
3.Создание учебных объектов (он- лайн анкет, опросников, задачников, тестов, рабочих листов, электронных журналов, дидактических материалов)
4.Участие в вебинарах
5.Участие в он-лайн конкурсах различного уровня
6. Ведение личного кабинета и портфолио
— Организация интерактивных занятий и коллективного преподавания;
— Возможность общения в чате со своими соавторами прямо в редакторе документов;
— Организация сетевого сбора информации от множества участников образовательного процесса.
— Возможность проведения индивидуальных и совместных практических работ по таким разделам различных школьных дисциплин, как моделирование, обработка числовых данных в таблицах, построение диаграмм;
— Размещение учебных материалов, вопросов для исследования, учебных задач и распространения педагогического опыта;
— Получение обратной связи
— Перемещение в облако используемых учреждениями систем управления обучением (например, Moodle)
Организация совместной работы обучающихся в группе при сетевом взаимодействии
— Возможность самостоятельного ознакомления с учебным материалом дома или в классе
— Работа с презентациями, документами, таблицами, рисунками
Использование электронной почты и Skype-технологии
— Получение необходимой информации о ходе образовательного процесса
— Участие в обсуждении
Круглый стол, мероприятия он- лайн
Мониторинг состояния образовательного процесса
Объективная оценка реализации проекта
Подводя итоги, необходимо подчеркнуть, что применение облачных технологий позволяет создать новую модель управления развитием образовательного учреждения в соответствии с современными требованиями государственной политики в области образования и общемировыми тенденциями. Чем интенсивнее идет процесс информатизации образования, тем сильнее перестраивается профессиональная составляющая образования, направленная на применение информационных технологий будущими специалистами в своей профессиональной деятельности. При этом перестраивается не только структура будущей профессиональной деятельности, в которой информационные технологии играют главную роль. Человек, не владеющий современными информационными технологиями, лишается одного из адаптационных механизмов в динамично развивающемся социуме.
wiki.vspu.ru
портал образовательных ресурсов
Содержание
«Облачные» технологии в образовании
ВВЕДЕНИЕ
Этапы исследования
Цели исследования
Общие положения
Термин «облачные вычисления» (англ.- сloud сomputing) применим для любых сервисов, которые предоставляются через сеть Интернет. Суть облачных технологий заключается в предоставлении пользователям удаленного доступа к услугам, вычислительным ресурсам и приложениям (включая операционные системы и инфраструктуру) через Интернет. Развитие этой сферы хостинга (Хостинг—услуга по размещению оборудования клиента на территории провайдера с обеспечением подключения его к каналам связи с высокой пропускной способностью) было обусловлено возникшей потребностью в программном обеспечении и цифровых услугах, которыми можно было бы управлять изнутри, но которые были бы при этом более экономичными и эффективными. Эти Интернет-услуги, также известные как «облачные сервисы», можно разделить на три основные категории:
По сравнению с традиционным подходом, облачные сервисы позволяют управлять более крупными инфраструктурами, обслуживать различные группы пользователей в пределах одного облака, а также означают полную зависимость от провайдера облачных услуг. При предоставлении облачного сервиса используется тип оплаты «плата-за-использование». Обычно за единицу измерения времени работы принимается минута или час пользования ресурсами. При оценке объемов данных за единицу измерения принимается Мегабайт хранимой информации. В этом случае пользователь оплачивает ровно тот объем ресурсов, который им в реальности использовался в течение определенного времени. Кроме того, облачная инфраструктура предоставляет пользователю возможность при необходимости «поднимать» или «опускать» максимальные лимиты выделяемых ресурсов, пользуясь тем самым эластичностью предоставляемого сервиса. Пользователю облачных сервисов нет необходимости заботиться об инфраструктуре, которая обеспечивает работоспособность предоставляемых ему сервисов. Все задачи по настройке, устранению неисправностей, расширению инфраструктуры и пр. берет на себя сервис-провайдер.
Типы облаков
Облака могут быть публичными или частными.
Три уровня облачных сервисов
Инфраструктура как сервис (IaaS)
Инфраструктура в аренду. Пользователю предоставляется «чистый» экземпляр виртуального сервера с уникальным IP-адресом или набором адресов и часть системы хранения данных. Для управления параметрами, запуском, остановкой этого экземпляра провайдер предоставляет пользователю программный интерфейс (API ).
Платформа как сервис (PaaS)
PaaS можно представить как готовую к работе виртуальную платформу, состоящую из одного или нескольких виртуальных серверов с установленными операционными системами и специализированными приложениями. Большинство облачных провайдеров предлагают пользователю выбор из массы готовых к использованию облачных сред.
Программное обеспечение как сервис (SaaS)
Концепция SaaS предоставляет возможность пользоваться программным обеспечением как услугой и делать это удаленно через Интернет. Данный подход позволяет не покупать программный продукт, а просто временно воспользоваться им при возникновении потребности.
Преимущества облачных вычислений
Недостатки облачных вычислений
Применение облачных технологий
Как пример использования облачных технологий в образовании, можно назвать электронные дневники и журналы,личные кабинеты для учеников и преподавателей, интерактивная приемная и другое. Это и тематические форумы, где ученики могут осуществлять обмен информацией. Это и поиск информации,где ученики могут решать определенные учебные задачи даже в отсутствии педагога или под его руководством. Для этого можно использовать:
Облачные технологии Microsof для образовательных учреждений
Облачные технологии Microsoft: Office 365, Azure для образовательных учреждений
Microsoft Office 365 для образовательных учреждений позволяет пользоваться всеми возможностями «облачных» служб, помогая экономить время и деньги, а также повышает работоспособность учащихся и сотрудников. Базовый функционал, включающий в себя облачные версии Exchange Online, SharePoint Online и Office Web Apps, а также Lync Online с возможностью видеоконференций будет предоставляться бесплатно. Подробную информацию о новых ценах и тарифах Вы можете найти по ссылке:Live@edu.Office 365 для образовательных учреждений сочетает возможности знакомых приложений Office для настольных систем с интернет-версиями нового поколения служб Microsoft для связи и совместной работы. Office 365 прост в использовании и администрировании, обладает устойчивой системой безопасности и уровнем надежности, характерным для ведущего мирового поставщика услуг.
C помощью предложения Windows Azure in education преподаватели получают возможность включить в свой учебный процесс одну из наиболее инновационных и быстро развивающихся технологий, как в теоретическую, так и в его практическую часть. Ни для кого не секрет, что через несколько лет спрос на рынке труда на специалистов в сфере облачных вычислений существенно возрастет, с помощью Windows Azure in education вузы получают возможность подготовить таких специалистов.
Облачные технологии предполагают выполнение приложений или хранение данных на серверах, расположенных в распределенных ЦОДах, доступных через Интернет. Для разработки и выполнения подобных приложений необходима специальная облачная платформа. Такой платформой является Windows Azure, «облачный» аналог операционной системы Windows Server. Однако, если Windows Server – это ПО, которое вы приобрели и развернули на серверах в вашем локальном датацентре, то платформа Windows Azure размещена в ЦОДах Microsoft и доступна вам удаленно в качестве среды для разработки и выполнения приложений. Вам нет необходимости покупать и устанавливать ПО, вы оплачиваете лишь аренду вычислительных ресурсов и мощностей платформы ЦОДа Microsoft.
Как работает Windows Azure?
В основе работы Windows Azure лежит запуск виртуальной машины для каждого экземпляра приложения. Разработчик определяет необходимый объем для хранения данных и требуемые вычислительные мощности (количество виртуальных машин), после чего платформа предоставляет соответствующие ресурсы. Когда первоначальные потребности в ресурсах изменяются, в соответствии с новым запросом заказчика платформа выделяет под приложение дополнительные или сокращает неиспользуемые ресурсы ЦОДа.
Особенностью модели PaaS («платформа-как-сервис») является разделение приложения и инфраструктуры: разработчику достаточно лишь определить необходимый для работы приложения объем ресурсов, а все действия по предоставлению запрашиваемых ресурсов, управлению ими, динамическому распределению, мониторингу, масштабированию и пр. выполняются провайдером.
Студентам, желающим изучать облачные технологии самостоятельно, или работающим над проектами в сфере облачных вычислений Microsoft также предоставляет бесплатный доступ к Windows Azure, позволяя погружаться в учебный процесс без каких либо ограничений.