Информационные технологий в сфере образование в современном мире является необходимым условием поступательного развития общества. Информатизация и совершенствование технологий обучения занимает одно из главных место среди многочисленных новых направлений развития образования. Актуальность применения новых информационных технологий в образовании состоит в том, что они не только выполняют функции инструментария, используемого для решения отдельных педагогических задач, но и придают качественно новые возможности обучения, формирования навыков самостоятельной учебной деятельности, стимулируют развитие дидактики и методики, способствуют созданию новых форм обучения и образования. С развитием компьютерных средств и внедрением их в образовательный процесс у его участников появляются новые возможности, реализуются новые подходы.
Целями данного исследования являются:
1. Изучение основной информации об «Облачных» технологиях, об разновидностях и областях применения этих технологий;
2. Применение «облачные» технологии в образовании;
3. Рассмотреть возможности применении облачных продуктов от Microsoft для образовательных учреждений.
Технологии, основанные на облачных вычисления является одним из востребованных и активно развивающихся направлений современным информационным мире. Под технологией облачных вычислений (cloud computing) понимается инновационная технология, которая позволяет объединять ИТ-ресурсы различных аппаратных платформ в единое целое и предоставлять пользователю доступ к ним через локальную сеть или глобальную сеть Интернет. Облачные сервисы от различных провайдеров предлагают пользователям через сеть Интернет доступ к своим ресурсам посредством бесплатных или условно бесплатных облачных приложений, аппаратные и программные требования которых не предполагают наличия у пользователя высокопроизводительных и ресурсопотребляемых компьютеров [1].
На данный момент есть три базовых моделей для построения облака: программное обеспечение (ПО) как сервис (SaaS), платформу как сервис (PaaS), инфраструктуру как сервис (IaaS). Проанализируем эти модели облаков для выявления возможности применение их в образовательном процессе.
Software as a Service (SaaS) – «ПО как услуга», модель предоставления облачных сервисов, при которой пользователь использует приложения поставщика, запущенные в облачной инфраструктуре, которые доступны клиенту с помощью web-интерфейса или интерфейса программы.
Platform as a Service (PaaS) – «платформа как услуга», модель предоставления облачных сервисов, при которой пользователь получает доступ к использованию программной платформы: операционных систем (ОС), СУБД, прикладного ПО, средств разработки и тестирования ПО. Фактически пользователь получает в аренду компьютерную платформу с установленной ОС и специализированными средствами для разработки, размещения и управления веб-приложениями.
Infrastructure as a Service (IaaS) – «инфраструктура как услуга», модель предоставление облачных сервисов, при которой пользователь получает возможность управлять средствами обработки и хранения, а также и другими фундаментальными вычислительными ресурсами (виртуальными серверами и сетевой инфраструктурой), на которых он самостоятельно может устанавливать ОС и прикладные программы.
В настоящее время в практике используется четыре модели развертывания облачных систем:
Частное облако (англ. private cloud) – инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько подразделений. Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны.
Публичное облако (англ. public cloud) – инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации).
Гибридное облако (англ. hybrid cloud) – это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).
Общественное облако (англ. community cloud) – вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи и может находиться в кооперативной собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации).
К использованию облачных технологий перешли многие зарубежные образовательные учреждения. В США активное применение облачных технологий наблюдается в ВУЗах. Так в университете Хофстра (Hofstra University) используют облачные сервисы, предоставляемые Google Apps. Не отстают и Европейские университеты, так в Литве Каунасский Технологический Университет в течение пяти последних лет использует облачные сервисы, предоставляемые Microsoft Live@edu. Сегодня облачные технологий только начинает внедряться в образовательную сферу стран СНГ, однако уже сейчас есть учреждения, которые активно используют эти технологии. К примеру, Московский финансово-юридический университет перешел к использованию технологии Office 365 . По данным Microsoft Office 365 также внедрили РЭУ им. Плеханова и РУДН. В Украине Сумской государственный и Донецкий национальный университеты, первыми среди украинских вузов внедрили облачный офисный пакет Microsoft Office 365 для организации совместной работы преподавателей и студентов, а также расширения возможностей дистанционного образования.
Проанализировав все модели облаков и опыт применения их в зарубежных странах и странами СНГ, мы пришли к выводу, что чаще всего образовательные учреждении используют модель облака «ПО как сервис» (SaaS). Преимуществом использование данной модели можно отнести следующие факторы: не требует от образовательного учреждения создания собственного центра обработки данных и его обслуживания, позволяет сократить финансовых и организационных затрат, а также дает возможность устанавливать собственные приложения на платформе провайдера.
Проведенный анализ позволил выделить следующие преимущества использования облачных технологий в образовательном процессе (таблица).
На основе рассмотренных сервисов сформулируем дидактические возможности облачных технологий, подтверждающие целесообразность их применения в образовательном процессе:
• организация совместной работы для большого коллектива преподавателей и учащихся;
• возможность как для учеников, так и для учителей совместно использовать и редактировать документы различных видов;
• 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»;
Преимущества использования облачных технологий
• взаимодействие и проведение совместной работы с сверстниками независимо от их местонахождения; • создание веб-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 систем управления обучением (LMS);
• 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 преподавателя.
Можно выделить 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 ограничений функционалы свойство по по сравнению с локальными аналогами, отсутствие отечественных провайдеров облачных сервисов (Amazon, Goggle, Saleforce и др.), отсутствие отечественных и международных стандартов, а также отсутствие законодательной базы применения облачных технологий.
Однако сегодня недостаточно проработаны методические и технологические аспекты применения облачных технологий в образовательном процессе. В образовательный процесс, в том числе и в процесс обучения информатике, использование облачных технологий приходит с задержкой и еще не нашло широкого применения. Несмотря на ряд очевидных достоинств, их распространению препятствует ряд объективных факторов. Традиционно большинство отечественных образовательных учреждений с недоверием относятся к аренде виртуальных мощностей, предпочитая работать с конкретным, желательно собственным, оборудованием, по и данными, которые хранятся локально.
Внедрение облачных технологий в процесс обучения в высшей и средней школе обеспечит:
• эффективное использование учебных площадей (отпадает необходимость выделять отдельные и специально оборудованные помещения под традиционные компьютерные классы);
• кардинальное сокращение затрат, необходимых на создание и поддержание компьютерных классов;
• качественно иной уровень получения современных знаний – учащиеся получают возможность находиться в процессе обучения в любое время и в любом месте, где есть Интернет;
• более эффективный интерактивный обучающий процесс;
• возможность быстро создавать, адаптировать и тиражировать образовательные сервисы в ходе учебного процесса;
• возможность для учащихся осуществлять обратную связь с преподавателем путем оценки и комментирования предлагаемых им образовательных сервисов;
• гарантия лицензионной чистоты используемого в процессе обучения ПО;
• сокращение затрат на лицензионное по путем создания функционально эквивалентных образовательных сервисов на базе по с открытым кодом;
• минимизацию количества необходимых лицензий за счет их централизованного использования;
• централизованное администрирование программных и информационных ресурсов, используемых в учебном процессе.
В настоящее время наиболее распространенными системами сервисов на основе технологии облачных вычислений, применяемыми в образовательном процессе, являются Microsoft Live@edu и Google Apps Education Edition. 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 [2].
Еще одним вариантом использования облачных сервисов, является перемещение в облако систем управления обучением (Learning Management Systems). Передача поддержки таких систем, внешним провайдерам имеет смысл для образовательных учреждений, которые не могут позволить себе покупку и поддержку дорогостоящего оборудования и ПО.
Если рассмотреть облачные технологии от компании Microsoft для образовательных учреждений то это Microsoft Office 365, объединяющий в себе набор веб-сервисов, который распространяется на основе подписки по схеме «ПО + услуги». Набор предоставляет доступ к различным программам и услугам на основе платформы Microsoft Office, электронной почте, функционалу для общения и управления документами. Microsoft Office 365 для образовательных учреждений позволяет пользоваться всеми возможностями «облачных» служб, повышает работоспособность учащихся и сотрудников, а также экономить время и деньги. Базовый функционал Microsoft Office 365, включают в себя облачные версии Lync Online с возможностью организации видеоконференций, SharePoint Online, Office Web Apps и Exchange Online,будет предоставляться бесплатно. 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 очень простой в использовании и администрировании, обладает устойчивой системой безопасности и уровнем надежности.
Windows Azure еще один облачный сервис предлагаемой компании Microsoft которого можно применит в образовательном процессе. Windows Azure – это облачный аналог ОС Windows Server. Однако, если Windows Server вы покупаете и установите на серверах в вашем локальном датацентре, то платформа Windows Azure размещена в ЦОДах Microsoft и доступна удаленно в качестве платформы для разработки и выполнения приложений. C помощью платформы «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.
Возможны три основных направления использование платформу Azure для решения задач ВУЗах:
1. Обучение
• использование Windows Azure для расчёта практических задач, возникающих в ходе обучения;
• использования облачных технологий Windows Azure в дипломных и курсовых работа;
• производить объемные и сложные расчеты, требующие больших вычислительных ресурсов;
• использование виртуальных машин на базе Linux или Windows в облаке
2. Научно-исследовательские работы (НИР)
• обработка больших массивов данных для НИР;
• возможность переноса собственного кластера серверов в облако;
• моделирование научных экспериментов;
• использование инновационных технологий для НИР.
3. Информационно-обучающие порталы
• совместная работа над учебными проектами;
• личный кабинет студента/сотрудника/преподавателя;
• дистанционное обучение;
• создавать новые или расширять существующие приложений
• проводить учебные мероприятия и веб-семинары.
Совокупность сервисов, предоставляемых образовательным «облаком» конкретному пользователю, формируют его персональную информационно-образовательную среду. Доступ к этой среде осуществляется повсеместно (рисунок).
Совокупность сервисов, предоставляемых образовательным «облаком»
Облачные технологии представляет собой новый способ организации учебного процесса и предлагает альтернативу традиционным методам организации учебного процесса, создает возможность для персонального обучения, коллективного преподавания и интерактивных занятий. Основным преимуществом использование облачных технологий в образовании, это не только снижение затраты на приобретение необходимого ПО, эффективность и повышение качество образовательного процесса, но и подготовит учеников и студентов к жизни в современном информационном обществе.