Файл: Облачные сервисы.pdf

Введение

Иформатизация образования в настоящее время является необходимым условием поступательного развития общества. Совершенствование информационных технологий занимает важное место среди многочисленных новых направлений развития образования. Оно нацелено на развитие школьной инфраструктуры, а именно информационной среды образовательного учреждения, что предполагает внедрение и эффективное использование новых информационных сервисов.

Важная роль 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 обучению, 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.

Одним из перспективных направлений развития современных информационных технологий являются облачные технологии. Исследование сущности и основных характеристик облачных технологий актуально на сегодняшний момент, в целях возможности и целесообразности их применения в образовательном процессе современной школы.

Цель данной работы состоит в анализе применения облачных технологий в преподавании предметов гуманитарного цикла в школе. Для раскрытия этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Рассмотреть понятие и историю возникновения облачных технологий;
2. Охарактеризовать виды облачных технологий для образовательных учреждений;
3. Проанализировать способы и результаты применения облачных технологий на уроках гуманитарного цикла в школе.

Объектом изучения выступают облачные технологии как форма информационных технологий.
Предмет изучения - облачные технологии в преподавании предметов гуманитарного цикла в школе.

Методологическую базу исследования составили теоретические и эмпирические методы. К первым следует отнести анализ литературы и опыта внедрения облачных технологий на уроках по гуманитарному циклу. Исследование проводилось на базе МБОУ № 40 г. Казани. Основу эмпирических методов составили анкетирование учащихся, родителей и учителей, анализ показателей качества обучения по предметам: история, русский язык, литература, иностранный язык.

Глава 1. Теоретические основы понятия и применения облачных технологий

1.1 Понятие и история возникновения облачных технологий

Под облачными технологиями (англ. cloud computing) понимают технологии распределённой обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как интернет-сервис. Три года назад Дуглас Минифи получил пост ИТ-директора в крупной компании The Schumacher Group, которая занималась управлением отделениями неотложной помощи больниц и организацией труда врачей. Перед ним встал вопрос: «Чем все-таки должна в первую очередь заниматься наша фирма — разрабатывать программное обеспечение или использовать его для управления медицинскими ресурсами?.”^[1]

С этого вопроса и началось в The Schumacher Group исследование совершенно нового ИТ-феномена под названием “облачные вычисления”. Они видят в новой технологии угрозу своим вычислительным центрам и даже персоналу. Все это в итоге сдерживает развитие рынка облачных вычислений^[2].

Но что бы там ни говорили об облачных вычислениях, ясно одно: развитие этой технологии просто невозможно игнорировать. Стоит отметить, что идея аренды приложений, платформ разработки, вычислительных мощностей, хранилищ и любых других “облачных” сервисов повторяет путь Интернета от экспериментальной системы к серьезному пользовательскому инструменту. Технология облачных вычислений способна в корне изменить облик информационных технологий.

Проанализируем сущность и основные характеристики облачных технологий для того, чтобы обосновать возможность и целесообразность их применения в образовательном процессе современной школы.

Национальный институт стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology — NIST) в документе «NIST Definition of Cloud Computing v15» определил облачные вычисления как модель предоставления повсеместного и удобного сетевого доступа (по мере необходимости) к общему пулу конфигурируемых вычислительных ресурсов (например, сетей, серверов, систем хранения, приложений и сервисов), которые могут быть быстро предоставлены и освобождены с минимальными усилиями по управлению и необходимостью взаимодействия с провайдером услуг^[3]. При облачных вычислениях данные постоянно хранятся на виртуальных серверах, расположенных в облаке, а также временно кэшируются на клиентской стороне на компьютерах, ноутбуках, нетбуках,

мобильных устройствах и т. п. Для построения облака используют одну из трех базовых моделей: программное обеспечение как сервис, платформу как сервис, инфраструктуру как сервис.

Инфраструктура как сервис (IaaS, infrastructure as a service) — 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 является Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) — организации могут использовать эту инфраструктуру, устанавливая на виртуальных машинах

linux-серверы, и при необходимости наращивать вычислительные мощности^[4].      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, platform as a service) — 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 Google Apps Engine, позволяющий разработчикам создавать и устанавливать приложения на языке Python. Этот тип облачных вычислений в настоящее время не актуален для образовательных учреждений^[5].

Программное обеспечение как сервис (SaaS, software as a service) — 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 Google Apps for Education и Microsoft Live@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:

1. 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;

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

3. гибридное облако (hybrid cloud) — состоит из двух и более облаков различного типа;

4. 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^[6].

1.2 Облачные технологии в образовательном процессе

Для образовательных учреждений наиболее подходящими являются публичные и общественные облачные системы. Несмотря на относительную новизну облачных технологий (первый проект был реализован в 1999 г.), уже накоплен опыт, пока незначительный, их применения в образовательном процессе учебных заведений разных уровней.

К использованию данных технологий переходят некоторые зарубежные образовательные учреждения. В Литве Каунасский технологический университет (Kaunas University of Technology) в течение трех последних лет использует облачные сервисы, предоставляемые Microsoft Live@edu. В США

целые штаты переходят на использование облачных технологий. Так, в университете Хофстра (Hofstra University) используют облачные сервисы, предоставляемые Google Apps. Также университету была предоставлена возможность поддержки электронной почты для своих студентов и преподавателей^[7].

Еще одним вариантом использования облачных сервисов, который начинает распространяться в сфере образования, является перемещение в облако систем управления обучением (Learning Management Systems, LMS). Передача поддержки таких LMS, как Blackboard, Moodle и т. д., внешним провайдерам имеет смысл для образовательных учреждений, которые не могут позволить себе покупку и поддержку дорогостоящего оборудования и программного обеспечения^[8].

Характеристики современного аппаратного обеспечения меняются и совершенствуются практически ежедневно, и любая российская школа вряд ли сможет обновлять свою техническую базу в соответствии с быстро меняющимися вычислительными возможностями современных компьютеров и обеспечивать учебный процесс последними новинками компьютерной техники. Такая же ситуация с программным обеспечением, предполагающим немалые материальные затраты на поддержание соответствующего информационного обслуживания учащихся.

Как показывает опыт развитых зарубежных стран, отличным решением вышеописанных проблем является внедрение в учебный процесс «облачных вычислений». Популярный сейчас термин cloud computing («облачные вычисления») стал употребляться в мире компьютинга с 2008 года. В образовательных учреждениях России облачные сервисы изначально появились в основном как бесплатные хостинги почтовых служб. Другие многочисленные инструменты облачных вычислений для образования практически не использовались в силу недостаточности информации о них и отсутствия практических навыков их использования для учебных целей. И только сравнительно недавно ученическое сообщество и преподаватели по достоинству начали оценивать инновационные IT-приложения, например, Google Groups, Microsoft Office Web Apps, Amazon EC2. Лучший способ подготовки школьников к работе с новейшими IT-технологиями – внедрение этих технологий в образовательный процесс^[9].

В основе концепции облачных сервисов лежит идея переноса основной нагрузки по производству, поддержанию, обработке и обеспечению безопасности ресурсов, используемых школой, из информационной инфраструктуры в дата-центры производителей сетевых сервисов. Эта идея хорошо знакома – услугами облачного сервиса электронной почты пользуются все из нас, у кого есть Вебмейл аккаунт на gmail.com, mail.ru, yandex.ru и т.д^[10]. Современные облачные сервисы стремятся довести идею «доверения» внешнему интернет-сервису до абсолюта. И трудно не согласиться с тем, что у интернет-гигантов, таких, как Google, Yandex, IBM или Amazon, гораздо больше возможностей по хранению, защите от вирусов и хакеров (а иногда и обыкновенных воров) и обработке наших данных, чем у администраторов школьных сетей, да и у нас самих.

За последние годы пользователи компьютеров все меньше сохраняют на своих жестких дисках то, что можно сохранить в сети – тексты, фото, видео, а из двух одинаковых программ выбирают ту, которую не надо инсталлировать на компьютер, а можно использовать онлайн. На смену девизу «найти в Интернете и сохранить на свой компьютер» приходит другой – «создать и поделиться в облаке сетевых сервисов».

Облачные сервисы задают новое измерение для учебной ситуации, в которой у каждого ученика есть свой, подключенный к сети, ноутбук. Как только сеть выходит за пределы компьютерного класса, обнаруживается, что предела-то больше и нет. Сеть может быть где угодно – в спортивном зале, в коридоре, на улице. И, с точки зрения модели «1 ученик - 1 компьютер», – это очень существенный рывок вперед. Что же сегодня происходит в мире образовательных облачных сервисов? Впереди всех бодрым шагом идут, задавая планку в этой области и подкупая комплексностью своих решений, Google Apps for Education^[11].