Використання хмарних технологій в практиці педагога (книга)

1 Базові поняття хмарних технологій

Одним із завдань сучасної освіти є створення умов доступності даних, комунікаційної інфраструктури та заохочення до створення відкритої культури співпраці засобами інформаційно-комунікаційних технологій. Це можливо за умови використання педагогами та учнями хмарних технологій (Cloud Computing), а також створення хмаро орієнтованого навчального середовища.

Вперше термін «хмарні технології» був використаний у даному контексті в 1997 році на лекції Рамнат Челлаппа (Ramnath Chellappa), де він визначив його як нову «обчислювальну парадигму, при якій межі обчислювальних елементів залежатимуть від економічної доцільності, а не тільки від технічних обмежень» [1, с. 17].

Хмарна технологія (хмарні обчислення) – це технологія, яка надає користувачам Інтернету доступ до комп’ютерних ресурсів сервера і використання програмного забезпечення як онлайн-сервіса [2, с. 45].

Хмарні технології являють собою масштабований спосіб доступу до зовнішніх обчислювальних ресурсів у вигляді сервісу, що надається за допомогою Інтернету. При цьому користувачеві не потрібно ніяких особливих знань про інфраструктуру «хмари» або навичок управління цією хмарною технологією.

Під хмаро орієнтованим навчальним середовищем ми розуміємо навчальне середовище, у якому за допомоги хмарних сервісів створюються умови навчальної мобільності, групової співпраці та кооперативної роботи педагогів й учнів для ефективного, безпечного досягнення дидактичних цілей.

Під навчальною мобільністю учня ми розуміємо доступність засобів комунікації, співпраці та співробітництва, незалежно від часу, місця перебування та комп’ютерної техніки, що використовується, з метою участі у навчально-виховному процесі та всебічного розвитку особистості.

Під навчальною мобільністю вчителя ми розуміємо доступність засобів комунікації, співпраці та кооперації, незалежно від часу, місця перебування, комп’ютерної техніки, що використовується, з метою забезпечення ефективності у досягненні дидактичних цілей [2, c.20].

Об’єкти хмаро орієнтованого навчального середовища: електронна пошта; система планування (календарі); е-записничок; структуроване сховище навчально-методичних матеріалів; програмне забезпечення; конструктор сайтів чи блогів; система відеоконференцій; система управління користувачами (учнями, вчителями, батьками); корпоративна мережа тощо [2, c.28].

Виділяють наступні моделі надання послуг за допомогою хмари:

• Програмне забезпечення як послуга (з англ. SaaS – Software as a Service) – розгортається на віддалених серверах, а користувач отримує доступ до нього за допомогою Інтернету; при цьому користувачу не потрібно купувати та оновлювати ліцензійне програмне забезпечення. З використанням хмарних технологій у вікні браузера створюються умови для роботи з документами, ведення бухгалтерії, керування педагогічним складом та ін. Нині нараховують сотні пропозицій SaaS: від спеціалізованих за окремими галузями до споживчих додатків, таких як електронна пошта. Прикладами програмного забезпечення як послуги є сервіси Microsoft Office 365, Google Apps тощо.  
• Платформа як послуга (з англ. PaaS – Platform as a Service). Модель надання платформи як послуги передбачає можливість оренди платформи для розроблення та розгортання програм. Цей сервіс переважно призначений для розробників програмного забезпечення. Платформа надається як послуга через мережу Інтернет і охоплює операційну систему, бази даних, прикладне програмне забезпечення. Зазвичай платформа орієнтована на певну мову програмування, наприклад, Java або Python. Прикладами платформи як послуги є Force.com, Microsoft Azure, Google App Engine, Cloud Foundry, Oracle PaaS Platform.
• Інфраструктура як послуга (з англ. IaaS – Infrastructure as a Service). Модель надання інфраструктури як послуги передбачає можливість оренди апаратних ресурсів – серверів, пристроїв зберігання даних, мережного обладнання. Модель IaaS дозволяє споживачеві формувати потребу в ресурсах: кількість процесорів, оперативної пам'яті, дискового простору, мережних комунікацій та базового програмного забезпечення. У цій моделі застосовують технології віртуалізації. Наприклад, при розбитті фізичного сервера на віртуальні та надання цих віртуальних частин різним споживачам. У якості прикладів інфраструктури як сервісу наведемо Amazon Web Services, Rackspace Cloud, Terremark, GoGrid, Scalaxy.

Хмари бувають наступних видів:

1. Приватні (англ. private cloud) – це хмарна інфраструктура, яка призначена для використання виключно однією організацією, що включає декілька користувачів (наприклад, підрозділів). Приватна хмара може перебувати у власності, керуванні та експлуатації як самої організації, так і третьої сторони (чи деякої їх комбінації). Така хмара може фізично знаходитись як в, так і поза юрисдикцією власника.
2. Публічні (англ. public cloud) – це хмарна інфраструктура, яка призначена для вільного використання широким загалом. Публічна хмара може перебувати у власності, керуванні та експлуатації комерційних, академічних (освітніх та наукових) або державних організацій (чи будь-якої їх комбінації). Публічна хмара перебуває в юрисдикції постачальника хмарних послуг.
3. Гібридні хмари (англ. hybrid cloud) – це хмарна інфраструктура, що складається з двох або більше різних хмарних інфраструктур (приватних або публічних), які залишаються унікальними сутностями, але з’єднанні між собою стандартизованими або приватними технологіями, що уможливлюють переміщення даних та прикладних програм (наприклад, використання ресурсів публічної хмари для балансування навантаження між хмарами).

У своїй професійній діяльності вчитель математики може використовувати будь-який із видів залежно від мети застосування сервісу.

Серед переваг хмарних сервісів виділяють доступність, мобільність, високу технологічність та надійність, середнедоліків – необхідну наявність високошвидкісного Інтернету, потребу у захисті конфіденційної інформації, залежність від постачальника послуг, меншу функціональність.

Про хмарні технології - дітям

Проблема використання педагогами хмарних технологій є актуальною та малодослідженою, оскільки ці технології стрімко розвиваються, проте очевидний той факт, що хмара дозволяє вчителю по іншому побудувати процес навчання: проводити уроки на відкритому повітрі, не переривати процес навчання під час карантину чи хвороби учнів, надавати повноцінні освітні послуги учням з обмеженими можливостями, працювати над проектами спільно з учнями з різних куточків планети тощо. До того ж перед навчальним закладом не постає проблема у придбанні ліцензійного програмного забезпечення та його оновлення і єдиною умовою успішного впровадження хмарних технологій є наявність високошвидкісного Інтернету.

Для того, щоб в аудиторії можна було організувати сучасний навчальний процес з використанням хмарних технологій, необхідна наявність ноутбуків (або нетбуків, планшетів, смартфонів) і безпровідної мережі. Працювати «в хмарі» можна і з персональними комп’ютерами – тут важливим є наявність Інтернету. Наповнення електронного освітнього простору здійснюють як вчителі, так і учні школи.

Якщо ви вирішили ініціювати створення хмаро орієнтованого навчального середовища у вашому закладі, доведеться обирати між двома найбільш популярними постачальниками подібних послуг: Microsoft та Google.

Практика використання хмари Microsoft

З алгоритмом розгортання хмари Microsoft можна ознайомитись за посиланням.

Також можна ознайомитися з підручником учня  ”Мій Office365″ та прикладами практик використання Office 365.

Використання хмари Google

З алгоритмом розгортання хмари Google для навчального закладу можна ознайомитись за посиланням.

Контрольний список для тих, хто щойно зібрався розгортати G Suite.

Спільнота вчителів, що використовують сервіси Google в своїй роботі.

Книга "Google Apps для образования".

Якщо ж ви поки що не готові стати ініціатором розгортання хмари для свого навчального закладу, ви можете успішновикористовувати хмарні технології для вирішення власних професійних потреб:

- Web-додатки для навчання.

- Електронні журнали і щоденники.

- Он-лайн сервіси для учбового процесу, спілкування, тестування.

- Системи дистанційного навчання, бібліотеки, медіатеки.

- Сховища файлів, спільний доступ.

- Ресурси для спільної роботи.

- Ресурси для проведення відеоконференцій.

Найбільш популярними та доцільними для навчання є наступні сервіси:

1. Хмарна платформа Microsoft Live@edu (http://www.live.com) – можливість створення електронної поштової скриньки, робота з календарем, сервісом для проведення веб-конференцій з можливістю відео-зв’язку, віртуальною дошкою та спільним доступом до робочого столу; створення та підтримка власного веб-сайту; створення та редагування документів Word, PowerPoint, Excel, OneNote будь-якої складності.
2. Хмарна платформа Google Apps (https://www.google.com.ua/) – можливість створення поштової скриньки з підтримкою текстового, голосового Google Talk та відеочату; робота з календарем Google; з диском Google –сховищем файлів; Google Docs – інструментом для створення документів, таблиць, презентацій, форм і малюнків будь-якої складності із можливістю використання шаблонів; сайтів Google – інструментом для створення сайтів за допомогою шаблонів та інші.
3. Хмарні сховища файлів (Dropbox, Яндекс.Диск, SkyDrive, cloud.mail.ru, GoogleDocs тощо). 
4. Хмарні технології для створення тестів. Наприклад, OpenTest (http://www.opentest.ru/), тесторіум (http://www.testorium.net/), майстер-тест (http://master-test.net/uk).
5. Онлайнові інструменти для навчання різних предметів («Академія хана» - https://uk.khanacademy.org/, «Інтернет-підручник з хімії» - http://www.hemi.nsu.ru/, «Підручник з біології» - http://www.biology.ru/, онлайновий клавіатурний тренажер «Все 10» - http://vse10.ru/, «Алхімік» - http://www.alhimik.ru/, «Основи хімії» - http://www.hemi.nsu.ru/, «Математика для школи» - http://formula.co.ua/, «Географія онлайн» - http://geography-online.ru/, «Портал практичної географії» - http://www.geo-asset.com/, «Фізика онлайн» - http://fiz.cloudportal.biz/, «Вся фізика» -http://www.all-fizika.com/, «Вивчення математики онлайн» - http://ua.onlinemschool.com/, «Вивчаємо математику» -http://testmath.com.ua/ тощо).

Більше ресурсів - за посиланням.

Використані джерела:

1. Скрипка Г. В. Використання хмарних технологій в практиці вчителя математики / Г. В. Скрипка – Кіровоград: Видавництво КОІППО імені Василя Сухомлинського, 2014. – 48 с.

2. Литвинова С. Г. Проектування хмаро орієнтованого навчального середовища загальноосвітнього навчального закладу : монографія / С. Г. Литвинова – Київ. : ЦП «Компринт», 2016. – 354 c.