Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ВУЗЕ: АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ И ГИБРИДНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВИРТУАЛИЗАЦИИ

Газуль С.М. 1 Ананченко И.В. 2 Кияев В.И. 1
1 ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский государственный экономический университет
2 ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
В статье приведены результаты анализа тенденций в сфере высшего образования. Сформулированы новые требования к информационному обеспечению учебного процесса в высшем учебном заведении. Представлены результаты исследования на основе опроса студентов, проведённого на базе Санкт-Петербургского государственного экономического университета. По результатам исследования разработаны методические рекомендации по проектированию гибридных информационных систем поддержки образовательного процесса.Такие системы на инфраструктурном уровне позволяют использовать активные методы обучения, а также внедрять в учебный процесс наиболее востребованные информационные ресурсы. Предложенная методика дает при необходимости возможность переносить части пользовательских ресурсов в вычислительное облако и применять в учебном процессе пользовательские ресурсы, построенные с использованием технологии Mashup.
облачные вычисления.
информационная безопасность
информационные технологии в образовании
гибридные информационные системы
1. Амелин К.С., Амелина Н.О., Граничин О.Н., Кияев В.И. Разработка приложений для мобильных интеллектуальных систем на платформе IntelAtom. – СПб.: Изд-во ВВМ, 2012. – 211 с.
2. Газуль С.М., Бабаев Э.О., Горнов П.А. Интегральный показатель готовности информационной системы к работе в облаке // Международный научно-исследовательский журнал = ResearchJournalofInternationalStudies. – 2014. – № 4-2 (23). – С. 14-16.
3. Граничин О.Н., Кияев В.И. Информационные технологии в управлении: учебное пособие. – 2-е изд. – СПб.: Изд-во ВВМ, 2012. – 354 с.
4. Граничин О.Н., Кияев В.И. Информационные технологии и системы в современном менеджменте. – СПб.: Изд-во ВВМ, 2014. – 897 с.
5. Зарукина Е.В. Проектирование образовательных технологий с использованием интерактивных методов обучения // Ученые записки международного банковского института. – 2013.– № 6. – С. 132-139.
6. Кияев В.И., Газуль С.М. Активные методы обучения: гибридные решения для сопровождения и поддержки образовательных процессов // Сборник научных статей 8-й международной научной конференции «Информационные технологии в бизнесе» (С.-Петербург, 19-20 июня 2013 г.). – СПб. : Инфо-да. – С. 164-173.
7. Кияев В.И., Немнюгин С.А. Нужны ли России суперкомпьютеры? // Прикладная информатика. – 2009. – № 6 (24). – С. 49-53.
8. Кияев В.И., Комаров С.Н., Сепман В.Ю., Терехов А.А. Концепция информатизации Санкт-Петербургского государственного университета //Труды Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2002». – 2002. – С. 72-75.
9. Хоружников С.Э., Зудилова Т.В., Ананченко И.В., Прыгун В.В. Облачные сервисы на современном этапе развития ИТ-технологий//Дистанционное и виртуальное обучение.–2013. –№ 11(77).– С. 64-77.
10. Musaev A.A., Gazul S.M., Anantchenko I.V. Theinformationinfrastructuredesignofaneducationalorganizationusingvirtualizationtechnologies // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). – 2014. – № 27 (53). – С. 71-76.
11. The National Institute of Standards and Technology of U.S. Definition of Cloud Computing [Электронныйресурс] // National Institute of Standards and Technology Information Technology Laboratory [сайт]. [2011]. - URL: http://csrc.nist. gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf (датаобращения: 28.05.2015).
В последние годы все больше экспертов и представителей бизнес-среды заявляют о необходимости смены парадигмы высшего образования[1-5; 9-10]. Сложившиеся к концу XX века общемировые тенденции ― развитие цифровых технологий,  ускорение темпов жизни, увеличение объёмов обрабатываемой информации, глобализация знаний  ― предъявляют новые требования  к современному образованию.Эти тенденции уже сегодня делают образование настолько динамичным, что применение некоторых сложившихся годами классических педагогических практик становится неэффективным. Всё этоформирует новые требования к высшему образованию. В связи с этимна сегодняшний день сроки обучения по различным образовательным программам, как правило,сокращаются, заочная форма обучения становится неактуальной, и всё большую популярность приобретают дистанционные, виртуальные формы обучения. В разных странах указанные процессы проявляются по-разному.Например, появились полностью виртуальные университеты, такие как TheOpenUniversity в Великобритании, выдающие документы об образовании установленного образца. Такие тенденции начинают прослеживаться и в нашей стране. Объединение крупных высших учебных заведений с целью укрупнения, появление оnline-университетов, таких как Национальный открытый интернет-университет информационных технологий (ИНТУИТ), — всё это результат влияния рассмотренных тенденций на образовательную системуРоссийской Федерации. Задача информатизации и поддержки образовательных процессов на новой основе рано или поздно встанетперед каждым вузомРоссии. И решаться эта задача будет по-разному, в зависимости от количества студентов, объема образовательных услуг, места нахождения вуза и т.д. — то есть от конкретных требований, задач и возможностей того или иного вуза.

На основании приведённых выше тенденций, мы выделили следующие важные принципы современного вузовского образования:новизна и актуальность (постоянное обновление образовательных ресурсов), доступность (в том числе дистанционные формы обучения), распределённые активные средства обучения (возможность получать эффективными методами необходимую для обучения информацию в любом месте и в любое время — как преподавателю, так и студенту)[2].

Эти принципы формируют новые требования к информационному обеспечению образовательного процесса. Анализ сложившейся ситуации показал, что высшие учебные заведения, в том числе на Западе, сталкиваются со следующими проблемами[1-10]:

·                    возросшие потребности современного вуза в эффективном использовании информационных технологий;

·                    невозможность их удовлетворения простым наращиванием парка серверного и сетевого оборудования по многим причинам (техническим, технологическим, финансовым и другим);

·                    потребность в новых эффективных ИТ-сервисах поддержки и сопровождения образовательного процесса.

В связи с этим мы рассматриваем методы и технологии, которые способны решить проблемы, сформулированные нами в ходе анализа. Предлагаемая нами методика включает в себя разработанные рекомендации к проектированию систем информационного обеспечения образовательного процесса в вузе на инфраструктурном уровне[3; 5; 6], рекомендации по оценке рисков переноса локального корпоративного ресурса в облаке [3], а также интегральный показатель для оценивания готовности корпоративных ресурсов к работе в  облачной инфраструктуре [3].

На инфраструктурном уровне, по нашему мнению, целесообразно формировать переход к гибридным решениям с внедрения технологии виртуализации. Очевидно, что для применения классического подхода к организации сети необходимы дорогостоящие серверы и сетевое оборудование, включающее маршрутизаторы и файрволы для обеспечения эффективной работы и безопасности, а также клиентские станции для пользователей услуг и соответствующее программное обеспечение. К сожалению, не все образовательные учреждения (вузы, школы) могут позволить себе такой достаточно затратный подход к организации информационной инфраструктуры.Одним из решений указанных выше проблем является использование технологий виртуализации. Это позволяет уменьшить или сохранить количество физических серверов, при этом расширяя и внедряя новые сервисы для пользователей.

Рис. 1. Методика перехода к гибридным решениям на инфраструктурном уровне

 

Тенденция последних пяти лет, ознаменовавшихся повсеместным распространением публичных облачных сервисов и облачных способов обработки и хранения данных, открывает для вузов новые возможности для автоматизации(рис. 1).

Облачные вычисления (Cloud Computing) — это модель обеспечения сетевого доступа по требованию к пулу конфигурируемых вычислительных и информационных ресурсов, например к вычислительным сетям, сетям передачи данных, серверам, устройствам хранения данных, приложениям и сервисам [11].Несмотря на многие очевидные преимущества таких сервисов, нами были выявлены потенциальные угрозы информационной и экономической безопасности для клиентов облачных провайдеров [6; 9]. В связи с этим мы предложили модель оценки рисков, связанных с  переносом корпоративных информационных ресурсов в облако [3]. Была выявлена и другая проблема. Особенности ценовой политики облачных провайдеров (оплата за фактически потреблённые ресурсы) приводят к чрезвычайно высоким издержкам при размещении в облаке корпоративных ресурсов с высокой вычислительной нагрузкой. Для её решениянами был предложен интегральный показатель, позволяющий оценить целесообразность размещения конкретного корпоративного ресурса в облачной инфраструктуре [3].Именно поэтому мы рассматриваем гибридный подход к организации пользования данными и работе с ними.

2. Гибридные информационные системы

Гибридный подход к организации информационной инфраструктуры — это подход, при котором часть ресурсов, для которых это целесообразно и экономично, выносится в публичное облако, а часть наиболее критических, бизнес-значимых сервисов остается в пределах информационной инфраструктуры организации [5;6; 9].Нами было синтезировано определение «гибридная информационная система» на базе международного стандарта NIST [11] в следующем виде:«Гибридная информационная система —это система, которая в своей структуре имеет ресурсы, расположенные в вычислительных облаках различного типа (публичные, частные), а также в локальной сети предприятия». Для такой системы необходим механизм, обеспечивающий возможность переноса информационных ресурсов в вычислительные облака и в соответствующую локальную инфраструктуру. Таким образом, уже сегодня возможно построение гибридного решения — портала и офисных приложений в частном облаке, с возможностью масштабирования в публичное облако, используя предложенную методику.Более того, появляется возможность подключать к информационной системе различные внешние сервисы, построенные по принципу публичного облака. На пользовательском уровне мы рекомендуем использовать возможности Web 2.0, а также гибкие мэшап-решения.

Мэшап (MashUp) — новое быстроразвивающееся направление, которое позволяет на динамической основе создавать необходимые пользовательские ресурсы из различных разрозненных сетевых объектов и других ресурсов, используя современные поисковые и аналитические средства,для формирования личного рабочего пространства.Сервис-ориентированная архитектура (SOA)—зрелая методология, она имеет большую ясность и строгость в отношении её возможностей, протоколов, стандартов, реализаций и использования [10]. Применяя преимущества сервис-ориентированной архитектуры, технологий Web 2.0 и мешапов, образовательное учреждение получает нужные ему интегрированные пользовательские сервисы с доступом через интернет. Это позволяет подключаться к ним с различных устройств, в любое время, в любой точке планеты и получать для работы максимальный функционал — как информационный, так и вычислительный.Данная архитектура позволит эффективномасштабировать функционал системы в зависимости отпотребностей студентов и университетов[2; 10].

На базе Санкт-Петербургского государственного экономического университета был проведенанкетный опрос студентов, магистрантов и аспирантов. Была выявлена потребность студентов в новых информационных сервисах, а также в широком примененииновых образовательных концепций и методов. Среди них можно выделить Активныеметоды обучения (АМО), поскольку их обязательное применение в учебном процессе вузов регламентировано в Федеральныхгосударственныхобразовательныхстандартах последней редакции[5]. В связи с этимв рамках наших исследований был разработан модуль гибридной информационной подсистемы поддержки образовательного процесса, позволяющий обеспечить поддержку учебного процесса, построенного с использованием активных методов обучения: мозговой штурм изанятие с применением Методаактивного социологического тестирования анализа и контроля (МАСТАК)(рис.2).В динамике развития архитектура системы позволит автоматизировать проведение учебных занятий с использованием и других АМО. Данный функционал становитсяособенно актуальным, если в вузе нетспециализированных аудиторий для проведениясовременных практических семинаров и мастер-классов.

Рис.2. Статистика ответов на вопрос: «Какие информационные ресурсы, на Ваш взгляд, нужны нашему университету?»

Благодаря формированию уровней гибридной образовательной  системы с использованием описанных выше перспективных технологий система на инфраструктурном уровне получает следующие явные преимущества: отказоустойчивость, удобная балансировка нагрузки, широкие возможности для резервного копирования. На пользовательском уровне: масштабируемый функционал, реализация единой точки входа,  реализация страницы профиля пользователя, доступ через интернет, возможность распределённой совместной работы.

Гибридный подход к реализации системы позволит учебным заведениям выбирать наиболее эффективный способ предоставленияИТ-услуг.

Рецензенты:

Мусаев А.А., д.т.н., профессор, декан факультета информационных технологий и управления ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)», г. Санкт-Петербург;

Холоднов В.А., д.т.н., профессор, профессор кафедры системного анализа ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)», г. Санкт-Петербург.

 


Библиографическая ссылка

Газуль С.М., Ананченко И.В., Кияев В.И. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ВУЗЕ: АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ И ГИБРИДНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВИРТУАЛИЗАЦИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-1.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=20856 (дата обращения: 18.09.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252