Невпинний розвиток освіти в Україні, підвищення її якості та доступності, інтеграція в європейський освітній простір із збереженням національних досягнень і традицій - усе це потребує впровадження в середній школі новітніх методів навчання, що ґрунтуються на застосуванні сучасних комп'ютерних технологій. Про важливість саме цього напряму свідчить Указ Президента України № 926/2010 від 30.09.10 «Про заходи щодо забезпечення пріоритетного розвитку освіти в Україні». Він проголошує 2011 р. в Україні - роком освіти та інформаційного суспільства, передбачає впро­вадження у навчально-виховний процес загальноосвітніх навчальних закладів інформаційно-комунікаційних технологій та здійснення заходів щодо створення умов для підвищення комп'ютерної грамотності населення. Згідно Указу Кабінет Міністрів України має забезпечити залучення громадськості до підготовки та реалізації основних заходів з реформування системи освіти, врахування пропозицій громадських організацій із цих питань.

Під час розроблення і впровадження програмних засобів та мережевих технологій у середній школі найскладнішими виявляються питання наявності сучасних комп'ютерів і програм, технічної підтримки працездатності інформаційних продуктів, забезпечення вибіркового авторизованого доступу учнів до конкретних мережевих ресурсів. Традиційні методики потребують, як правило, використання сучасного обладнання, впровадження дорогих програмних продуктів, а також наявності в штатному розписі посади системного програміста для їх підтримки та періодичного оновлення, що різко звужує коло навчальних закладів, які можуть відповідати цим вимогам. Запропонована методика, яка ґрунтується на технології «хмарних обчислень», дає можливість долати ці труднощі, залучаючи при цьому учнів до найбільш перспективних напрямів розроблення сучасних інформаційних продуктів.

Хмарні обчислення (англ. Cloud Computing) — це модель забезпечення повсюдного та зручного доступу на вимогу через мережу до спільних обчислювальних ресурсів, що підлягають налаштуванню (наприклад, до комунікаційних мереж, серверів, засобів збереження даних, прикладних програм та сервісів), і які можуть бути оперативно надані та звільнені з мінімальними управлінськими затратами та зверненнями до провайдера.

Суть концепції «хмарних обчислень» полягає в наданні кінцевим користувачам віддаленого динамічного доступу до послуг, обчислювальних ресурсів і додатків (у тому числі до операційних систем та інфраструктури) через Інтернет . «Хмарні обчислення» 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. Технологію «хмарних обчислень» поділяють на надання інфраструктури як сервісу - IaaS (Infrastructure as a service), платформи як сервісу - PaaS (Platform as a service) або програмного забезпечення у вигляді сервісу -SaaS (Software as a service), а також багатьох інших інтернет - технологій для віддалених обчислень.

Послуги, які ми можемо отримати за допомогою «хмарних» технологій:

1.Використання програмного забезпечення. (ми платимо за використання програми на сервері, а не за її купівлю).

2. Платформа як сервіс(Software as a Service (SaaS)) — дає доступ до інтегрованої платформи для розробки, тестування та підтримки різноманітних проектів.

3. Інфраструктура як послуга(Infrastructure as a Service (IaaS)) — представлення комп’ютерної інфраструктури у вигляді віртуалізації, що включає в себе операційні системи та системне програмне забезпечення, а також апаратну частину сервера.

4. Віртуальне робоче місце (Desktop as a Service (DaaS)) — користувач має змогу власноруч налаштовувати своє робоче місце і тим самим створити собі комплекс програмного забезпечення необхідного йому для роботи.

Нині в Інтернеті чітко спостерігається тенденція до широкого використання віддалених мережевих ресурсів. Багато провідних ІТ-компаній, таких, як Google, Microsoft, Amazon, мають власні «хмарні» сервіси. Але, на відміну від продуктів більшості з них, сервіси Google здебільшого є безкоштовними, більш потужними, ліцензійно чистими і частіше оновлюються. Некомерційні сервіси Google позбавлені будь-якої реклами, що дуже важливо для використання в середній школі. Крім того, ця компанія значно раніше за інших інтернет-гігантів розпочала розробку «хмарних» сервісів і є найбільш послідовним прихильником таких технологій.

Користувачам зазначених методик немає потреби купувати дорогі комп'ютери, з великим обсягом пам'яті і дисків, щоб використовувати програми через веб-інтерфейс. Також немає потреби в CD і DVD-приводах, тому що вся інформація і програми залишаються в «хмарі». Користувачі можуть перейти зі звичайних комп'ютерів і ноутбуків на більш компактні й зручні нетбуки або використовувати «старі» комп'ютери за умови наявності в них можливостей для підключення до всесвітньої мережі. Це - одна з найбільших переваг застосування «хмарних обчислень» у реальних умовах українських загальноосвітніх шкіл.

Продукти, створені за технологією «хмарних обчислень», мають певні особливості в структурі і функціонуванні. В такому випадку дані зберігаються на віддаленому мережевому ресурсі, доступ до якого може здійснюватися з будь-якого комп'ютера, підключеного до Інтернету. При цьому зберігається можливість авторизації доступу та контролю за процесом редагування або перегляду даних. Це дає можливість керівнику мережевої системи або педагогу розподіляти права доступу до окремих ресурсів програмного про­дукту та здійснювати контроль за діяльністю учнів.

Застосування «хмарних» технологій позбавляє від потреби технічної підтримки програмних розробок. Сервіси виконують функції збереження даних, їх періодичного копіювання, захисту від комп'ютерних вірусів та інтернет-атак тощо. Тому, як правило, впровадження такої системи в навчальному закладі не потребує посади системного програміста, оскільки дуже рідко виникає потреба в його послугах. Це також сприяє використанню зазначених технологій у середній школі.

Провідні фірми в галузі ІТ-технологій орієнтують своїх користувачів на доцільність зберігання даних на віддалених серверах і використання для їх обробки системи взаємно інтегрованих «хмарних» програм нового покоління. Ці засоби дають змогу не обмежуватися обсягом існуючої на персональному комп'ютері фізичної пам'яті і можливостями завантажених програм. Користувачеві пропонуються практично необмежений обсяг пам'яті віддале­ного серверу і швидкодія віртуальних потужних комп'ютерів. Швидкість взаємодії визначається в цьому випадку тільки швидкістю доступу до мере­жевих ресурсів, тобто швидкістю Інтернету.

Розглянемо методику розроблення програмних продуктів та  практичної реалізації відповідних проектів в умовах реального навчального процесу за технологією «хмарних обчислень».

У Київському університеті імені Бориса Грінченка  в 2011 році відбулася церемонія нагородження переможців Сьомого Всеукраїнського конкурсу «Вчитель-новатор», організованого програмою Microsoft «Партнерство в навчанні». Переможницею стала Олена Антикуз – завуч з навчально-виховної роботи, вчитель фізики Курахівської гімназії "Престиж” Донецької області. Проект Олени «Вивчаємо фізику разом», побудований на основі платформи Windows Live, гуртує учнів у віртуальну спільноту, і це допомагає підвищити ефективність вивчення фізики за допомогою онлайн-складової та залучити учнів до проектної роботи. Хмарні технології Microsoft допомагають створювати та завантажувати навчальні матеріали, влаштовувати дискусії та організовувати персональне спілкування з учнями в мережі.

Розглянемо використання системи сайтів у 5 - 9 класах  однієї загальноосвітньої школи міста Дніпропетровська, їх вплив на формування інформаційної культури школярів та підвищення рівня їхнього навченості. Сайти використовують за технологією «хмарних обчислень» у середовищі Google, вони доступні з будь-якого підключеного до Інтернету комп'ютера і не потребують використання ресурсів самого комп'ютера. Сайти є безкоштовними, позбавлені будь-якої реклами, не потребують періодичного копіювання, захисту та взагалі роботи системного адміністратора. Це спрощує їх використання в навчальному процесі шкіл різного рівня. Подамо статистичний аналіз роботи сайтів, виявимо головні тенденції їх використання.

Технологія «хмарних обчислень» використовувалась під час розроблення системи сайтів для середньої школи № 19 м. Дніпропетровська. Система містить сайт «Юний ерудит» (http://sites.google.com/site/5b19sdn/ (рис. 1), caйт учителів математики «Градієнт» (https://sites.google.com/site/gradient19sdn/ )(рис. 2), сайт електронної версії газети класу «Шкільний калейдоскоп» (http://sites.google.com/site/skolnyjkalejdoskop/home) (рис.3).

Система використовує «хмар­ні» сервіси Google - конструктор сайтів, документи, електронну пошту, редактори документів та електронних таблиць, веб-альбом фотографій тощо.

Крім того, у роботі сайтів використовуються віддалені ресурси інших компаній, що дає змогу розширити список типів задіяних файлів та оптимізувати їх відображення.

Розміщення матеріалів на кількох окремих сайтах пов'язане як із структурованістю їх тематики, так і з вимогами дотримання обмежень до безкоштовних ресурсів Google. Це дає учням можливість знаходити потрібні матеріали за безпосередніми посиланнями, без будь-якої реклами та оплати.

В результаті, використовуючи віддалені засоби зберігання інформації, учні, відповідальні за цю ділянку роботи, можуть установити роздільний до­ступ до рубрик сайтів.

Склад і структура сайтів визначається як попереднім плануванням їх роботи, так і результатами аналізу працездатності та ефективності рубрик під час експлуатації системи протягом 1,5 року.

Сайт «Юний ерудит» працює майже в тому самому вигляді, як був запланований, але частини навчального й методичного розділів, пов'язані з ви­кладанням шкільного курсу математики, перенесено на сайт учителів математики «Градієнт», створений уже для кількох класів. Це плідно позначилося на засвоєнні програмного матеріалу учнями цих класів та загальному рівні їхніх знань. Додаткові математичні розділи, наприклад, віртуальний математичний гурток учнів 6-Б класу, для якого розроблено сайт «Юний ерудит», розміщені саме на цьому сайті. Також на ньому містяться деякі програмні та додаткові матеріали з інших досліджуваних дисциплін.

Розглянемо докладно структуру і функціонування сайту вчителів математики. Цей спеціалізований освітній ресурс містить методичні матеріали, які стосуються майже всіх питань викладання математичних дисциплін у середній і старшій школі, зокрема, плани вивчення тем, матеріали для підготовки учнів за цими темами, матеріали для підготовки до контрольних робіт та їх подальшого аналізу, в тому числі зразки найкращих учнівських робіт, рекомендації учням та їхнім батькам щодо поліпшення організації навчального процесу, особисті методичні розробки вчителів математики у вигляді презентацій тощо, а також електронні щоденники з математичних дисциплін відповідних класів.

В окремий сайт виділено електронну версію газети класу «Шкільний калейдоскоп». Це дає змогу батькам та учням інших класів і шкіл переглядати матеріал цієї газети, що робить її більш привабливою для юних журналістів, а також розширює коло авторів, які надсилають свої матеріали електронною поштою.

Технологія «хмарних» сервісів Google дала змогу розв'язати питання ліцензійної чистоти розміщених матеріалів, бо всі вони створені у вільно поширюваних форматах з використанням лише безкоштовних «хмарних» програмних засобів. Крім того, усі дані можуть легко переноситися між існуючими програмами (редакторами, електронними таблицями, базами даних, засобами презентацій і т. ін.) завдяки їх взаємній інтегрованості.

Аналіз структури системи сайтів показує, що вона дещо відрізняється від інших аналогічних ресурсів. Це насамперед пов'язано з використанням «хмарної» технології, яка істотно спрощує зберігання даних і користування матеріалами, утримуючи всю систему на передовому рівні ІТ-технологій. Важливою перевагою такої технології, крім її безкоштовності та ліцензійної чистоти, є залучення учнів до основного напряму розвитку мережевих технологій у сучасному суспільстві. Прикладами тому є сайти, розроблені особисто учнями 5-6 класів з використанням згаданої технології: сайт «Казки - 2009», сайт «4 лапи» та інше. Це прищеплює учням культуру самостійної роботи з мережевими ресурсами на досить високому рівні, починаючи із середньої школи.

Важливим є також надання школярам персонального доступу до мережевих ресурсів, розміщених на сайтах. При цьому вони мають можливість редагувати свій розділ, не маючи доступу до інших сторінок. Це, з одного боку, дає можливість педагогу контролювати інформацію, що надходить, а з другого - розвиває самостійність і відповідальність учнів.

Ведення сайта здійснюється лише класним керівником та ініціативною групою батьків і потребує залучення системного адміністратора, операторів, закупівлі додаткового обладнання тощо. Крім того, учні надійно позбавлені впливу мережевої реклами, яка переважно не прийнятна з педагогічного погляду.

Таким чином, використання «хмарних обчислень» під час розроблення та експлуатації мережевих продуктів у середніх загальноосвітніх школах відповідає всім вимогам навчального процесу, дає змогу уникнути головних вад традиційних програмних продуктів, зменшує їхню вартість та спрощує функціонування. Тому їх застосування може сприяти поширенню інформаційних технологій в навчальних закладах України з урахуванням осо­бливостей їх технічного та матеріального стану.

III. Одним з «хмарних» сервісів, що пропонується користувачам системи Google, є Google Analytics. Він дає можливість отримувати докладну статистичну інформацію про функціонування користувальних сайтів. Ці відомості є дуже корисними під час проектування подальшого розвитку сайтів, оскільки дають змогу визначати найбільш вдалі й популярні сторінки, а також сторінки, які потребують подальшого коригування. Надаються також відомості про географію звернень до сайтів. Уся ця інформація нагромаджується з початку підключення до відповідного сервісу, надається в динамічному вигляді і оновлюється кожної доби.

Дані сервісу Google Analytics стосовно згаданої системи сайтів за період з 15 липня 2010 р. свідчать про значну кількість відвідувань, що насамперед є ознакою їх працездатності. За період підключення до системи статистичного обліку сайт «Юний ерудит» відвідали 2635 користувачів, сайт «Градієнт» - 4663 користувачі. Розглянемо кількість відвідувань сайтів залежно від наявності й типу навчального процесу протягом першого семестру 2010/2011 навчального року. У таблиці наведено дані по різних класах і стосовно сайтів «Юний ерудит», який належить 6-Б класу, та «Градієнт».

Аналіз даних показує, що обидва сайти відвідуються з подібною періодичністю, незалежно від того, навчальні вони чи об'єднують функції освіти та виховання. У другій навчальній чверті відвідуваність більша, ніж у першій, що свідчить про зростаючу інтегрованість системи в навчальний процес. У період осінніх канікул зменшується кількість користувачів ресурсами. І справжній сплеск відвідуваності спостерігається в період осіннього карантину, коли школярі перебувають вдома, але продовжують навчатися за матеріалами, рекомендованими на сайтах учителями.

Сайт «Юний ерудит» містить 115 сторінок, найбільш відвідувані з них: сторінка з домашнім завданням (972 відвідування), електронний щоденник (769 відвідувань), сторінка привітань з днем народження (214 відвідувань), додаткові матеріали із шкільних предметів (135 відвідувань), сторінки, які міс­тять інформацію про позашкільні захоплення учнів (124 відвідування), об'яви (105 відвідувань).

Сайт «Градієнт» містить 139 сторінок, найбільш відвідувані з них такі: сторінки з методичними матеріалами для 6-А, 6-Б, 7-А, 5-А класів, електрон­ний щоденник 6-А класу, матеріал з алгебри для 7-А класу. Кожною з цих сторінок користувалися понад 1000 разів.

Цікавою є інформація про відвідуваність сайтів по містах України. Розглянемо таку статистику стосовно сайту «Юний ерудит». За період статистичного обліку жителі Дніпропетровська відвідали цей сайт 1906 разів, жителі Києва - 342 рази, Харкова - 289, Донецька - 44, Львова - 6 разів. З інших точок Земної кулі - одиничні відвідування.

Аналіз даних стосовно сайта «Градієнт» показує, що найчастіше його відвідали жителі Дніпропетровська - 3137 разів, Харкова - 960, Києва -369, Донецька - 96, Запоріжжя - 11, Сімферополя - 10, Луцька - 7 разів. Про ці міста можна сказати, що вони відвідували сайт регулярно, тобто є віртуальними користувачами. З інших міст України, а також із зарубіжжя зафіксовано одиничні відвідування.

У відсотковому відношенні сайт, який містить навчальні, виховні та розважальні матеріали, відвідали 73 % жителів Дніпропетровська і 27 % жи­телів інших міст або країн. Навчальний сайт відвідали 68 % користувачів з Дніпропетровська і 32 % представників інших регіонів. Невеликі відмінності в цифрах свідчать про більшу зацікавленість матеріалами предметів математичного профілю.

IV. Проаналізувавши досвід використання запропонованої системи сайтів, можна зробити такі висновки.

•  Застосування технології «хмарних обчислень» під час створення системи сайтів для середньої школи дає можливість якісно розв'язати проблему інформатизації за мінімальних матеріальних ресурсів.

•  Найбільш прийнятним у межах цієї технології є використання сервісів Google завдяки їх безкоштовності, ліцензійній чистоті, взаємній інте­грованості та відсутності будь-якої реклами.

•  Застосування згаданої системи сприяє залученню учнів до передового напряму розвитку ІТ-технологій, формування в них високої інформаційної культури з урахуванням їх інтересу до всесвітньої мережі.

•  Запропонована система сайтів є працездатною, вона продемонструвала свою ефективність у навчальному процесі, її можна поширювати на всі класи середньої школи.

•  Зафіксовано постійний інтерес до розробленої системи з боку користувачів інших навчальних закладів Дніпропетровська та інших міст України і світу.

•  Розроблена система сайтів активно сприяє реалізації освітніх завдань, передбачених Указом Президента України № 926/2010 від 30.09.10 р. «Про заходи щодо забезпечення пріоритетного розвитку освіти в Україні».

ЛІТЕРАТУРА

1.     Указ Президента України № 926/2010 від 30.09.10 р. «Про заходи щодо забезпечення пріоритетного розвитку освіти в Україні» // Офіційний вісник Президента України. 2010 - № 27 - С. 17.

2.     Соколова, Л. Є. Сайт класу як засіб формування інформаційної культури школярів [Текст] / Л. Є.Соколова, Ю. Б.Олевська, В. І. Олевський, 0. Ю. Ґуль // Інформатика та інформаційні технології в навчальних закладах. - 2010. - № 4(28). - С. 85-93.

3.     Соколова Л. Е. Использование сайта класса как средства формирования информационной культуры школьников [Текст] / Л. Е. Соколова, Ю. Б. Олевская, В. И. Олевский, Е. Ю. Гуль // Вісник Запорізького національного ун-ту. 36. Наук. пр. Лед. науки. - Запоріжжя.: ЗНУ.

4.     Олевська, Ю. Б. Інтернет-сайт як засіб безперервного навчання школярів [Текст] / Ю. Б. Олевська, В. І. Олевський, 0. Ю. Ґуль // Інформатика в шк. - X.: Основа. - 2010. - № 2 (14). - С. 2 - 5.

5.     Соколова Л. Е. Интернет-сайт как средство мотивации познавательной и социальной активности школьников / Л. Е. Соколова, Ю. Б. Олевская, В. И. Олевский, Е. Ю. Гуль // Нива знань. - 2009. - № 4. -С. 34 - 37.

6.     Соколова Л. Е. Интернет-сайт как средство мотивации познавательной и социальной активности школьников [Електроний ресурс] / Л. Е. Соко­лова, Ю. Б. Олевская, В. И. Олевский, Е. Ю. Гуль. - Запорожье, 2010. - Режим доступа: <http://sites.znu.edu.ua/cms/index.php?action=forum/ msglist&thread_id=583&site_id=63&forum_id=22&lang=ukr>. - Заглавие с экрана.

7.     Marks Е. A. Executive's Guide to Cloud Computing [Монография] / E. A. Marks, B. Lozano - Wiley; N.Y. - 2010. - 304 c.

8.     Holzner, S. Google Docs 4 Everyone [Монография] / S. Holzner, N. Holzner -         QUE, Indianapolis, IN. - 2009. - 251 c.

9.     Николаев E. А. Технология использования школьного сайта в очном обучении / Е. А. Николаев // Технообраз 2001: материалы III Международн. науч. конф. «Технологии непрерывного образования и творческого саморазвития личности», 15 - Т6 мая 2001 г.: В 3 ч. - Гродно, Беларусь, 2001. Ч. 3. С. 102 - 104.

10.  Л.Соколова, В. Олевський. Досвід використання системи сайтів за технологією «хмарних обчислень» у шкільній освіті.// ІКТ в навчальному процесі.