Научная статья на тему 'Бюджетный хостинг на платформе rasрberry Pi для размещения электронных курсов учебных дисциплин образовательных программ'

Бюджетный хостинг на платформе rasрberry Pi для размещения электронных курсов учебных дисциплин образовательных программ Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
142
19
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
EDUCATIONAL PROCESS / CLOUD COMPUTING / FOGGING COMPUTING / CLUSTER SERVERS / PRIVATE CLOUD / EDUCATIONAL SERVICE / HYBRID ARCHITECTURE / УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС / "ОБЛАЧНЫЕ" ВЫЧИСЛЕНИЯ / "ТУМАННЫЕ" ВЫЧИСЛЕНИЯ / КЛАСТЕР СЕРВЕРОВ / "ЧАСТНОЕ ОБЛАКО" / ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СЕРВИС / ГИБРИДНАЯ АРХИТЕКТУРА

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Авксентьева Е.Ю., Сентерев Ю.А.

В статье изложены возможности применения «облачных» и «туманных» вычислений для обеспечения учебного процесса при реализации образовательных программ на основе использования Электронных курсов учебных дисциплин (ЭКУД), с целью поддержки или даже замены курсов, читаемых профессорско-преподавательским составом, курсами, подготовленными средствами современных электронных технологий. Приведены аргументы, что применение «облачных» сервисов и «туманных узлов» при использовании ЭКУД в учебном процессе дают более широкие возможности для донесения образовательного контента, чем при традиционном методе преподавания. Предложены решения, способные расширить применение подходов к использованию «облачных» и «туманных» вычислений в образовательном процессе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BUDGET HOSTING ON THE RASPBERRY PI PLATFORM FOR HOSTING ELECTRONIC COURSES FOR EDUCATIONAL PROGRAMS

The article describes the possibility of using “cloud” and “foggy” calculation methods to ensure the educational process in the implementation of educational programs based on e-learning courses (ECDS) with the aim of supporting or even replacing courses taught by faculty members by courses prepared using modern electronic technologies. The authors state that the use of “cloud” services and “nebulous nodes” when using ECUD in the educational process provides more opportunities for conveying educational content than with the traditional teaching method. A few solutions are proposed how to use the cloud and cloud computing in the educational process. The article demonstrates how you can implement a specific educational program in the context of a university meet the challenge of delivering high quality educational content in the most interesting and informative shell, cost much less existing.

Текст научной работы на тему «Бюджетный хостинг на платформе rasрberry Pi для размещения электронных курсов учебных дисциплин образовательных программ»

2. Stenograficheskij otchet o zasedanii Soveta pri Prezidente po mezhnacional'nym otnosheniyam 26 oktyabrya 2018 goda. Hanty-Mansijsk. Available at: http://www.kremlin.ru/ events/president/news/58922

3. Druzhba narodov - edinstvo Rossii: formirovanie obscherossijskoj identichnosti i ukrepleniya duhovnoj obschnostirossiyan: sbornik metodicheskih materialov Assamblei narodov Rossii. Moskva, 2014: 134.

4. Bogatova O.A. Garmonizaciya mezh'etnicheskih otnoshenij v regional'nom sociume. Dissertaciya ... doktora sociologicheskih nauk. Saransk, 2004.

5. Soloduhin V.I. Mesto 'etnokul'turnyh ob'edinenij v sisteme social'no-kul'turnyh institutov. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta kul'tury i iskusstv. 2008: 3 (24): 92 - 95.

6. Barbashina 'E.R. Samoorganizaciya rossijskih nemcev kak mnogofaktornaya problema. Nemcy Rossii: istoricheskij opyt i sovremennye problemy samoorganizacii: materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii. Moskva, 29 - 30 oktyabrya 2007. Moskva: «MSNK-press», 2008.

Статья поступила в редакцию 06.12.18

УДК 37

Avksenteva E.Yu, Cand. of Sciences (Pedagogy), senior lecturer, Faculty of Software Engineering and Computer Engineering, St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (St. Petersburg, Russia), E-mail: avksentievaelena@rambler.ru

Senterev Yu.A., lecturer, Faculty of Software Engineering and Computer Engineering, St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics (St. Petersburg, Russia), E-mail: avksentievaelena@rambler.ru

BUDGET HOSTING ON THE RASPBERRY PI PLATFORM FOR HOSTING ELECTRONIC COURSES FOR EDUCATIONAL PROGRAMS. The article describes the possibility of using "cloud" and "foggy" calculation methods to ensure the educational process in the implementation of educational programs based on e-learning courses (ECDS) with the aim of supporting or even replacing courses taught by faculty members by courses prepared using modern electronic technologies. The authors state that the use of "cloud" services and "nebulous nodes" when using ECUD in the educational process provides more opportunities for conveying educational content than with the traditional teaching method. A few solutions are proposed how to use the cloud and cloud computing in the educational process. The article demonstrates how you can implement a specific educational program in the context of a university meet the challenge of delivering high quality educational content in the most interesting and informative shell, cost much less existing.

Key words: educational process, cloud computing, fogging computing, cluster servers, private cloud, educational service, hybrid architecture.

Е.Ю. Авксентьева, канд. пед. наук, доц. факультета программной инженерии и компьютерной техники, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, E-mail: avksentievaelena@rambler.ru Ю.А. Сентерев, преп. факультета программной инженерии и компьютерной техники, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, E-mail: avksentievaelena@rambler.ru

БЮДЖЕТНЫЙ ХОСТИНГ НА ПЛАТФОРМЕ RASРBERRY PI

ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ КУРСОВ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

В статье изложены возможности применения «облачных» и «туманных» вычислений для обеспечения учебного процесса при реализации образовательных программ на основе использования Электронных курсов учебных дисциплин (ЭКУД), с целью поддержки или даже замены курсов, читаемых профессорско-преподавательским составом, курсами, подготовленными средствами современных электронных технологий. Приведены аргументы, что применение «облачных» сервисов и «туманных узлов» при использовании ЭКУД в учебном процессе дают более широкие возможности для донесения образовательного контента, чем при традиционном методе преподавания. Предложены решения, способные расширить применение подходов к использованию «облачных» и «туманных» вычислений в образовательном процессе.

Ключевые слова: учебный процесс, «облачные» вычисления, «туманные» вычисления, кластер серверов, «частное облако», образовательный сервис, гибридная архитектура.

Потребность в применении электронных курсов во многом связана с тем, что новые технологии расширяют возможности решения вопросов создания и предоставления персонифицированного контента образовательного содержания и формирования образовательных пакетов для студентов.

В образовательных учреждениях, начинается реализовываться концепция, известная как «1%-ное решение», т е. происходит замена курсов, читаемых профессорско-преподавательским составом с использованием учебных аудиторий, на электронные курсы, получаемые с помощью новых технологий по существенно более низкой стоимости. Как правило, электронные курсы в образовательной деятельности рассматриваются применительно к дистанционному онлайн образованию в асинхронном формате (электронные курсы в виде файлов, видеокурсы, видеоуроки и др.

С технической точки, зрения электронный курс это - веб-приложение, то есть клиент-серверное приложение, в котором клиент взаимодействует с сервером при помощи браузера, а за сервер отвечает веб-сервер.

Веб-приложение (набор файлов), которое создаётся при помощи специализированных программ, загружается на совместимую платформу (систему дистанционного обучения), и при прохождении пользователем обучения передает системе данные в стандартном формате (SCORM или хАР1), которые хранятся в базе данных и могут использоваться для построения отчетов.

В узком смысле, система дистанционного обучения (СДО) представляет собой некоторую программную платформу («облачную» или установленную на сервере образовательного учреждения), предназначение которой состоит в трансляции в определенном формате учебных материалов пользователям, обучающимся по определенной образовательной программе, проведения оценочных мероприятий и сбора данных о результатах прохождения обучения пользователями.

В настоящее время в мире представлено большое количество СДО, однако по настоящему универсальных, позволяющих эффективно решать вопросы

профессионального обучения - не более десятка. Формат SCORM дает возможность обеспечить совместимость компонентов и их многократного использования, так как учебный материал разбит на отдельные небольшие блоки, которые могут включаться в разные учебные курсы и использоваться СДО независимо от того, кем, где и с помощью каких средств они были созданы. SCORM основан на стандарте XML.

В России наиболее популярны следующие СДО с поддержкой SCORM: Ispring; Moodle; Webturor; Mirapolis LMS; Прометей. Перечисленные здесь СДО являются платными и, к тому же, при всех достоинствах этих СДО, руководителям учебных программ придется «подстраивать» их под существующие требования образовательного учреждения, а это бывает сделать не так-то просто.

«Гибридная» схема реализации образовательной программы представлена авторами в виде «гибридной» модели, показана на рисунке 1.

Представленное в данной статье решение, учитывает общие концептуальные подходы к созданию электронных курсов, но ориентировано на подготовку студентов по так называемой «гибридной» схеме, суть которой состоит в том, что предметы по общим дисциплинам могут изучаться в рамках дистанционной формы, а специальные дисциплины изучаются в рамках аудиторных занятий. Такой подход обусловлен спецификой обучения по направлению, в рамках которого разработана и реализуется образовательная программа. Модель отражает возможность применения обоих подходов (как в рамках дистанционной формы, так и аудиторных занятий) при обучении студентов. Как видно из рисунка 1, обучение в аудитории также осуществляется с применением электронных курсов. Такая форма проведения занятий позволяет обучающимся самим выбирать, с какой скоростью они будут изучать материал. А преподаватель превращается из «пересказчика» учебного материала в помощника, который, в случае необходимости, будет отвечать на вопросы студентов и помогать им. Изучая материал онлайн в собственном темпе, студенты могут обращаться к преподавателю в любое время.

Образовательная программа

по направлению подготовки ХХ.ХХ.ХХ,

Пул преподавателей

Руководитель образовательной программы jUC Формирование обрамвателым пакетов для групп студентов, Н ютрпьрепитипрогсва

о

Пул учебных Дисциг^лин j

Haimm

контента учебной занятия ^ДНЦИЫНЫ '

Студенты j

ЛаЦ. работы

<в ю в пЛ

о # # *<

j

СгеЛная аудитория

^ Ныбоыий

процессор у. fpn) <9Г

©

Результат обучения

В KP

ИтоговаяАттестация

Рис. 1. «Гибридная» модель реализации образовательной программы

Данный АПК, представляет из себя бюджетный (определяется низкой стоимостью RaspberryPi), имеющийимя, хост-узел, который, восновном,пред-назначен для предоставления статического веб-контента по протоколу HTTP с ограсиьернымо возмужростямииспользоваоия диуаоичеькегоюонтентм. Это нб-условлено спецификой его применения в качестве компоненты, используемой в конфигурации реализации учебной (образовательной ) программы по опреде-леннрм^аврсылмном овдвооовки т п°именынве мрвмр^н^ных курсов. Для того, чтобы использовать АПК по назначению, достаточно иметь точку подключения к сети. Соответствующея кмнфигурация предсташ^н^а^^ви^^тоЬ.

Но, в чем же особенность представленного в статье решения? Дело в том, что давно, решезие зизработано в рамках исследовательсуир гриекров, н^нправ, ленных на совершенствование системы подготовки студентов по направлениям

логиями.

Данное решение учитывает возможности привлечения студентов не только к обдчмнищеуооащье млектуоннытонлайыкуреоы,нвикуепосрудзсвониоми участию студентов в создании аппаратно-программных комплексов (АПК) для реалознииз олоктоoвныь курзсв ва пуактукр. Ынимeамы таксготор^в^евеуеьет создание бюджетного АПК на аппаратной платформе Raspberry Pi.

В дааноумонфигаруцуи довтщп кэлещрунуым кооаaмepeнocтaьляотоячы-рез специально разработанное для этих целей программное приложение REST

веб-сервис «Рабочий Процессор Электронных Курсов Учебных Дисциплин» (РП ЭКУД).

РП ЭКУД это - не «машина», это - активное окно с приложением, с помощью которого участники могут видеть, как протекает учебный процесс, как необработанные данные преобразуются в информацию, которая впоследствии превращается в знания - и не только видеть, но и управлять этим процессом.

В качестве аппаратной платформы в АПК используется микроЭВМ Raspberry Pi. Raspberry Pi (v 2/3) - полноценный 4-ядерный одноплатный компьютер с 1Гб оперативной памяти и возможностью подключения через USB внешних накопителей, работающий под управлением современной Linux-систе-мы Raspbian.

Программная платформа, помимо ОС Raspbian Linux, включает в себя SSH-сервер, предназначенный для администрирования операционной системы и веб-сервер Lighhtpd.

Lighttp-сервер выбран по причине того, что он поддерживает автоматическую балансировку нагрузки, сжатие отдаваемого содержимого, HTTP-аутентифи-кацию, а также поддерживает интерфейсы CGI, FastCGI, что позволяет использовать приложения, написанные на языках программирования, таких как Python. В нашем случае, последнее обстоятельство является очень важным, так как РП ЭКУД использует сервисы, написанные на языке программирования Python, например, такие как аутентификация, доступ к данным, аналитика и другие.

Рис. 2. Конфигурация реализации учебной (образовательной) программы с использованием АПК на базе Raspberry Pi

0201000002020153320100000202010000

запрос + Td(J1K]

API REST

ответ с данными

Сервер

веб-сервер lighttpd

■у

Запрос файлй

. Логинежнй кюнгеЙ№р{Л<)

Устройства пользователей

Dist

j l_ html , ess - linages I —JavaScript ; l—'json

Запрос * У* относится к диначичесвдму Ч4 контенту?

Клиент

Рис. 3. Архитектура доставки контента ЭКУД с сервера

Саш ЭКУД - это всего лишь «логические» контейнеры, вмещающие программные компоненты и содержательную часть учебных дисциплин. Каждый логический контейнерсодержит статический идинамический контентыЭКУДпо одной учебной дисциплине и программно никак не зависит от других логических контейнеров. Такой подход демонстрирует рисунок 3.

Исаклькуя воз1ножносчьнетачининнстеконтейнемовДруг он друга,ддо-граммные компоненты, которые они содержат, могут иметь индивидуальные на-сччейии.учиоьднющиедсебонтости исподьзнемычоиентнкнх мччеодств кчнт ных пользователей РП ЭКУД (ноутбуки, планшеты, смартфоны).

Под логический контейнер отводится 1ГБ на карте памяти Raspberry Pi. Та-кимкЫымзтм.на керне памяти объемом 16 ГБ томне еаимесоидь дтЛ-агатн ских контейнеров, содержащих ЭКУД. Несомненным преимуществом Raspberry

Pi является возможность легкой замены карты памяти на другую, и подключение внешних накопителей через USB-порт. Это дает возможность использовать лю-быедругие конфигурацииРПЭКУД.

Таким образом, в статье продемонстрировано как можно при реализации конкретной образовательной программы в условиях ВУЗа решить задачу донесения образовательного контента высокого качества в предельно интересной и информативной оболочке, по стоимости гораздо меньше существующей.

Благодаря низкой начальной стоимости, низких ожидаемых затрат на техническое обслуживание, низкому энергопотреблению и возможности использования программного обеспечения с открытым исходным кодом Raspberry Pi отлично подходит для образовательных проектов подобных представленному в статье.

Библиографический список

1. Авксентьева Е.Ю.Инфраструктураоблачныхвычисленийдляэлектронногообучения. Современноеобразование:традициииинновации.2016;3:55-61.

2. Клепман М. Высоконагруженные приложения. Программирование, масштабирование, поддержка. Санкт-Петербург: Питер, 2018.

3. Фрэнкс Б. Революция в аналитике: как в эпоху Dig Data улучшить ваш бизнес с помощью операционной аналитики. Перевод с анл. Москва: Альпина Паблишер, 2016.

4. Саймон Монк. Raspberry Pi сборник рецептов: решение программных и аппаратных задач. 2-е изд.: Перевод с английского. Санкт-Петербург: ООО «Альфа-книга», 2017.

5. LMSlist: Обзоры систем дистанционного обучения. Available at: https://lmslist.ru/sdo/

6. OpenFogConsortium. Available at: https://www.openfogconsortium.org

References

1. Avksent'eva E.Yu. Infrastruktura oblachnyh vychislenij dlya 'elektronnogo obucheniya. Sovremennoe obrazovanie: tradicii i innovacii. 2016; 3: 55 - 61.

2. Klepman M. Vysokonagruzhennye prilozheniya. Programmirovanie, masshtabirovanie, podderzhka. Sankt-Peterburg: Piter, 2018.

3. Fr'enksB. Revolyuciyav analitike: kakv'epohu Dig Data uluchshit' vash biznes s pomosch'yu operacionnoj analitiki. Perevod s anl. Moskva: Al'pina Pablisher, 2016.

4. Sajmon Monk. Raspberry Pi sbornik receptov: reshenie programmnyh i apparatnyh zadach. 2-e izd.: Perevod s anglijskogo. Sankt-Peterburg: oOo «Al'fa-kniga», 2017.

5. LMSlist:Obzory sistemdistancionnogoobucheniya. Available at:https://lmslist.ru/sdo/

6. OpenFog Consortium. Available at: https://www.openfogconsortium.org

Статья поступила в редакцию 21.01.19

УДК 378

Bekova M.R., senior teacher, Department of Pedagogy and Psychology, Ingush State University (Magas, Russia), E-mail: Bekovama@mail.ru

REFLECTIVE POSITION OF THE TEACHER-PSYCHOLOGIST AS A PHILOSOPHICAL AND PSYCHOLOGICAL-PEDAGOGICAL PROBLEM. The article considers the reflective position of a pedagogue-psychologist as a philosophical and psychological-pedagogical problem. The reflexive position is correlated with the form and type of theoretical activity of an individual, which is aimed at understanding own actions, self-monitoring activity, self-awareness, revealing the specifics of the spiritual world of the personality of the teacher of the psychologist, understanding of his assessment of his actions by others. Thus, pedagogy lets understand the reflection of the reality which gives an experience of personal understanding of your own professional background. The reflection seems to slow down the process of life and gives an opportunity to take such position in life that would help to work out a corresponding attitude to life. Key words: reflection, reflexivity, reflective attitude, teacher-psychologist, future teacher.

М.Р. Бекова, ст. преп. каф. педагогики и психологии, ФГБОУ ВО «Ингушский государственный университет», г. Магас E-mail: Bekovama@mail.ru

07968268

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.