Помощь студентам в учебе
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ МАШИН В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО- ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ВУЗА
|
Реферат
Введение 4
1 Виртуальные машины: сущность, назначение, применение 13
1.1 Понятие виртуальной машины 13
1.2 Понятие виртуализации 21
1.3 Место и роль виртуальных машин в образовательном процессе 27
1.4 Анализ программных решений платформ виртуализации и их
применение 33
1.4.1 Обзор наиболее известных виртуальных машин 33
1.4.2 Обзор технологии организации виртуальных рабочих столов 38
1.4.3 Обзор программных решений технологии виртуальных рабочих
столов 42
Выводы по 1 главе 47
2 Методика использования виртуальных машин в образовательном
процессе профессионально-педагогического вуза 48
2.1 Педагогические принципы внедрения виртуальных машин в
образовательный процесс 48
2.2 Результаты опытно-поисковой работы 56
2.2.1 Обзор VMware Horizon View 56
2.2.2 Основные преимущества использования VMware Horizon View
перед персональными компьютерами 61
2.2.3 Основы внедрения инфраструктуры виртуальных рабочих столов
в образовательный процесс 65
Выводы по 2 главе 77
Заключение 79
Список использованных источников 81
Приложение 1
Приложение 2 93
Введение 4
1 Виртуальные машины: сущность, назначение, применение 13
1.1 Понятие виртуальной машины 13
1.2 Понятие виртуализации 21
1.3 Место и роль виртуальных машин в образовательном процессе 27
1.4 Анализ программных решений платформ виртуализации и их
применение 33
1.4.1 Обзор наиболее известных виртуальных машин 33
1.4.2 Обзор технологии организации виртуальных рабочих столов 38
1.4.3 Обзор программных решений технологии виртуальных рабочих
столов 42
Выводы по 1 главе 47
2 Методика использования виртуальных машин в образовательном
процессе профессионально-педагогического вуза 48
2.1 Педагогические принципы внедрения виртуальных машин в
образовательный процесс 48
2.2 Результаты опытно-поисковой работы 56
2.2.1 Обзор VMware Horizon View 56
2.2.2 Основные преимущества использования VMware Horizon View
перед персональными компьютерами 61
2.2.3 Основы внедрения инфраструктуры виртуальных рабочих столов
в образовательный процесс 65
Выводы по 2 главе 77
Заключение 79
Список использованных источников 81
Приложение 1
Приложение 2 93
В современном образовательном процессе, связанном с использованием информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании, большое внимание уделяется безопасности - т. е. безопасной эксплуатации персонального компьютера обучающимися. Имеется в виду то, что обучающийся по неопытности или в силу ненадлежащего выполнения работы может нанести вред операционной системе и компьютеру в целом [18].
Использование виртуальных машин в образовательном процессе призваны защитить компьютер и операционную систему от вреда, так как виртуальная машина изолирована от реальной операционной системы. При выполнении любых действий с виртуальной машиной работоспособность реального компьютера не изменится.
Также существует проблема версий программного обеспечения и совместимости их с операционными системами. В образовательном процессе не всегда используются новейшие версии программных продуктов, что связано с развитием информационных технологий и использование морально устаревших программ становится невозможным.
Для подготовки выпускников в образовательном процессе могут использоваться некоторые программы, функционирующие в операционной системе Windows XP. Использование устаревших версий операционных систем, таких как Windows XP на современных компьютерах становится нецелесообразным.
В связи с этим возникает потребность в использовании программных средств, призванных помочь организации образовательного процесса. Виртуальные машины способны решить эту задачу.
Исходя из вышесказанного, актуальность исследования на социальнопедагогическом уровне обусловлена наличием социального заказа общества на выпускников, компетентных в области профессиональной мобильности. Главными характеристиками выпускника любого образовательного учреждения являются его компетентность и профессиональная мобильность. В настоящее время образовательный процесс требует постоянного совершенствования. Образовательная деятельность в настоящий момент тесно связана с процессом информатизации, а в силу быстрого темпа развития информационных технологий, их применение в образовательном процессе не всегда возможно своевременно осуществить. В связи с этим возникает потребность в использовании программных средств, призванных помочь организации учебного процесса. Виртуальная машина призвана «сгладить» процесс интеграции новых информационных технологий в образовательный процесс.
На научно-теоретическом уровне актуальность обусловлена недостаточностью разработки научно-методологических подходов и принципов к использованию виртуальных машин в образовательном пространстве высшей школы.
На научно-методическом уровне актуальность исследования определяется необходимостью поиска комплекса педагогических условий, обеспечивающих успешное использование виртуальных машин в образовательном процессе, и разработки научно-методического сопровождения по использованию виртуальных машин.
Ключевые понятия исследования:
Виртуализация — сокрытие настоящей реализации какого-либо процесса или объекта от истинного его представления для того, кто им пользуется.
Виртуальная машина — набор программных средств, имитирующих работу реального компьютера.
Информатизация — направленный процесс системной интеграции компьютерных средств, информационных и коммуникационных технологий с целью получения новых общесистемных свойств, позволяющих более эффективно организовать продуктивную деятельность человека.
Информатизация образования — внедрение в учреждения системы образования информационных средств, основанных на компьютерной технике, а также информационной продукции и педагогических технологий, базирующихся на этих средствах.
Профессиональная мобильность — возможность и способность успешно переключаться на другую деятельность или менять вид труда.
Предпосылки разработанности проблемы исследования. Интерес для общества и работодателя на рынке труда в настоящее время представляет специалист, владеющий универсальными и профессиональными умениями и навыками в области профессиональной мобильности.
Основные подходы к определению профессиональной мобильности и ее составляющих проанализированы А.В. Амосовой, С.Я. Батышевым, Ю.И. Калиновским, И.Д. Мацкуляк, В.Е. Томашкевичем, И.В. Удаловым и др. [57].
Условия формирования профессиональной мобильности раскрыто в трудах А.М. Ващенко, И.У. Забиров, Е.А. Иванченко, С.Е. Каплина, Л.А. Амировой, И.В. Никулиной, Л.В. Горюновой, Ю.Ю. Дворецкой, Б.М. Игошева, А.А. Никитиной, Р.Н. Примы, В.А. Сластенина, С.К. Савицкого, И.В. Шпекторенко и т. д. [57]
Влияние профессиональной мобильности на профессиональное развитие и становление профессионально успешного человека исследованы в работах С.А. Кугель, К.Р. Поппером, И.Л. Смирновой, И.Т. Фроловым и др. [57]
Анализ использования виртуальных машин в образовательном процессе, а также современные исследования в указанной области позволили выделить ряд противоречий:
• на социально-педагогическом уровне — между возросшей потребностью общества в специалистах, адекватной запросам социума и требованиям рынка труда, обеспечивающей должный уровень конкурентоспособности будущих специалистов, и недостаточной разработанностью вопросов использования виртуальных машин в образовательном процессе вуза;
• на научно-теоретическом уровне — между сложившимися на данный момент научно-теоретическими подходами к использованию виртуальных машин и необходимостью поиска новых научнометодологических принципов функционирования виртуальных машин, обеспечивающих их эффективное внедрение в образовательный процесс высшей школы;
• на научно-методическом уровне — между необходимостью создания методических рекомендаций по использованию виртуальных машин и внедрением виртуальных машин в образовательное пространство профессионально-педагогического вуза.
На основе анализа актуальности, выявленных противоречий сформулирована проблема исследования: каковы организационнопедагогические условия формирования профессиональной мобильности выпускников в области информационных технологий.
Актуальность и социальная значимость заявленной проблемы обусловили выбор темы магистерского исследования: «Использование виртуальных машин в образовательном процессе профессиональнопедагогического вуза».
Цель исследования — разработать и теоретически обосновать организационно-технические условия внедрения виртуальных машин в образовательный процесс, обеспечивающие формирование профессиональной мобильности.
Объект исследования — образовательный процесс профессиональнопедагогического вуза.
Предмет исследования — комплекс педагогических условий, обеспечивающих формирование профессиональной мобильности обучающихся.
Гипотеза исследования состоит в предположении, что использование виртуальных машин в образовательном процессе обеспечит должный уровень профессиональной мобильности выпускников, при реализации комплекса педагогических условий:
• формирование готовности преподавателя вуза к использованию виртуальных машин в образовательном процессе;
• средства обучения для специалистов в области информационных технологий по использованию виртуальных машин;
• организация внедрения виртуальных машин в образовательный процесс.
Задачи исследования:
1. Изучить состояние исследуемой проблемы в педагогической теории и практике высшей школы.
2. Обосновать научно-методологические подходы к использованию виртуальных машин в образовательном процессе высшей школы.
3. Выявить организационно-технические условия внедрения
виртуальных машин в образовательный процесс высшей школы.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют концепции профессионально-педагогического образования
(С.Я. Батышев, В.С. Леднев, Г.М. Романцев, Е.В. Ткаченко, В.А. Федоров и др.); педагогического сознания (С.А. Днепров и др.); фундаментальные разработки по дидактике (Ю.К. Бабанский, Г.Д. Бухарова, Л.Д. Старикова, В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, Н.Н. Тулькибаева, В.С. Леднев и др.); информатизации образования (К.К. Колин, А.А. Карасик, И.В. Роберт, Н.В. Ломовцева, Е.В. Чубаркова и др.); технологии образовательного процесса (П.И. Пидкасистый, Н.В. Бордовская, Г.И. Ибрагимов и др.); теории и методики обучения информатике (Л.И. Долинер, М.В. Лапчик, Е.К. Хеннер, Н.Д. Угринович и др); теории виртуальных машин (А. К. Гультяев, А. Самойленко, А. Петров и др.).
Для достижения цели исследования и проверки гипотезы использовался комплекс методов исследования: теоретические - изучение и анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической, справочноэнциклопедической литературы по проблеме исследования; обобщение и систематизация научных положений по теме исследования; педагогическое проектирование; моделирование процесса использования виртуальных машин; эмпирические - педагогическое наблюдение, обобщение педагогического опыта, беседа, анкетирование, сравнительный анализ результатов выполнения контрольных заданий студентами, анализ и обработка результатов опытно-поисковой работы с применением методов математической статистики.....
Использование виртуальных машин в образовательном процессе призваны защитить компьютер и операционную систему от вреда, так как виртуальная машина изолирована от реальной операционной системы. При выполнении любых действий с виртуальной машиной работоспособность реального компьютера не изменится.
Также существует проблема версий программного обеспечения и совместимости их с операционными системами. В образовательном процессе не всегда используются новейшие версии программных продуктов, что связано с развитием информационных технологий и использование морально устаревших программ становится невозможным.
Для подготовки выпускников в образовательном процессе могут использоваться некоторые программы, функционирующие в операционной системе Windows XP. Использование устаревших версий операционных систем, таких как Windows XP на современных компьютерах становится нецелесообразным.
В связи с этим возникает потребность в использовании программных средств, призванных помочь организации образовательного процесса. Виртуальные машины способны решить эту задачу.
Исходя из вышесказанного, актуальность исследования на социальнопедагогическом уровне обусловлена наличием социального заказа общества на выпускников, компетентных в области профессиональной мобильности. Главными характеристиками выпускника любого образовательного учреждения являются его компетентность и профессиональная мобильность. В настоящее время образовательный процесс требует постоянного совершенствования. Образовательная деятельность в настоящий момент тесно связана с процессом информатизации, а в силу быстрого темпа развития информационных технологий, их применение в образовательном процессе не всегда возможно своевременно осуществить. В связи с этим возникает потребность в использовании программных средств, призванных помочь организации учебного процесса. Виртуальная машина призвана «сгладить» процесс интеграции новых информационных технологий в образовательный процесс.
На научно-теоретическом уровне актуальность обусловлена недостаточностью разработки научно-методологических подходов и принципов к использованию виртуальных машин в образовательном пространстве высшей школы.
На научно-методическом уровне актуальность исследования определяется необходимостью поиска комплекса педагогических условий, обеспечивающих успешное использование виртуальных машин в образовательном процессе, и разработки научно-методического сопровождения по использованию виртуальных машин.
Ключевые понятия исследования:
Виртуализация — сокрытие настоящей реализации какого-либо процесса или объекта от истинного его представления для того, кто им пользуется.
Виртуальная машина — набор программных средств, имитирующих работу реального компьютера.
Информатизация — направленный процесс системной интеграции компьютерных средств, информационных и коммуникационных технологий с целью получения новых общесистемных свойств, позволяющих более эффективно организовать продуктивную деятельность человека.
Информатизация образования — внедрение в учреждения системы образования информационных средств, основанных на компьютерной технике, а также информационной продукции и педагогических технологий, базирующихся на этих средствах.
Профессиональная мобильность — возможность и способность успешно переключаться на другую деятельность или менять вид труда.
Предпосылки разработанности проблемы исследования. Интерес для общества и работодателя на рынке труда в настоящее время представляет специалист, владеющий универсальными и профессиональными умениями и навыками в области профессиональной мобильности.
Основные подходы к определению профессиональной мобильности и ее составляющих проанализированы А.В. Амосовой, С.Я. Батышевым, Ю.И. Калиновским, И.Д. Мацкуляк, В.Е. Томашкевичем, И.В. Удаловым и др. [57].
Условия формирования профессиональной мобильности раскрыто в трудах А.М. Ващенко, И.У. Забиров, Е.А. Иванченко, С.Е. Каплина, Л.А. Амировой, И.В. Никулиной, Л.В. Горюновой, Ю.Ю. Дворецкой, Б.М. Игошева, А.А. Никитиной, Р.Н. Примы, В.А. Сластенина, С.К. Савицкого, И.В. Шпекторенко и т. д. [57]
Влияние профессиональной мобильности на профессиональное развитие и становление профессионально успешного человека исследованы в работах С.А. Кугель, К.Р. Поппером, И.Л. Смирновой, И.Т. Фроловым и др. [57]
Анализ использования виртуальных машин в образовательном процессе, а также современные исследования в указанной области позволили выделить ряд противоречий:
• на социально-педагогическом уровне — между возросшей потребностью общества в специалистах, адекватной запросам социума и требованиям рынка труда, обеспечивающей должный уровень конкурентоспособности будущих специалистов, и недостаточной разработанностью вопросов использования виртуальных машин в образовательном процессе вуза;
• на научно-теоретическом уровне — между сложившимися на данный момент научно-теоретическими подходами к использованию виртуальных машин и необходимостью поиска новых научнометодологических принципов функционирования виртуальных машин, обеспечивающих их эффективное внедрение в образовательный процесс высшей школы;
• на научно-методическом уровне — между необходимостью создания методических рекомендаций по использованию виртуальных машин и внедрением виртуальных машин в образовательное пространство профессионально-педагогического вуза.
На основе анализа актуальности, выявленных противоречий сформулирована проблема исследования: каковы организационнопедагогические условия формирования профессиональной мобильности выпускников в области информационных технологий.
Актуальность и социальная значимость заявленной проблемы обусловили выбор темы магистерского исследования: «Использование виртуальных машин в образовательном процессе профессиональнопедагогического вуза».
Цель исследования — разработать и теоретически обосновать организационно-технические условия внедрения виртуальных машин в образовательный процесс, обеспечивающие формирование профессиональной мобильности.
Объект исследования — образовательный процесс профессиональнопедагогического вуза.
Предмет исследования — комплекс педагогических условий, обеспечивающих формирование профессиональной мобильности обучающихся.
Гипотеза исследования состоит в предположении, что использование виртуальных машин в образовательном процессе обеспечит должный уровень профессиональной мобильности выпускников, при реализации комплекса педагогических условий:
• формирование готовности преподавателя вуза к использованию виртуальных машин в образовательном процессе;
• средства обучения для специалистов в области информационных технологий по использованию виртуальных машин;
• организация внедрения виртуальных машин в образовательный процесс.
Задачи исследования:
1. Изучить состояние исследуемой проблемы в педагогической теории и практике высшей школы.
2. Обосновать научно-методологические подходы к использованию виртуальных машин в образовательном процессе высшей школы.
3. Выявить организационно-технические условия внедрения
виртуальных машин в образовательный процесс высшей школы.
Теоретико-методологическую основу исследования составляют концепции профессионально-педагогического образования
(С.Я. Батышев, В.С. Леднев, Г.М. Романцев, Е.В. Ткаченко, В.А. Федоров и др.); педагогического сознания (С.А. Днепров и др.); фундаментальные разработки по дидактике (Ю.К. Бабанский, Г.Д. Бухарова, Л.Д. Старикова, В.И. Загвязинский, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, П.И. Пидкасистый, Н.Н. Тулькибаева, В.С. Леднев и др.); информатизации образования (К.К. Колин, А.А. Карасик, И.В. Роберт, Н.В. Ломовцева, Е.В. Чубаркова и др.); технологии образовательного процесса (П.И. Пидкасистый, Н.В. Бордовская, Г.И. Ибрагимов и др.); теории и методики обучения информатике (Л.И. Долинер, М.В. Лапчик, Е.К. Хеннер, Н.Д. Угринович и др); теории виртуальных машин (А. К. Гультяев, А. Самойленко, А. Петров и др.).
Для достижения цели исследования и проверки гипотезы использовался комплекс методов исследования: теоретические - изучение и анализ философской, психолого-педагогической, научно-методической, справочноэнциклопедической литературы по проблеме исследования; обобщение и систематизация научных положений по теме исследования; педагогическое проектирование; моделирование процесса использования виртуальных машин; эмпирические - педагогическое наблюдение, обобщение педагогического опыта, беседа, анкетирование, сравнительный анализ результатов выполнения контрольных заданий студентами, анализ и обработка результатов опытно-поисковой работы с применением методов математической статистики.....
Внедрение информационных технологий во все сферы деятельности человека способствовало возникновению и развитию глобального процесса информатизации [23].
В современном образовательном процессе, связанным с развитием информационных технологий, актуальным становится вопрос об использовании различных видов информационных ресурсов для подготовки выпускников, конкурентоспособных на рынке труда [17].
Использование виртуальных машин позволяет существенно расширить спектр учебных задач и улучшить качество подготовки выпускников, в частности специалистов в области информационных технологий [17].
Виртуальная машина представляет собой набор программных средств, имитирующих работу реального компьютера. По сути, работа с виртуальной машиной ничем не отличается от работы с реальной, и в связи с этим создается полная иллюзия работы с реальным компьютером [15]
Одним из возможных путей значительного улучшения учебного процесса, как по содержанию, так и по качеству является внедрение в него современных информационных технологий [28].
Использование в образовательном процессе технологий виртуализации, а именно виртуальных рабочих столов или виртуальных машин, решает множество проблем, связанных, с одной стороны с материальным обеспечением образовательного учреждения и обслуживанием рабочих мест пользователей, а с другой стороны с проблемой совместимости и безопасности.
В результате анализа технологий виртуализации и их применения в контексте образовательного учреждения, я пришел к выводу, что наиболее универсальной и оптимальной технологией является инфраструктура виртуальных персональных компьютеров VDI (Virtual Desktop Infrastructure).
Таким образом, в образовательном процессе профессиональнопедагогического вуза оптимальным решением для эффективного использования компьютерной техники является технология инфраструктуры виртуальных рабочих мест VDI.
Использование виртуальных машин позволяет снизить трудозатраты на администрировании учебных компьютеров. С помощью инфраструктуры виртуальных рабочих мест (VDI) создаются полностью управляемые виртуальные машины, в которых установка и обновление приложений на все виртуальные машины значительно упрощается.
Доступ к виртуальному рабочему столу, а также к учебным материалам, может осуществляться как из учебного заведения, так и из дома, где есть доступ в интернет. При этом все документы пользователя и все его приложения будут на своих местах. Доступ к виртуальному рабочему столу извне способен реализовать механизм дистанционного обучения.
Использование виртуальных машин дает множество преимуществ, как для обучающихся в образовательных учреждениях студентов, так и для специалистов в области информационных технологий. Это и повышенная безопасность работы, и возможность тестирования программ, и возможность обучения, используя виртуальную машину в качестве среды отладки. Использование виртуальных машин обусловлено рядом причин, связанных с развитием информационных технологий, включая возросшую вычислительную мощность персональных компьютеров и серверного оборудования, а так же расширение круга задач, решаемых с помощью компьютерного оборудования [21].
В современном образовательном процессе, связанным с развитием информационных технологий, актуальным становится вопрос об использовании различных видов информационных ресурсов для подготовки выпускников, конкурентоспособных на рынке труда [17].
Использование виртуальных машин позволяет существенно расширить спектр учебных задач и улучшить качество подготовки выпускников, в частности специалистов в области информационных технологий [17].
Виртуальная машина представляет собой набор программных средств, имитирующих работу реального компьютера. По сути, работа с виртуальной машиной ничем не отличается от работы с реальной, и в связи с этим создается полная иллюзия работы с реальным компьютером [15]
Одним из возможных путей значительного улучшения учебного процесса, как по содержанию, так и по качеству является внедрение в него современных информационных технологий [28].
Использование в образовательном процессе технологий виртуализации, а именно виртуальных рабочих столов или виртуальных машин, решает множество проблем, связанных, с одной стороны с материальным обеспечением образовательного учреждения и обслуживанием рабочих мест пользователей, а с другой стороны с проблемой совместимости и безопасности.
В результате анализа технологий виртуализации и их применения в контексте образовательного учреждения, я пришел к выводу, что наиболее универсальной и оптимальной технологией является инфраструктура виртуальных персональных компьютеров VDI (Virtual Desktop Infrastructure).
Таким образом, в образовательном процессе профессиональнопедагогического вуза оптимальным решением для эффективного использования компьютерной техники является технология инфраструктуры виртуальных рабочих мест VDI.
Использование виртуальных машин позволяет снизить трудозатраты на администрировании учебных компьютеров. С помощью инфраструктуры виртуальных рабочих мест (VDI) создаются полностью управляемые виртуальные машины, в которых установка и обновление приложений на все виртуальные машины значительно упрощается.
Доступ к виртуальному рабочему столу, а также к учебным материалам, может осуществляться как из учебного заведения, так и из дома, где есть доступ в интернет. При этом все документы пользователя и все его приложения будут на своих местах. Доступ к виртуальному рабочему столу извне способен реализовать механизм дистанционного обучения.
Использование виртуальных машин дает множество преимуществ, как для обучающихся в образовательных учреждениях студентов, так и для специалистов в области информационных технологий. Это и повышенная безопасность работы, и возможность тестирования программ, и возможность обучения, используя виртуальную машину в качестве среды отладки. Использование виртуальных машин обусловлено рядом причин, связанных с развитием информационных технологий, включая возросшую вычислительную мощность персональных компьютеров и серверного оборудования, а так же расширение круга задач, решаемых с помощью компьютерного оборудования [21].
