Oktatás felhőben: egy új oktatási modell bevezetése

Átírás

1 Oktatás felhőben: egy új oktatási modell bevezetése Kocsis Imre, Dr. Pataricza András, Huszerl Gábor, Izsó Benedek, Szatmári Zoltán, Tóth Áron, Dr. Varró Dániel, Vörös András TEMPUS STEM workshop Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

2 BME MIT Hibatűrő Rsz. Kutatócsoport Szoftvertervezés Üzleti folyamatok és alkalmazások Kritikus beágyazott rendszerek IT szolgáltatásmenedzsment

3 Felhő alapú oktatás ~2006 óta: cloud computing kutatás és K+F o Modellvezérelt automatizáció o Méréstechnika, benchmarkolás o Teljesítmény és rendelkezésreállás 2012: 1. Int. IBM Cloud Academy Conference o Apache Virtual Computing Lab kísérleti környezet egy hónap múlva 2014: 200+ hallgató egy félévben 3

4 TEMPUS STEM díj Inf. technológiák laboratórium 2. felhősítése Felhő a felsőoktatásban: új oktatási modellek Didaktikai adaptáció Tapasztalatok 4

5 A műhely ütemezése Klasszikus számítógéplaborok problémái Felhő alapú laborok: Apache VCL 20 perc Interaktív demo 15 perc Bevezetési és oktatási tapasztalatok Gondolatébresztő 25 perc Kérdések és válaszok, műhelybeszélgetés 30 perc 5

6 Klasszikus számítógéplaborok problémái

7 Klasszikus számítógéplaborok

8 Klasszikus számítógéplaborok Laborfoglalkozás Készülés Beugró Vezetett gyakorlat Jegyzőkönyv Felkészülés Önálló munka (foglalással) Értékelés Házi feladat / önálló labor 8

9 Korlátos erőforrások Oktatási környezet: előre konfigurált, erőforrásigényes, licenszelt elemek, komplex Oktató: eszközismeret, szaktudás, alk. tapasztalat, oktatási gyakorlat Nagy létszámú, gyakorlatorientált (BSc) képzés? 9

10 Klasszikus laborgyakorlatok Időben/helyben kötött o Erőforrások korlátosak 1. Oktató idejét nem hatékonyan használja o Hova kell kattintani 2. Maradványidő: problémamegoldásra kevés o Tudás, megértés alkalmazás, elemzés, szintézis 3. Időkorlát: zsákutcákat, újratervezést bünteti 10

11 Kihasználtság, laborfenntartás költségei Nem használt labor, PC és SW licensz nem termel Egyetemi számítógép-laboratórium: nem váltja ki min. a tanszéki szintet Avulás: 3-5 év o Új eszközök beszerzése? Területhasználat, rendszergazda, munkatársak, licenszek 11

12 Oktatási felhő alapú laborok: Apache Virtual Computing Lab

13 Apache Virtual Computing Lab (VCL) Nyílt forráskódú, ingyenes felsőoktatási felhő platform Laborgépek : adatközpontban futnak, virtualizálva Hozzáférés: hálózaton/interneten keresztül o távoli asztal (remote desktop) et al. Önkiszolgáló webfelület 13

14 Műszaki kitérő: virtualizáció Egy (erősebb) hardveren több gép o Pl. egy szerveren sok független Windows példány Mesterképből példányok Egyszerű leállítás/indítás o Használat után megsemmisül Távoli hálózati hozzáférés o Op. rendszerekbe beépített 14

15 Oktatási felhő alapú laborgyakorlatok Virtuális gépek virtualizált adatközpont Apache VCL... Laborkörnyezetpéldányok: az igények szerint Távoli kliens Internet Akárhonnan, akármikor, akármivel Foglalás Kapcsolódás Távoli asztal vagy terminál-kapcsolat Felhasználó: egyszerű folyamat! 15

16 Akárhonnan, akármikor, akármivel? Hálózati hozzáférés tanterem, kollégium, otthon Kiszolgáló alapú: tetszőleges időben A kliens lehet bármi, ami kapcsolódni képes o A virtuális gép eközben lehet tetszőlegesen erős 16

17 Akárhonnan, akármikor, akármivel? MS kliens Google Play-ről 17

18 A felhő mögött rejtve 18

19 DEMO VCL használata Segédfóliák: Közös, élő eszközbejárás hallgatói nézetből o Bejelentkezés, foglalás o Kapcsolódás o Két géptípus megtekintése Fejlesztőkörnyezet Adatelemzési környezet Oktatói image capture élő bemutatása o ha az idő engedi 19

20 Hibatűrő Rendszerek Kutatócsoport VCL bevezetési tapasztalatok

21 21

22 Elméleti tantárgyak Oktatási struktúránk o Tudás megszerzése és megértése Laboratóriumok o Mérnöki munka során előforduló valós, gyakorlati, konstruktív feladatok o Alkalmazási-, elemzési- és szintézis-kompetencia

23 VCL bevezetési pontok az oktatásunkban Órarendi laborfoglalkozás helyett o Felhőben foglalt laborkörnyezet biztosítása o Laborfeladatok rugalmas keretek közötti elvégzése Gyakorlati házi feladatok otthoni környezetben való elkészítése helyett o Felhőben foglalt fejlesztőkörnyezet (programozói környezet) alkalmazása 23

24 Változások hallgatói oldalról Rugalmas időbeosztás o Kötött, dedikált időben tartott órarendi óra helyett Tetszőleges időben elvégezhető a munka Megszakítható és később folytatható a feladat Rugalmas feladatmegoldás o Vezetett, lineáris mérés helyett Önálló problémamegoldási lehetőségek Teret enged a kitérőknek, próbálkozásoknak Nagyobb az elakadás veszélye

25 Változások hallgatói oldalról Tágabb időkeret o Rövid órarendi időtartam helyett Hallgatói igényekhez illeszkedő időtartam Elért eredmények elemzési lehetősége Idő jut a pedagógiai szempontból értékes zsákutcákra Idő jut a (jellemzően internetes) forráskeresésre, tudáskiegészítésre 25

26 Változások oktatói oldalról Új kommunikációs csatornák o Személyes kontaktórák helyett Konzultációs lehetőségek Gyakori kérdések és válaszok (Q2A) jellegű weboldal Új számonkérési módszer o Mérési jegyzőkönyv készítés mellett Személyes szóbeli beszámoló Kisebb gyakorlati feladatok elvégzése 26

27 Változások oktatói oldalról Módosuló feladatsorok o Lineáris felépítésű, vezetett laboratórium helyett Csökkenő függőségek a feladatmodulok között Virtuális környezetek kialakítása o Korábbi labor számítógépen futó környezet kialakítás helyett Virtuális számítógépek (környezetek) kialakítása Párhuzamosan több különböző környezet biztosítása 27

28 2013 tavaszi félév ITLab1-MIT1 IRF-Win8 IRF-WS

29 2013 őszi félév ITLab-2 MIT2 ITLab-2 MIT1 REMO

30 Tapasztalatok, státusz 4 kurzus sikeres támogatása o Laborfoglalkozások, amiket máshogy meg sem tudtunk volna oldani Informatika oktatásban még a szokásosnál komplexebb elvárásoknak is megfelelt Hallgatói visszajelzések o Első, bevezetési félév végén o Hallgatói kérdőív o 163 fős minta 30

31 Hallgatói visszajelzések MELYIK MEGKÖZELÍTÉST TARTJA HATÉKONYABBNAK A TÁRGY MIT1 MÉRÉSE ESETÉN? (-3: Inkább a kontakt óra, 3: Inkább a virtuális labor) 31

32 Hallgatói visszajelzések MELYIK FORMÁT VÁLASZTANÁ A LABOR ELVÉGZÉSÉRE? 20% Tantermi gyakorlat, otthoni jegyzőkönyv írás Felhő alapú labor, otthoni munka 80% 32

33 Hallgatói visszajelzések Összbenyomás 33

34 Hallgatói visszajelzések 35 HÁNY ÓRÁT FORDÍTOTT A LABOR ELVÉGZÉSÉRE A BEADÁS ELŐTT? HÁNY ÓRÁT FORDÍTOTT A LABOR ELVÉGZÉSÉRE A BEADÁS ELŐTT? 34

35 További kapcsolódó információk Szélesebb körű bevezetés is sikeresen lezajlott o Nem nagyon volt más út a növekvő hallgatói létszám miatt o Gyűlnek a sikeres oktatási tapasztalatok 2013 ősz: VCL boot camp o Főleg technológiai kérdések és kapcsolatépítés 35

36 Gondolatébresztő

37 Több száz kurzus VCL az NC State-en Nem irodai szoftverekre, hanem ami o Erőforrásigényes o Csak intézményként licenszelhető költséghatékonyan Feltételezés: PC-je ~mindenkinek van Desktop extension 37

38 NC State: tipikus alkalmazások Nagyon széles STEM felh. kör: MAPLE, Mathematica STEM, társ. tud., üzleti képzés: SAS, SPSS, Stata Digitális bölcsészet (digital humanities): SPSS + AMOS Társ. tud., agrárképzés, állatorvosi tud.: ArcGIS o Központi könyvtár oktatja is + adatbázisok Pl. informatika-képzés: eldobható Linux környezetek Speciális eszközök: Cadence, Comsol, Matlab, SolidWorks, AutoCAD, + PhD munkák és kutatások igényei 38

39 Osztott használat Szék és asztal, licenszek, mintakörnyezetek, nyers gépidő Oktatási modelleink? Labor: ide kattints Saját gép + környezetépítés Helyhez és oktatóhoz kötött laborok Új lehetőségek Távoktatás és ipari képzés Projektek Ipari oktatási anyagok hosztolása

40 Egyértelmű előnyök Erőforrás-központosítás Statisztikai multiplexálás Központi mintakép-kezelés Újrakonfigurálhatóság Önkiszolgáló funkciók

41 Hosszú távon: hibrid modell A klasszikus modell a legdrágább! Költség-kalkulátor fejlesztés alatt (ICACON 2014)