Индивидуальные вычисления

В контексте образования « вычисление один на один» (иногда сокращенно « 1:1 ») относится к академическим учреждениям, таким как школы или колледжи, которые позволяют каждому зачисленному учащемуся использовать электронное устройство для доступа в Интернет. цифровые учебные материалы и цифровые учебники . Эта концепция активно изучалась и спорадически реализовывалась с конца 1990-х годов. Индивидуальные вычисления раньше противопоставлялись политике « принеси свое собственное устройство » (BYOD), которая поощряет или требует от учащихся использовать в классе свои собственные ноутбуки, смартфоны или другие электронные устройства. Различие между BYOD и устройствами, выдаваемыми школами, стало размытым, когда многие школы начали рекомендовать родителям покупать устройства (примеры iPad и Chromebook используются в школах в соотношении 1:1, но за них платят родители, могут быть аналогичные доказательства для другие устройства). Термин «вычисления 1:1» в образовании теперь переопределен в ситуации, когда учащиеся имеют доступ к индивидуальному устройству, которое используется в обучении в качестве инструмента обучения. Исторически программы были сосредоточены вокруг следующих устройств:

• Ноутбуки (Windows и Mac) 1990-2010 гг.
• iPad (с некоторыми конкурирующими устройствами Android и Windows), 2010–2014 гг.
• Chromebook (с 2015 г. по настоящее время) (с конкурирующими iPad + клавиатурой и другими ноутбуками и планшетными компьютерами).

Уровни

Уровень образования будет влиять на тип внедрения посредством таких факторов, как готовность пользователей, бюджет, ожидаемые преимущества и рентабельность.

• Среди молодых студентов iPad и конкурирующие устройства остаются очень популярными, но не всегда 1:1. Многие более богатые школы предоставляют каждому ученику iPad, которым он может пользоваться в течение всего учебного года.
• Для студентов, которым нужно больше печатать, наиболее распространены Chromebook. Средние и старшие школы и, в некоторой степени, колледжи являются покупателями Chromebook.
• Для зрелых/взрослых студентов высших учебных заведений наиболее часто используется подход BYOD. Учреждения предоставляют Wi-Fi и доступ к LMS через Интернет. Однако Chromebook можно найти во многих библиотеках.

Преимущества

Кажется, существует консенсус в отношении того, что доступность устройств 1:1 повышает их полезность. Необходимость совместного использования устройств снижает их образовательную эффективность из-за снижения интенсивности и продолжительности обучения, а также дополнительного времени, затрачиваемого на управление файлами, управление конфигурацией, управление устройствами и их распространение.

До появления облачных вычислений основные преимущества касались доступа к устройствам. По мере развития облачных вычислений сотрудничество, снижение затрат, отказ от бумажных документов и навыки 21-го века стали уделять все больше внимания. Исследование Red включало в себя 1:1 и сотрудничество в своих ключевых результатах исследования. Индивидуальные вычисления предлагают преимущества равного доступа, стандартизации, простых обновлений, простого сетевого взаимодействия и возможности отслеживать прогресс учащихся и поведение в Интернете. По этим причинам индивидуальные вычисления являются важной частью образовательной политики во многих странах. Эти льготы также лежат в основе индивидуальной модели « Один ноутбук на ребенка » (OLPC) — благотворительной организации, целью которой является раздача электронных устройств миллионам детей в развивающихся странах. С ростом подключения к Интернету возможность использовать облачные вычисления для передачи данных и администрирования с устройств на облачные вычисления устранила необходимость значительной части технической поддержки со стороны учителя.

Конечные академические преимущества индивидуального обучения, если таковые имеются, неясны. Они могут быть разными для разных эпох 1:1.

В эпоху ноутбуков ноутбуки часто использовались как дополнение к устоявшемуся обучению. Их ограниченное использование усилило сомнения в их образовательной ценности и в том, стоят ли инвестиции высоких затрат на техническое обслуживание. Согласно исследованию, опубликованному Бостонским колледжем, образовательная ценность соотношения 1:1 в эпоху ноутбуков зависела от классного учителя. Некоторые школы даже постепенно свернули свои индивидуальные программы, поскольку, согласно статье 2007 года, не было никаких доказательств академических успехов. (Однако: обратите внимание, что округ, упомянутый в статье, выступил с инициативой Chromebook 1:1 в апреле 2017 года. )

Другие исследования показали некоторый прогресс по конкретным предметам, особенно в написании оценок, который коррелирует с использованием школьных ноутбуков. Широкий диапазон результатов для программ 1:1 означает, что нет единого мнения об их преимуществах и недостатках.

В эпоху iPad возросло распространение iPad (и аналогичных планшетов) в школах и, как следствие, увеличилось количество программ 1:1 в школах. По мере публикации все большего количества исследований об образовательной ценности и методологиях реализации программ 1:1 становилось доступным все больше и больше приложений и инструментов, ориентированных на образование.

Популярность была основана на их сенсорных экранах, хорошем времени автономной работы и доступности приложений, а также на их общем имидже бренда и сравнительной простоте использования по сравнению с ноутбуками/настольными компьютерами.

Эпоха Chromebook имела несколько основных факторов успеха (некоторые из них также часто использовались в школах с использованием iPad 1:1).

1. Очень портативный: маленькие ноутбуки, легкие.
2. автоматическое обновление устройств. Уменьшение необходимости управления устройствами и необходимости ожидания во время обновления.
3. Быстрый запуск/почти мгновенное пробуждение из сна.
4. Время автономной работы (хорошего школьного дня)
5. Действительно аппаратно-независимый. Резервные копии файлов и конфигурации доступны в любое время, в любом месте и в любом месте. Это позволило распространять образовательный контент. Это также позволило иметь запас запасных хромбуков. Если студент вошел в систему под своей учетной записью, все работало безупречно. В iPad и ПК хранится много информации о конфигурации устройств, что затрудняет или делает невозможным быструю замену.
6. Наличие общего программного обеспечения для повышения производительности, основанного на облаке. Это позволило вести заметки, отказавшись от бумаги.
7. Низкая стоимость (по сравнению с iPad и ноутбуками) как при покупке, так и при эксплуатационных расходах/обслуживании (т. е. стоимость владения).
8. Повышенное внимание к профессиональному развитию и внедрению использования 1:1 в преподавании различных предметов.
9. Повышенное участие заинтересованных сторон, таких как родители и школьные советы, из-за стоимости Wi-Fi, растущей тенденции использовать устройства дома и повышения осведомленности о процессах ремонта, страхования, временной замены и т. д.
10. Более широкое использование в оценивании и тестах.
11. Расширение сотрудничества, самостоятельное обучение, обучение на основе запросов

Поскольку компьютерные программы 1:1 могут иметь множество целей, от улучшения результатов обучения до повышения равенства, и связаны с таким широким спектром методов обучения, также трудно судить об их общем успехе или ценности. Одним из заметных преимуществ, которое было задокументировано и исследовано, является потенциальная возможность компьютерных инициатив 1:1 для поддержки использования открытых образовательных ресурсов (OER) , доступных в цифровой форме, для повсеместного доступа учащихся.

Недостатки

Недостатки соотношения 1:1 являются спорными, но существуют общие возражения против увеличения «экранного времени», когда личная жизнь детей также требует значительного экранного времени. Могут возникнуть психологические и/или физические недостатки, как и в случае с любой технологией, в том числе замененной (бумага, краска, ношение большего количества книг).

Хотя устройства не вызывают привыкания, некоторые приложения могут вызывать привыкание. Также можно возразить против возможного эффекта воздействия излучения экранов и Wi-Fi. Как указано в разделе «Преимущества», не существует общего согласия относительно научных данных об эффективности. В такой новой области, как 1:1, когда используемые технологии претерпели серьезные изменения, может потребоваться время, чтобы появились и согласовали четкие закономерности.

Сама стоимость может быть недостатком. Школы и округа в районах с низкими доходами и высоким уровнем бездомности утверждают, что программы Chromebook имеют более высокие показатели возврата, чем бумажные для домашних заданий. Другие недостатки могут быть связаны с устойчивостью инфраструктуры. В настоящее время стоимость суммы всех запасных частей для одного Chromebook превышает стоимость Chromebook, полученного благодаря оптовой скидке школьного округа. Это привело к тому, что школьные округа перешли от традиционной модели ремонта к использованию Chromebook как одноразового устройства. Еще одним недостатком является необходимость обеспечения надежности в будущем. До недавнего времени, до усовершенствования технологии аккумуляторов, ноутбуки в основном служили непереносными устройствами. Многие проблемы с компонентами, такие как проблемы с аккумулятором и кабелями, связанные с ноутбуками, распространились и на модель Chromebook. Это проблема из-за того, что Chromebook обычно распространяется в гораздо большем количестве. Это создает риск прерывания обучения, который необходимо преодолеть.

Затраты

Программа «один на один» требует значительных институциональных инвестиций. Помимо стоимости приобретения устройств, стоимость владения немаловажна и может включать подключение/Wi-Fi, зарядные устройства/кадди, внедрение, обучение, лицензирование программного обеспечения, мониторинг, безопасность, обновления и обслуживание. Таким образом, общее соотношение затрат и выгод модели «один к одному» не ясно. Помимо технических затрат, изменение самого преподавания является трудоемким и может потребовать профессионального развития, лицензирования, переписывания материалов, пересмотра планов уроков.

Существует несколько методологий, обеспечивающих участие всех заинтересованных сторон и ответственное принятие/внедрение. Например, программа 1:1 государственных школ Натика (Массачусетс) имеет «красный» логотип, указывающий, что это район проекта Red Signature. что указывает на то, что они следовали методологии Red, а также логотип Apple Distinguished District (у таких конкурентов, как Google и Microsoft, есть свои собственные программы признания). Если посмотреть на документы, они увеличили количество Chromebook и имеют зрелые процессы планирования, включая сотрудничество с исследованиями Бостонского колледжа.

Поскольку стоимость интернет-услуг и плата за передачу данных падают, скорость и доступность Wi-Fi возросли до такой степени, что они больше не являются ограничивающим фактором для пользователей Chromebook и других устройств, используемых в образовании.

Последние события

Программы Chromebook, базирующиеся в США, возможно, показали изменения в экономике программ 1:1. Хотя программы 1:1 требуют лучшего Wi-Fi чем предыдущие программы, они используют ChromeOS, который автоматически обновляется и исправляет в фоновом режиме (снижая затраты на обслуживание). Закупочные цены Chromebook были существенно ниже, чем у конкурирующих устройств. Согласно исследованию IDC, затраты на техническое обслуживание были значительно ниже. Поскольку аккумуляторов Chromebook легко хватает на целый день, школы экспериментировали с тем, чтобы учащиеся заряжали их дома и держали запасной запас только в школе (для неисправных, забытых и разряженных Chromebook), что уменьшило потребность в зарядном оборудовании/тележках. . GAM (Управление учетными записями Google) взимала плату за лицензирование, но это могло бы устранить необходимость в других решениях MDM (Управление мобильными устройствами) и других решениях безопасности на уровне ниже, чем веб-аутентификация. Некоторые школы также экспериментировали с родителями, владеющими устройствами (и платящими за них). Наличие менее дорогостоящего оборудования на объекте также могло бы помочь сэкономить на страховке, а помещения могли бы стать доступными для других целей. 1:1 также позволил отказаться от использования бумаги (т.е. издатели предоставили более дешевые цифровые версии учебных материалов) и снизить затраты на используемую бумагу/принтеры. На данный момент об этом не известно никаких серьезных исследований. Но отдельные школы опубликовали данные о расходах и экономии. Использование программного обеспечения Google-Classroom и пакета G Suite в целом сыграло важную роль в переходе на безбумажный формат обучения. Это позволило в электронном виде сдавать, оценивать и возвращать проекты группам студентов. Microsoft пытается скопировать функциональность классной комнаты в своем O365 для образования.

Проект Сейбал, Уругвай, 2007 г.

В период с 2007 по 2016 год Project Ceibal был самой успешной программой 1:1 в мире. Он включал право на подключение к Интернету в школе, а также дома, помимо права иметь компьютер. «С момента его реализации каждому ребенку, поступающему в систему государственного образования в любой части страны, предоставляется компьютер для личного пользования с бесплатным доступом в Интернет. Связь в школе Кроме того, Plan Ceibal предоставляет программы, образовательные ресурсы и курсы подготовки учителей, которые меняют способы преподавания и обучения». В указе 2007 года были указаны желаемые результаты: «1.2.3. ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ: Охватить 100% детей школьного возраста в течение 3 лет подключением к Интернету в своих школах, как и дома». К 2009 году все 300 000 учащихся были оснащены оборудованием, а во всех школах был Wi-Fi. К 2013 году в CREA было добавлено использование Google-диска и приложений, а к 2015 году 95% городских школ имели оптоволоконную связь. К 2016 году к доступному оборудованию добавились Chromebook. По данным statcounter, поскольку исходное оборудование было основано на Fedora, Уругвай уже много лет удерживает первое место по распространению Linux.

Недавнее массовое внедрение в американских школах

Программы 1:1 в школах США набрали серьезный оборот где-то в 2016/2017 году. В феврале 2017 года журнал edtechmagazine сообщил, что более 50% учителей сообщили об использовании вычислений 1:1. В марте 2017 года компания Futuresource сообщила, что доля Chromebook на рынке образования в США составляет 58%. Об успехе Chromebook в образовании сообщила The New York Times в мае 2017 года. Этим и объясняется успех: «Это стало руководством Google по маркетингу в сфере образования: привлечь школьных чиновников с помощью простых в использовании и экономящих деньги услуг. Затем привлечь школы к маркетингу среди других школ, поддерживая первых последователей как передовых мыслителей среди своих сверстников».

В июне 2017 года сообщалось, что CMS-округ участвует в программе 1:1 для 150 000 Chromebook. Похоже, что программы Chromebook 1:1 стали очень популярными благодаря внедрению и пропаганде со стороны энтузиастов-пользователей в школах. В качестве влиятельных лиц чаще всего упоминаются пригороды Чикаго. Лейден в округе 212 имеет на своей главной странице Доктор Ник Поляк говорит: «Более 2000 преподавателей со всей страны посетили Лейден, чтобы узнать о преподавании и обучении в эпоху цифровых технологий». что явно относится к его программе 1:1. История лейденской программы 1:1 подробно описана в статье 2014 года «Сколько администраторов нужно, чтобы округ вышел на связь один на один». Итак, есть свидетельства того, что успешные школы действительно указывают другим путь.

Первоначальная легитимация образования 1:1 могла быть основана на исследованиях Красной группы (в основном финансируемых Intel). результаты которого описывают потенциал преобразования образования: «Наши результаты показывают, что школы, в которых соотношение учащихся к компьютеру составляет 1:1 и ключевые факторы внедрения, превосходят другие школы и открывают значительные возможности для повышения окупаемости инвестиций в образование (ROI) за счет трансформации преподавания и обучения» . Влияние изменений в преподавании также подчеркивается в академических кругах, например: «Chromebook и группа продуктов G Suite, таких как Google Search, Gmail и Google Docs, быстро распространились в американских школах за последние 5 лет. устройства Chromebook-to-one и повсеместное использование программных продуктов Google в американском образовании невозможно переоценить». Apple также продвигает свои собственные программы для iPad 1:1, и есть некоторые признаки распространения ее программного обеспечения для «классов» и iPad, например, в Сан-Бернардино. Другими странами, где программы 1:1 успешны, являются Швеция, Новая Зеландия (обе упомянуты в статье New York Times , упомянутой выше). ).

Дальнейшее чтение

• Бебелл, Д.; О'Двайер, LM (январь 2010 г.). «Результаты образования и исследования в условиях вычислений 1:1» (PDF) . Журнал технологий, обучения и оценки . 9 (1). Архивировано из оригинала (PDF) 20 апреля 2015 года.
• Кубин, Л. (2006). «Кубинская статья: у революции ноутбуков нет одежды» . Неделя образования . 26 (8). Архивировано из оригинала 11 мая 2013 года.
• Граймс, Д.; Варшауэр, М. (2008). «Обучение с помощью ноутбуков: пример применения нескольких методов» (PDF) . Журнал образовательных компьютерных исследований . 38 (3): 305–332. дои : 10.2190/ec.38.3.d . S2CID   62644496 . Архивировано из оригинала (PDF) 1 августа 2013 года . Проверено 9 ноября 2013 г.
• Жайе, А. (2004). «Что происходит с портативными компьютерами в школах?». Журнал научного образования и технологий . 13 (1): 115–128. Бибкод : 2004JSEdT..13..115J . doi : 10.1023/b:jost.0000019644.31745.9e . S2CID   56813377 .
• Ленгель, Джеймс (май 2016 г.). Образование 1.2.1: Как лучше всего предоставить устройство каждому учащемуся (изд. 1.0). iBooks. п. 225 . Проверено 14 июня 2016 г.
• Макнайт, Кэтрин; О'Мэлли, Кимберли; Ружич, Роксана; Хорсли, Мария Келли; Фрэни, Джон Дж.; Бассетт, Кэтрин (2 июля 2016 г.). «Преподавание в эпоху цифровых технологий: как преподаватели используют технологии для улучшения обучения учащихся». Журнал исследований технологий в образовании . 48 (3): 194–211. дои : 10.1080/15391523.2016.1175856 . ISSN   1539-1523 . S2CID   63967439 .
• Харпер, Бен; Мильман, Натали Б. (2 апреля 2016 г.). «Технология индивидуального обучения в классах K – 12: обзор литературы с 2004 по 2014 год». Журнал исследований технологий в образовании . 48 (2): 129–142. дои : 10.1080/15391523.2016.1146564 . ISSN   1539-1523 . S2CID   146838456 .
• Пенуэль, WR (2006). «Реализация и эффекты индивидуальных вычислительных инициатив: синтез исследований». Журнал исследований технологий в образовании . 38 (3): 329–348. дои : 10.1080/15391523.2006.10782463 . S2CID   61728835 .
• Сильвернейл, ДЛ; Пинкхэм, К.; Винтл, С.; Уокер, Л.; Бартлетт, К. (август 2011 г.). «Программа индивидуального использования ноутбуков в средней школе: опыт штата Мэн» (PDF) . Университет Южного Мэна . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 7 сентября 2015 г.
• Цукер, А.; Лайт, Д. (2009). «Программы для ноутбуков для студентов». Наука . 323 (5910): 82–85. Бибкод : 2009Sci...323...82Z . дои : 10.1126/science.1167705 . ПМИД   19119224 . S2CID   206517139 .