CLOUD EDUCATIONAL RESOURCES FOR PHYSICS LEARNING RESEARCHES SUPPORT

Cover Image
Oleksandr V. Merzlykin

Abstract

The definition of cloud educational resource is given in paper. Its program and information components are characterized. The virtualization as the technological ground of transforming from traditional electronic educational resources to cloud ones is reviewed. Such levels of virtualization are described: data storage device virtualization (Data as Service), hardware virtualization (Hardware as Service), computer virtualization (Infrastructure as Service), software system virtualization (Platform as Service), «desktop» virtualization (Desktop as Service), software user interface virtualization (Software as Service). Possibilities of designing the cloud educational resources system for physics learning researches support taking into account standards of learning objects metadata (accessing via OAI-PMH protocol) and standards of learning tools interoperability (LTI) are shown. The example of integration cloud educational resources into Moodle learning management system with use of OAI-PMH and LTI is given.

Keywords

virtualization; electronic educational resources; ICT tools for physics learning researches support; learning objects metadata; learning tools interoperability; cloud technologies; cloud educational resources



References

Berners-Lee T. Information Management: A Proposal [Electronic resource] / Tim Berners-Lee. – March 1989. – Access mode : http://www.w3.org/History/1989/proposal.html.

Cailliau R. WWW and More [Electronic resource] / Robert Cailliau // From Physics to Daily Life: Applications in Informatics, Energy, and Environment / Editor : B. Bressan. – Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2014. – Access mode : https://books.google.com.ua/books?id=1PVjBAAAQBAJ.

Campbell L. M. Learning Object Metadata (LOM) [Electronic resource] / Lorna Campbell // DCC | Digital Curation Manual / Editors : Seamus Ross, Michael Day. –– August 2007. – 38 p. – Access mode : http://www.dcc.ac.uk/sites/default/files/documents/resource/curation-manual/chapters/learning-object-metadata/learning-object-metadata.pdf.

CERN openlab Whitepaper on Future IT Challenges in Scientific Research [Electronic resource] / CERN openlab. – May 2014. – p. – Access mode : http://openlab.web.cern.ch/sites/openlab.web.cern.ch/files/technical_documents/CERNopenlabWhitepaperonFutureICTChallengesinScientificResearchV1.3.pdf.

Fishman A. HVX: Virtualizing the Cloud [Electronic resource] / Alex Fishman, Mike Rapoport, Evgeny Budilovsky, Izik Eidus // HotCloud '13 : the 5th USENIX Workshop on Hot Topics in Cloud Computing. – San Jose, June 25–26, 2013. – 6 p. – Access mode : http://0b4af6cdc2f0c5998459-c0245c5c937c5dedcca3f1764ecc9b2f.r43.cf2.rackcdn.com/11552-hotcloud13-fishman.pdf.

Google App Engine: Platform as a Service [Electronic resource] / Google // Google Cloud Platform. – May 12, 2015. –– Access mode : https://cloud.google.com/appengine/docs.

Greenberger M. The Computers of Tomorrow [Electronic resource] / Martin Greenberger // The Atlantic Monthly. – 1964. – Vol. 213. – No 5, May. – P. 63–67. – Access mode : http://www.theatlantic.com/past/docs/unbound/flashbks/computer/greenbf.htm.

IEEE 1484.12.1-2002 – Draft Standard for Learning Object Metadata [Electronic resource] / Institute of Electrical and Electronics Engineers. – New York, 15 July 2002. – 44 р. – Access mode : http://129.115.100.158/txlor/docs/IEEE_LOM_1484_12_1_v1_Final_Draft.pdf.

Jones B. Grid and Cloud [Electronic resource] / Bob Jones // Report on Colloquium «From Physics to Daily Life» / Chaired by Beatrice Bressan. – CERN, Zurich, 26 September 2014. – 25 p. – Access mode : http://openlab.web.cern.ch/sites/openlab.web.cern.ch/files/presentations/Grid_and_Cloud.pdf.

Learning Objects Repository [Електронний ресурс]. – [16 березня 2014]. – Режим доступу : http://lor.ccjournals.eu.

Learning Tools Interoperability [Електронний ресурс]. – [16 березня 2014]. – Режим доступу : http://www.imsglobal.org/toolsinteroperability2.cfm..

Mell P. The NIST Definition of Cloud Computing : Recommendation of the National Institute of Standards and Technology [Electronic resource] / Peter Mell, Timothy Grance. – Gaitherburg : National Institute of Standards and Technology, September 2011. – III, 3 p. – (Special Publication 800-415). – Access mode : http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf.

Open Source Technologies [Electronic resource] / Google | Open Online Education. – Access mode : https://www.google.com/edu/openonline/tech/index.html.

Siegle D. Cloud Computing: A Free Technology option to Promote Collaborative learning / Del Siegle // Gifted Child Today. – 2010– Fall. – Vol. 33, No 4. – P. 41-45.

The Learning Object Metadata standard [Electronic resource] / Learning Object Metadata, WG12 // IEEE Learning Technology Standards Committee. – 2005-05-01. – Access mode :https://web.archive.org/web/20060702121013/http://ieeeltsc.org/wg12LOM/lomDescription.

The Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting [Electronic resource] / Edited by : Carl Lagoze, Herbert Van de Sompel, Michael Nelson, Simeon Warner. – 2015-01-08. – Access mode : http://www.openarchives.org/OAI/2.0/openarchivesprotocol.htm.

The Santa Fe Convention for the Open Archives Initiative [Electronic resource] / [Open Archives Initiative]. – February 15th 2000. – Access mode : http://www.openarchives.org/sfc/sfc_entry.htm

Van de Sompel H. The Santa Fe Convention of the Open Archives Initiative [Electronic resource] / Herbert Van de Sompel, Carl Lagoze // D-Lib Magazine. – February 2000. – Volume 6, Number 2. – Access mode : http://www.dlib.org/dlib/february00/vandesompel-oai/02vandesompel-oai.html.

Алексанян Г. А. Формирование самостоятельной деятельности студентов СПО в обучении математике с использованием облачных технологий : дисс. ... канд. пед. наук : 13.00.02 «Теория и методика обучения и воспитания (математика)» / Алексанян Георгий Ашотович ; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Армавирская государственная педагогическая академия». – Армавир, 2014. – 150 с.

Биков В. Ю. ІКТ-аутсорсінг і нові функції ІКТ-підрозділів навчальних закладів і наукових установ [Електронний ресурс] / Биков Валерій Юхимович // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2012. – № 4 (30). – 29 с. – Режим доступу : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/download/717/529.

Биков В. Ю. Моделі організаційних систем відкритої освіти : монографія / В. Ю. Биков. – К. : Атіка, 2009. – 684 с.

Биков В. Ю. Інноваційні інструменти та перспективні напрями інформатизації освіти / В. Ю. Биков // Інформаційно-комунікаційні технології в сучасній освіті: досвід, проблеми, перспективи : збірник матеріалів ІІІ міжнародної науково-практичної конференції (12-14 листопада 2012 р.). Вип. 3. Ч. 1 / Редкол. : М. М. Козяр, І. А. Зязюн, Н. Г. Ничкало. – Київ ; Львів : Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, 2012. – С. 14–26.

Болгова Е. В. Автоматизация процесса разработки виртуальных лабораторий на основе облачных вычислений : автореф. дисс. ... канд. техн. наук : 05.13.06 – автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (образование) / Болгова Екатерина Владимировна ; [Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики]. – Санкт-Петербург, 2012. – 18 с.

Кутовский Н. А. Развитие методов построения грид-сред и систем облачных вычислений для задач физики высоких энергий : дисс. ... канд. физ.-мат. наук : 05.13.11 «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей» / Кутовский Николай Александрович ; Объединенный институт ядерных исследований. – Дубна, 2014. – 125 с.

Маркова О. М. Хмарні технології навчання: витоки [Електронний ресурс] / Маркова Оксана Миколаївна, Семеріков Сергій Олексійович, Стрюк Андрій Миколайович // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2015. – Том 46. – № 2. – С. 29–44. – Режим доступу : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/download/1234/916.

Мерзликін О. В. Засоби інформаційно-комунікаційних технологій підтримки навчальних досліджень у профільному навчанні фізики [Електронний ресурс] / Мерзликін Олександр Володимирович, Мерзликін Павло Володимирович // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2015. – Том 48. – № 4. – С. 58–87. – Режим доступу : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/download/1268/944.

Мерзликін О. В. Засоби хмарного середовища підтримки навчальних досліджень у курсі фізики / Мерзликін О. В. // Звітна наукова конференція. Присвячена 15-річчю Інституту інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України. 21 березня 2014 р. : матеріали наукової конференції / Національна академія педагогічних наук України, Інститут інформаційних технологій і засобів навчання. – К. : ІІТЗН НАПН України, 2014. – С. 184–187.

Мерзликін О. В. Можливості використання Google Classroom для реалізації хмарного середовища підтримки навчальних досліджень з фізики [Електронний ресурс] / Мерзликін Олександр Володимирович // Збірник матеріалів ІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих учених «Наукова молодь-2014» (11 грудня 2014 року, Київ) / За заг. ред. проф. Бикова В. Ю. та Спіріна О. М. – К. : ІІТЗН НАПН України, 2014. – С. 110–112. – Режим доступу : http://conf.iitlt.gov.ua/Images/Files/zb2014_compressed_1_1431603366_file.zip.

Мерзликін О. В. Перспективи використання хмарних технологій у шкільному навчальному фізичному експерименті / О. В. Мерзликін // Хмарні технології в освіті : матеріали Всеукраїнського науково-методичного Інтернет-семінару (Кривий Ріг – Київ – Черкаси – Харків, 21 грудня 2012 р.). – Кривий Ріг : Видавничий відділ КМІ, 2012. – С. 134.

Мерзликін О. В. Перспективи застосування Інтернет-орієнтованих технологій у навчальних дослідженнях у курсі фізики профільної школи / О. В. Мерзлікін // Новітні комп’ютерні технології : матеріали X Міжнародної науково-технічної конференції : Севастополь, 11–14 вересня 2012 р. – К. : Мінрегіон України, 2012. – С. 117–118.

Мерзликін О. В. Перспективи побудови хмаро орієнтованого середовища підтримки фізичного навчального експерименту у профільній школі / Мерзликін О. В. // Звітна наукова конференція Інституту інформаційних технологій і засобів навчання НАПН України : матеріали наукової конференції. – Київ : ІІТЗН НАПН України, 2013. – С. 18–20.

Нечипуренко П. П. Засоби Moodle для підтримки навчально-дослідницької діяльності у профільному навчанні фізики та хімії / Нечипуренко П. П., Мерзликін О. В. // Третя міжнародна науково-практична конференція «MoodleMoot Ukraine 2015. Теорія і практика використання системи управління навчанням Moodle» (Київ, КНУБА, 21–22 травня 2015 р.) : тези доповідей / Міністерство освіти і науки України, Київський національний університет будівництва і архітектури, Національна академія педагогічних наук України, Інститут інформаційних технологій і засобів навчання. – К., 2015. – С. 56.

Про затвердження Положення про електронні освітні ресурси [Електронний ресурс] : Наказ № 1060, Положення / МОНмолодьспорт України. – [К.], 01.10.2012. – Режим доступу : http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/z1695-12

Таненбаум Э. Современные операционные системы / Э. Таненбаум, Х. Бос. – 4-е издание. – СПб. : Питер, 2015. – 1120 с. – (Классика Computer Science).

Хаманн Д. Р. Компьютеры в физике: общий обзор [Электронный ресурс] / Д. Р. Хаманн // Успехи физических наук. – М. : Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, июнь 1984. – Т. 143, вып. 2. – С. 239–256. – Режим доступа : http://ufn.ru/ru/articles/1984/6/c.


REFERENCES (TRANSLATED AND TRANSLITERATED)

Berners-Lee T. Information Management: A Proposal [online] / Tim Berners-Lee. – March 1989. – Available from: http://www.w3.org/History/1989/proposal.html. (in English).

Cailliau R. WWW and More [online] / Robert Cailliau // From Physics to Daily Life: Applications in Informatics, Energy, and Environment / Editor : B. Bressan. – Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2014. – Available from: https://books.google.com.ua/books?id=1PVjBAAAQBAJ. (in English).

Campbell L. M. Learning Object Metadata (LOM) [online] / Lorna Campbell // DCC | Digital Curation Manual / Editors : Seamus Ross, Michael Day. – August 2007. – 38 p. – Available from : http://www.dcc.ac.uk/sites/default/files/documents/resource/curation-manual/chapters/learning-object-metadata/learning-object-metadata.pdf (in English).

CERN openlab Whitepaper on Future IT Challenges in Scientific Research [online] / CERN openlab. – May 2014. – p. – Available from : http://openlab.web.cern.ch/sites/openlab.web.cern.ch/files/technical_documents/CERNopenlabWhitepaperonFutureICTChallengesinScientificResearchV1.3.pdf (in English).

Fishman A. HVX: Virtualizing the Cloud [online] / Alex Fishman, Mike Rapoport, Evgeny Budilovsky, Izik Eidus // HotCloud '13 : the 5th USENIX Workshop on Hot Topics in Cloud Computing. – San Jose, June 25–26, 2013. – 6 p. – Available from : http://0b4af6cdc2f0c5998459-c0245c5c937c5dedcca3f1764ecc9b2f.r43.cf2.rackcdn.com/11552-hotcloud13-fishman.pdf. (in English).

Google App Engine: Platform as a Service [online] / Google // Google Cloud Platform. – May 12, 2015. – Available from : https://cloud.google.com/appengine/docs (in English).

Greenberger M. The Computers of Tomorrow [online] / Martin Greenberger // The Atlantic Monthly. – 1964. – Vol. 213. – No 5, May. – P. 63-67. – Available from: http://www.theatlantic.com/past/docs/unbound/flashbks/computer/greenbf.htm (in English).

IEEE 1484.12.1-2002 – Draft Standard for Learning Object Metadata [online] / Institute of Electrical and Electronics Engineers. – New York, 15 July 2002. – 44 р. – Available from: http://129.115.100.158/txlor/docs/IEEE_LOM_1484_12_1_v1_Final_Draft.pdf (in English).

Jones B. Grid and Cloud [online] / Bob Jones // Report on Colloquium «From Physics to Daily Life» / Chaired by Beatrice Bressan. – CERN, Zurich, 26 September 2014. – 25 p. – Available from: http://openlab.web.cern.ch/sites/openlab.web.cern.ch/files/presentations/Grid_and_Cloud.pdf.(in English).

Learning Objects Repository [online]. – [March 16, 2014]. – Available from: http://lor.ccjournals.eu. (in English).

Learning Tools Interoperability [online]. – [March 16, 2014]. – Available from : http://www.imsglobal.org/toolsinteroperability2.cfm (in English).

Mell P. The NIST Definition of Cloud Computing : Recommendation of the National Institute of Standards and Technology [online] / Peter Mell, Timothy Grance. – Gaitherburg : National Institute of Standards and Technology, September 2011. – III, 3 p. – (Special Publication 800-415). – Available from: http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf (in English).

Open Source Technologies [online] / Google | Open Online Education. – Available from : https://www.google.com/edu/openonline/tech/index.html (in English).

Siegle D. Cloud Computing: A Free Technology option to Promote Collaborative learning / Del Siegle // Gifted Child Today. – 2010. – Fall. – Vol. 33, No 4. – P. 41–45 (in English).

The Learning Object Metadata standard [online] / Learning Object Metadata, WG12 // IEEE Learning Technology Standards Committee. – 2005-05-01. – Available from : https://web.archive.org/web/20060702121013/http://ieeeltsc.org/wg12LOM/lomDescription. (in English).

The Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting [online] / Edited by : Carl Lagoze, Herbert Van de Sompel, Michael Nelson, Simeon Warner. – 2015-01-08. – Available from : http://www.openarchives.org/OAI/2.0/openarchivesprotocol.htm (in English).

The Santa Fe Convention for the Open Archives Initiative [online] / [Open Archives Initiative]. – February 15th 2000. – Access mode : http://www.openarchives.org/sfc/sfc_entry.htm (in English).

Van de Sompel H. The Santa Fe Convention of the Open Archives Initiative [online] / Herbert Van de Sompel, Carl Lagoze // D-Lib Magazine. – February 2000. – Volume 6, Number 2. – Available from: http://www.dlib.org/dlib/february00/vandesompel-oai/02vandesompel-oai.html (in English).

Aleksanian G. A. Forming of individual activity of secondary vocational education level students in learning mathematics using cloud technologies : the thesis submitted for the degree of doctor of philosophy in pedagogical sciences : 13.00.02 – theory and methods of training and education (mathematics) / Aleksanian Georgiy Ashotovich ; Federalnoye gosudarstvennoye budzhetnoye obrazovatelnoye uchrezhdeniye vyshego professionalnogo obrazovaniya «Armavirskaya gosudarstvennaya pedagogicheskaya akademiya». – Armavir, 2014. – 150 p. (in Russian)

Bykov V. Yu. ICT-outsourcing and new functions of educational and research institutions ICT-subdivisions [online] / Bykov Valerii Yukhymovych // Information technologies and learning tools. – 2012. – № 4 (30). – 29 p. – Available from : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/download/717/529 (in Ukrainian)

Bykov V. Yu. Models of the open education organizational systems : [monograph] / V. Yu. Bykov. – K. : Atika, 2009. – 684 p. : ill. (in Ukrainian)

Bykov V. Yu. Innovational instruments and perspective ways for education informatization / V. Yu. Bykov // Information and communication technologies in modern education: experience, problems, perspectives : collection of materials of the Third international scientific and practical conference (November 12–14, 2012). Issue 3. Part 1 / Editors : M. M. Koziar, I. A. Ziazun, N. G. Nychkalo. – Kyiv ; Lviv : Lviv State University of Life Safety, 2012. – P. 14–26 (in Ukrainian)

Bolgova Ye. V. Automation of the virtual laboratories development process basing on cloud computing : the abstract of the thesis submitted for the degree of doctor of philosophy in technical sciences : 05.13.06 – automation and management of technic processes and productions (education) / Bolgova Yekaterina Vladimirovna ; [Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics]. – Saint Petersburg, 2012. – 18 p. (in Russian)

Kutovskiy N. A. Development of grid-environments and cloud computing systems designing methods for high energy physics problems : the thesis submitted for the degree of doctor of philosophy in physical and mathematical sciences : 05.13.11 – mathematic and software tools for computers, computation complexes and networks / Kutovskiy Nikolay Alexandrovich ; Joint Institute for Nuclear Research. – Dubna, 2014. – 125 p. (in Russian)

Markova O. M. The cloud technologies of learning: origin [online] / Oksana M. Markova, Sergey A. Semerikov, Andrii M. Striuk // Information technologies and learning tools. – 2015. – Volume 46. – No. 2. – P. 29–44. – Available from : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/download/1234/916 (in Ukrainian)

Merzlykin A. V. The tools of information and communication technologies for learning researches support in profile physics learning [online] / Alexandr V. Merzlykin, Pavlo V. Merzlykin // Information technologies and learning tools. – 2015. – Volume 48. – No 4. – P. 58-87. – Available from : http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/download/1268/944 (in Ukrainian)

Merzlykin O. V. Cloud environment tools for learning researches in physics course support / Merzlykin O. V. // Accounting scientific conference of Institute of Information Technology and Learning Tools of NAPS of Ukraine. March 21, 2014 : materials of scientific conference / The National Academy of Pedagogical Sciences of Ukraine, Institute of Information Technology and Learning Tools. – K. : IITZN NAPN Ukrayiny, 2014. – P. 184–187 (in Ukrainian)

Merzlykin O. V. Possibilities of Google Classroom using to realize cloud environment for physics learning researches support [online] / Merzlykin Olexandr Volodymyrovich // Collection of materials of the Second Ukrainian scientific and practical conference of the young scientists «Scientific youth – 2014» (December 11, 2014, Kyiv) / Edited by Prof. Bykov V. Yu. and Prof. Spirin O. M. – K. : IITZN NAPN Ukrayiny, 2014. – P. 110–112. (in Ukrainian)

Merzlykin O. V. Perspectives of using cloud technologies in school learning physical experiment / O. V. Merzlykin // Cloud Technologies in Education : materials of Ukrainian scientific and methodical Internet-seminar (Kryvyi Rih – Kyiv – Cherkacy – Kharkiv, December 21, 2012). – Kryvyi Rih : Vydavnychiy viddil KMI, 2012. – P. 134 (in Ukrainian)

Merzlykin O. V. Perspectives of using Internet-oriented technologies in learning researches in school profile physics / O. V. Merzlykin // New computer technology : materials of X International scientific and technical conference : Sebastopol, September 11-14, 2012. – K. : Minregion Ukrayiny, 2012. – P. 117–118 (in Ukrainian)

Merzlykin O. V. Perspectives of designing cloud-oriented environment for physical learning experiment in profile school / Merzlykin O. V. // Accounting scientific conference of Institute of Information Technology and Learning Tools of NAPS of Ukraine : materials of scientific conference. – K. : IITZN NAPN Ukrayiny, 2013. – P. 18–20 (in Ukrainian)

Nechypurenko P. P. Moodle tools for learning and research activity in physical and chemical profiles learning support / Nechypurenko P. P., Merzlykin O. V. // The Third International Science and Practice Conference «MoodleMoot Ukraine 2015. Theory and Practice of using Moodle Learning Management System» (Kyiv, KNUBA, May 21–22, 2015) : report abstracts / Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv National University of Construction and Architecture, The National Academy of Pedagogical Sciences of Ukraine, Institute of Information Technology and Learning Tools. – K., 2015. – P. 56 (in Ukrainian)

On approval of Regulation on digital educational resources [online] : Order No 1060, Regulation / Ministry of Education and Science, Youth and Sports of Ukraine. – [K.], 01.10.2012. – Available from : http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/z1695-12 (in Ukrainian).

Tanenbaum A. Modern Operating Systems / A. Tanenbaum, H. Bos. – 4th edition. – Saint Petersburg : Piter, 2015. – 1120 p. – (Computer Science Classics) (in Russian).

Hamann D. R. Computers in Physics: an Overview [online] / D. R. Hamann // Physics-Uspekhi. – М. : Lebedev Physical Institute RAS, june 1984. – Vol. 143, Issue 2. – P. 239–256. – Available from : http://ufn.ru/ru/articles/1984/6/c (in Russian).





Copyright (c) 2015 Oleksandr V. Merzlykin


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.