Structural model of educational activities in online

рис. 1. Первая страница учебного курса «Программирование в среде Python»




рис. 2. Блокнот Jupyter Google Colabratory

ганизована на основе интеграции системы управления обучением (LMS) и сервисов Ин- тернета.
Система управления обучением (learning management system, LMS) ‒ платформа или цифровое приложение, которое позволяет пе- дагогу размещать теоретический материал по основам программирования Python в виде электронного учебного контента; осущест- влять контроль процесса обучения, в том чис- ле контроль выполнения заданий; организовы- вать взаимодействие и коммуникацию участ- ников онлайн-сообщества в процессе обуче- ния (рис. 1).
Процесс обучения школьников програм- мированию в среде Python с использованием LMS можно интегрировать с такими сервиса- ми Интернета, как Google Disk, Google Docs, Google Colabratory, а также сервисами видео- конференций, групповых чатов Zoom, Skype, Discord.
Сервис Google Docs позволяет создавать и форматировать электронные документы (тек- стовые, таблицы, презентации), а также рабо- тать над ними совместно с другими пользова- телями [5]. Используя онлайн электронные до- кументы, педагог может:

• 
  излагать новый учебный материал (на- пример, возможности функции, различные методы обработки списков, строк, словарей и файлов в среде Python);
  
• 
  совместно со школьниками обсуждать идеи и алгоритмы решения типовых заданий по программированию из содержания еГЭ по информатике и Икт.
  

Голосовая поддержка онлайн-занятия мо- жет быть обеспечена использованием та- ких приложений, как Discord, Skype, Zoom. школьники имеют возможность:

• 
  задавать во время онлайн-занятия во- просы педагогу и другим участникам онлайн- сообщества в соответствии с регламентом его проведения;
  
• 
  прикреплять к документу свои заметки по содержанию учебного материала.
  

для онлайн-демонстрации, выполнения и создания кодов программ совместно с учащи- мися на языке Python можно использовать сер- вис Google Colabratory – бесплатную облачную среду. облачный сервис Google Colabratory позволяет специалистам в области цифровых технологий совместно анализировать структу- рированные и неструктурированные данные огромных объемов (Big Data); проектировать и тестировать новые модели машинного обуче- ния: разрабатывать нейронные сети; осущест- влять эксперименты в области искусственного интеллекта; моделировать и имитировать раз- личные процессы; разрабатывать программ- ное обеспечение.
описанными выше прикладными возмож- ностями обладает облачный сервис Google Colabratory благодаря бесплатным мощным графическим процессорам GPU и TPU, позво- ляющим справляться с поставленными задача- ми гораздо быстрее по сравнению с обычны- ми процессорами CPU. Графический процес- сор GPU позволяет обрабатывать данные бы- стрее, т. к. поставленные задачи выполняют- ся им параллельно, а не последовательно, как в случае обычного процессора CPU. он ори- ентирован исключительно на обработку гра- фики, видео. тензорный процессор TPU, явля- ющийся разработкой компании Google, пред- назначен для исследований в области искус- ственного интеллекта, что свидетельствует о его высокой производительности при больших объемах вычислительных задач.

В основу Google Colabratory положен блок- нот Jupyter (далее блокнот) для работы с систе- мой программирования Python, причем поль- зователю доступны как базовые, так и спе- циализированные библиотеки (NumPy, scikit- learn, Pandas, Keras, TensorFlow и др.). Блок- нот содержит текстовые и кодовые ячейки, ко- торые поддерживают текст, формулы, изобра- жения, разметку HTML и др. (рис. 2). один блокнот может содержать множество кодовых ячеек, между которыми может присутствовать логическая связь (так, результаты выполнения ранее запущенных ячеек доступны при испол- нении текущих кодовых ячеек).
Сервис Google Colabratory позволяет раз- работчику загружать в облачную среду или создавать файлы с целью их анализа. Необ- ходимо учитывать, что при перезапуске теку- щей облачной среды выполнения загружен- ные файлы будут удалены. кроме того, Google отключает блокноты после примерно 30 минут простоя – бездействия со стороны разработ- чика, чтобы не возникала перегрузка процес- соров, гибко распределяя процессорное вре- мя между текущими пользователями сервиса Google Colab, нередко ограничивая на опреде- ленное время доступ к GPU.
Пользователями Google Colabratory мо- гут быть как специалисты в области цифро- вых технологий, так и учителя информатики, и школьники, углубленно изучающие язык про- граммирования Python. Преимущество Google Colabratorty заключается в возможности со- вместного использования этого сервиса. Рабо- та над проектом в команде Google Colabratory дает возможность педагогу и учащимся сво- бодно править, комментировать и редактиро- вать код, используя разные аккаунты, геогра- фически находясь в разных частях планеты.
В Google Colabratory реализована возмож- ность настройки доступа к блокноту, что по- зволяет делиться результатами работы с дру- гими пользователями, оставлять комментарии, редакторские заметки и т. п. Владелец блокно- та может открывать доступ другим пользова- телям, наделяя их правами редактора, читате- ля или комментатора.
делегируя права редактора содержимого блокнота отдельным школьникам или их груп- пе, педагог может организовать совместное написание кода программы в Google Colab- ratory участниками онлайн-сообществ, ис- пользуя такие методы, как мозговой штурм,
«лови ошибки» (педагог преднамеренно до- пускает синтаксические и логические ошиб-
ки в коде), парное программирование, позво- ляющее паре школьников работать над созда- нием единого кода программы, при этом один из учащихся активно реализует алгоритм, соз- дает тесты для его проверки, а другой опера- тивно выявляет текущие ошибки и формули- рует концепцию реализации кода программы. Наделяя школьника правами читате-
ля, учитель может демонстрировать готовые коды, объясняя новый материал, а учащийся получает возможность запускать на исполне- ние кодовые ячейки блокнота. Статус коммен- татора блокнота Google Colabratory позволяет школьнику:

• 
  оставлять заметки к тексту, отмечать ошибки;
  
• 
  предлагать свои правки;
  
• 
  формулировать вопросы, возникающие по ходу знакомства с кодами.
  

Педагогу и школьникам при использова- нии облачного сервиса Google Colabratory сле- дует обратить внимание, что внесение изме- нений в одну и ту же кодовую или текстовую ячейку может приводить к возникновению коллизий, ведущих к потере части содержимо- го блокнота, чего следует избегать. В отличие от традиционных сервисов Google – Google Doc, внесение правок в кодовые и текстовые ячейки не отражается мгновенно в блокно- те других пользователей, поэтому необходи- мо прибегать к принудительному сохранению блокнота.
В заключение отметим, что Google Co- labratory успешно используется в подготов- ке школьников к еГЭ по информатике и Икт, обучении основам программирования в среде Python на базе Волгоградского государствен- ного социально-педагогического университе- та в рамках проекта «открытая школа».