As escolas estão incorporando cada vez mais tecnologia em suas práticas diárias, desde sistemas de gerenciamento de aprendizagem, como Blackboard e Canvas, até salas de aula inteligentes e brinquedos educacionais. Em 2020, esses esforços alcançaram novos patamares em todo o mundo com a adoção do aprendizado remoto pelas escolas para conter a disseminação do Covid-19.
À medida que as escolas reabrem e os alunos retornam às aulas presenciais, o aprendizado remoto e as salas de aula online continuarão a ter inúmeros casos de uso, como o fornecimento de opções de aprendizado flexíveis e a melhoria no desempenho e no monitoramento das atividades dos alunos, além de proporcionar uma gama de possibilidades para engajar os alunos com a IoT educacional.
Apesar das vantagens das salas de aula digitais, existem muitos desafios para implementar e escalonar a tecnologia nas escolas. Ao levar a tecnologia serverless para o edge, a Azion oferece soluções para esses problemas, que são utilizadas por nossos clientes educacionais, como o UniCesumar, um dos maiores grupos educacionais do Brasil. Neste artigo, nós explicamos então o que são salas de aula digitais, discutimos sobre os seus desafios e mostramos como a Plataforma de Edge da Azion pode resolver desafios comuns com a tecnologia educacional.
O que são salas de aula digitais?
O popular site de ensino TeachHub define salas de aula digitais simplesmente como “uma sala de aula que está totalmente imersa em tecnologia”. Essa ampla definição abrange uma gama de casos de uso, incluindo:
- aprendizagem à distância e cursos online;
- aulas baseadas na web e multimídia;
- uso de machine learning (ML) e IA para aumentar o desempenho dos alunos;
- colaboração online por meio de sistemas de gerenciamento de aprendizagem;
- treinamento virtual e aprendizagem imersiva com AR/VR e outras IoT;
- salas de aula inteligentes com quadros interativos e outros dispositivos.
De acordo com um estudode 2019 conduzido pela Grandview Research, dispositivos inteligentes, salas de aula conectadas à internet, o uso crescente de ferramentas de tecnologia educacional e a mudança para uma abordagem de aprendizagem personalizada e interativa estão impulsionando o crescimento do mercado de tecnologia educacional. Isso pode ajudar indivíduos com diferentes necessidades de aprendizagem, desde o ensino fundamental ao superior e especializações a indivíduos com deficiência que requerem uma tecnologia assistiva. Além disso, também beneficia adultos com empregos em tempo integral e famílias, que podem encaixar cursos online em suas agendas lotadas.
Como a Azion oferece suporte às salas de aula digitais?
A Plataforma de Edge da Azion ajuda na implementação e no escalonamento de salas de aula digitais, combinando duas tecnologias poderosas: edge computing e serverless computing.
De acordo com o Open Glossary of Edge Computing da LFE, edge computing envolve “a entrega de recursos de computação aos extremos lógicos de uma rede […] encurtando a distância entre os dispositivos e os recursos de cloud que os atendem, e também reduzindo network hops”. Ao evitar longos trajetos no tráfego de dados tanto de ida e quanto de volta, como de e para data centers centralizados, muitas vezes distantes, o edge computing é capaz de proporcionar:
- menor latência;
- melhora na largura de banda;
- diminuição de custos operacionais;
- redução da exposição a dados confidenciais.
Além disso, o uso de serverless computing pela Azion amplia o custo e a eficiência de recursos de edge computing. Com serverless computing, os desenvolvedores podem criar funções orientadas a eventos que escalam automaticamente, reduzindo custos ao simplificar as operações, o que elimina o desperdício resultante do provisionamento de recursos antecipadamente. A Azion melhora ainda mais a eficiência e o desempenho, evitando o uso de contêineres, que têm um alto custo de execução e podem inibir o desempenho das funções serverless.
Quais são os desafios das salas de aula digitais?
A integração da tecnologia no setor educacional apresenta inúmeros desafios, que vão desde as complicações técnicas de implementação e escalabilidade dos equipamentos até questões que podem surgir à medida que os alunos se ajustam às novas tecnologias e aos ambientes de sala de aula.
Veja a seguir quais são os desafios mais comuns:
- criação de infraestrutura flexível e recursos de escalonamento;
- entrega de vídeo em tempo real em áreas com baixa conectividade;
- proteção de salas de aula e equipamentos digitais;
- obtenção de suporte oportuno para tarefas de TI;
- monitoramento da atenção dos alunos remotos.
Portanto, serverless e edge computing fornecem soluções para esses desafios e trazem benefícios, como infraestrutura escalável, alta disponibilidade, baixa latência e segurança localizada.
Infraestrutura escalável
Quando emergências locais ou uma crise global como a pandemia acontecem, em que as escolas precisam aumentar e diminuir os recursos rapidamente, a utilização eficiente dos recursos e a escalabilidade automatizada da serverless computing é uma necessidade para sustentar a integridade da infraestrutura da escola. Esses procedimentos de emergência fizeram com que muitas escolas mudassem para o aprendizado online num piscar de olhos, enquanto outras tiveram que aumentar substancialmente as salas de aula digitais existentes para acomodar um fluxo de alunos que normalmente frequentam as aulas presencialmente. Além disso, a mudança dos protocolos e as taxas flutuantes de contaminação exigiram que muitas escolas alternassem entre o aprendizado presencial e o online. Como resultado, para evitar o desperdício de recursos, houve a necessidade de uma infraestrutura altamente flexível, que pudesse não só ser rapidamente escalada, como também diminuída conforme o necessário.
Percebemos, então, que a necessidade de flexibilidade não se estende apenas ao momento de pandemia, mas também a outros cenários educacionais. Embora as escolas possam ter relativamente pouca necessidade de recursos intensivos de rede durante as férias de verão ou de inverno, eventos como inscrições, exames finais e outros períodos agitados podem exigir grande largura de banda para garantir que os alunos possam acessar as plataformas online em tempo hábil. Nesse caso, o edge computing oferece uma vantagem fundamental, já que descentraliza o processamento de dados, o que resulta em menos congestionamento se comparado a um sistema centralizado.
Disponibilidade
O aumento da dependência de dispositivos conectados significa uma maior necessidade de conectividade. Problemas de rede que impedem os professores de utilizarem quadros inteligentes para apresentações planejadas ou que interrompam as aulas à distância podem transformar a tecnologia educacional em um fardo em vez de um benefício. É por isso que as escolas devem não apenas ter uma rede altamente tolerante a falhas, mas uma que seja capaz de lidar com quaisquer problemas de conectividade em tempo hábil.
Nesse cenário, o edge computing melhora a disponibilidade ao processar dados localmente, o que reduz a possibilidade de interrupções de rede durante longos deslocamentos até a cloud. Além disso, como o edge computing depende de uma rede definida por software, empresas de edge computing como a Azion podem proporcionar acesso remoto à TI, em vez de ter que resolver problemas de rede pessoalmente. Como observado em um post recente do blog Evolution World da IoT, “ser capaz de fazer a maioria, se não todas, dessas tarefas remotamente é crítico não apenas por causa do custo de deslocamento para esses locais, mas também para minimizar o tempo de inatividade por causa do atraso de resposta devido a deslocamentos”.
Baixa latência
Nas aulas online, velocidade e dados em tempo real são extremamente necessários para permitir uma comunicação eficiente entre professores e alunos. Os atrasos na comunicação durante as aulas, sessões de perguntas e respostas ou trabalhos em grupo podem fazer com que os alunos tenham dificuldade de acompanhar os colegas ou que não consigam entender totalmente o conteúdo. Essas aulas precisam oferecer, portanto, não apenas recursos de vídeo em tempo real, mas também a capacidade de entregar esses vídeos aos alunos que estejam em áreas geograficamente distintas, com largura de banda, condições de rede e velocidades de conexão variáveis.
A baixa latência permite o uso de aplicações de última geração de forma eficiente, que podem ser utilizadas para melhorar o interesse do aluno, personalizar o aprendizado e proporcionar experiências interativas. O processamento de dados em tempo real é necessário para AI/ML, já que, conforme observado em um artigo da Deloitte, “[permite] que instituições de ensino criem processos automatizados que rastreiam, aumentam o envolvimento dos alunos e envolvem os pais”. Além disso, AR e VR IoT podem trazer aos alunos experiências mais interativas e enriquecer o aprendizado, o que torna as aulas mais lúdicas, despertando o interesse dos alunos para diferentes assuntos.
Segurança
À medida que o tráfego na internet aumenta, os incidentes de crimes cibernéticos também tendem a aumentar. De acordo com a Global Threat Activity da Microsoft Security Intelligence, o crescimento da educação online no ano passado não foi exceção; na época em que este artigo foi escrito, a educação era o principal alvo de malwares, respondendo por 63% de todos os ataques de malware nos últimos 30 dias. Os ataques DDoS também aumentaram no setor de educação, e a revista de segurança online Dark Reading cita um aumento de 550% em janeiro de 2020 em comparação com janeiro de 2019.
Portanto, é crucial proteger-se contra essas ameaças a fim de garantir a disponibilidade e a funcionalidade da tecnologia educacional. O edge computing não apenas impede que as ameaças cheguem à infraestrutura de origem das escolas, garantindo que os sistemas permaneçam online frente aos ataques DDoS e a outros, como também permite o processamento local de dados confidenciais e, consequentemente, a privacidade dos alunos.
Conclusão
Ao potencializar as vantagens tanto de serverless quanto de edge computing, os clientes da Azion da área da educação são capazes de criar soluções inovadoras para os desafios das salas de aula digitais. Um exemplo do nosso trabalho no setor educacional é a UniCesumar, que utiliza os produtos da Azion para fornecer vídeos seguros, sempre disponíveis e de alto desempenho para mais de 190.000 alunos que utilizam sua plataforma diariamente. Seus casos de uso incluem:
- Edge Application: para acelerar o desempenho da aplicação e fornecer cache inteligente e personalizado sem recursos de provisionamento;
- Edge Functions: para implementar autenticação e autorização para plataformas online, evitando vazamento de conteúdo dirigido aos alunos matriculados;
- Edge Firewall: para criar regras de segurança que expandem o controle de acesso em tempo real, mantendo a disponibilidade das plataformas de aprendizagem em meio a eventos complexos de segurança.
Como resultado da parceria com a Azion, a plataforma da UniCesumar é agora 70% mais rápida e permaneceu 100% disponível. Além disso, a UniCesumar foi capaz de diminuir os recursos de infraestrutura, reduzir custos e simplificar as operações, apesar do aumento do acesso online devido à pandemia.
Para saber mais sobre os usos da Azion no setor de educação, leia a história de sucesso completa da UniCesumar, ou inscreva-se, hoje mesmo, em uma conta gratuita para experimentar os produtos e os serviços que a Azion oferece.
