CC BY
631
Использование интерактивных средств обучения
при проведении занятий в вузе
А.В. Тихоненков, М.Б. Туманова, А.А. Туманов
Обсуждаются перспективы использования в вузах новых интерактивных технических средств во время лекций или практических занятий. Дано сравнительное описание нескольких типов интерактивных досок (сенсорных, электромагнитных, ультразвуковых, лазерных), раскрыты их функции и возможности. Подчеркиваются преимущества нового стиля преподавания (прежде всего, мультимедийность и интерактивность, существенно повышающие качество восприятия информации студентами). Даны рекомендации по подготовке соответствующих методических и учебных материалов.
Ключевые слова: информационные технологии, интерактивная доска, мультимедиа, презентации, визуализация, фронтальная проекция, аналого-резистивная технология, электронное перо, групповая работа, проблемные ситуации, электронные уроки, контроль знаний.
В условиях информатизации всех сфер жизни общества широкое использование информационных технологий (ИТ) в сфере образования становится неизбежным. Нет никакого сомнения, в частности, что они необходимы для качественного улучшения повседневной работы преподавателей со студентами.
Для внедрения информационных технологий в учебный процесс нужны соответствующие учебные и учебно-методические материалы, технические и инструментальные средства, иногда довольно сложные. Важно также иметь четкое представление о роли и месте персонального компьютера в учебном процессе, о возможностях его применения для повышения эффективности труда преподавателя, совершенствования знаний, умений и навыков студентов. Фактически имеет место симбиоз традиционного содержания учебных дисциплин и компьютерных программ достаточно узкого назначения, что создает немало проблем в процессе обучения.
Успех работы преподавателя в значительной мере определяется тем, насколько ему удалось использовать особенности психологии обучающихся, их внимания, восприятия, мышления, воображения, памяти, которые обеспечивают получение, переработку и хранение информации, познание окружающего мира и самих себя [2]. В этом плане весьма эффективным оказалось использование мультимедийных средств. Само понятие «мультимедиа» означает передачу информации сразу в нескольких формах - текстовой, графической, звуковой, анимационной, видео и т.д.; очевидно, что это способствует лучшему ее усвоению.
Одним из современных мультимедийных средств обучения является так называемая интерактивная доска с соответствующим программным обеспечением (ПО). С ее поверхности можно запускать различные приложения,
Тихоненков А.В., Туманова М.Б., Туманов А.А. Использование интерактивных средств обучения при проведении занятий в вузе 29
управлять ими, работать с графическими и звуковыми данными, выходить в Интернет и работать с we^-страницами, заранее готовить конспекты занятий (например, в виде презентации Microsoft PowerPoint или файла в собственном формате интерактивной доски), вносить в них изменения непосредственно во время учебных занятий, создавать новые конспекты, добавлять, удалять и перемещать страницы конспекта, вносить пометки поверх отображаемых на доске данных, сохранять сделанные записи и воспроизводить их любое число раз, свободно работать с видеороликами (останавливать их в любой момент, делать графические или звуковые пометки, включая обучающихся в дискуссию и повышая их мотивацию). В результате существенно снижаются затраты времени на визуализацию материала, а объем рассматриваемого на занятии материала увеличивается в среднем на 20%. Об эффективности применения интерактивных досок методом, рекомендованным в работе О.В. Золотарева [1], свидетельствует специальное исследование, показавшее, что при работе по данной методике успеваемость студентов по предмету «Экономика» повысилась в среднем более чем на 25%.
При использовании интерактивных досок необходимо учитывать ряд обстоятельств, важных для процесса обучения. По расположению проектора они делятся на два класса: с фронтальной и обратной проекцией. Первые получили большее распространение, хотя и обладают очевидным недостатком: докладчик может загораживать часть изображения. Чтобы этого избежать, проектор подвешивают под потолком как можно ближе к доске, объектив наклоняют вниз, а возникающие при этом трапециевидные искажения компенсируют с помощью системы цифровой коррекции. Доски с обратной проекцией (проектор в них находится позади экрана) стоят существенно дороже и занимают больше места в аудитории; кроме того, поскольку экран работает на просвет, возможны проблемы с видимостью изображения под большим углом от центральной оси.
В последнее время на рынке появились модели проекторов с короткофокусным объективом, специально предназначенные для работы с интерактивными досками. Изготовители последних все чаще предлагают покупателю готовые комплекты, включающие доску и прикрепленный прямо к ней (сверху, на штанге) короткофокусный проектор.
В интерактивных досках используются следующие основные технологии:
□ сенсорная аналого-резистивная;
□ электромагнитная;
□ ультразвуковая (инфракрасная);
□ лазерная.
Аналого-резистивная доска представляет собой многослойную подложку, покрытую износостойким полиэфирным пластиком с матовой поверхностью и широким углом рассеяния света. Внутри доски размещены два листа из проводящего материала, разделенные воздушной прослойкой. При нажатии поверхность доски прогибается, резистивные листы соприкасаются
30
Наука и образование
и замыкаются между собой. Для работы с сенсорной аналого-резистивной доской не обязательно иметь специальные маркеры (хотя в комплекте могут поставляться бутафорские разноцветные маркеры и ластик); можно пользоваться пальцем или указкой.
Электромагнитные доски имеет твердую поверхность. Внутри устройства размещаются частые регулярные решетки из вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Электронное перо (маркер) с катушкой индуктивности на кончике наводит электромагнитные сигналы на проводниках, номера которых и определяют координаты маркера. В некоторых моделях учитывается сила нажатия пера, что удобно в программах рисования. Данные устройства не реагируют на нажатие рукой или другими предметами, а маркеры для них обычно снабжены традиционными кнопками мыши.
Инфракрасно-ультразвуковая технология основана на различии в скорости распространения световых и звуковых волн. Электронный маркер испускает одновременно и инфракрасный свет, и ультразвук. Размещенные по углам доски ИК-датчик и ультразвуковые микрофоны принимают сигналы, после чего встроенная электронная система по разности времени их поступления вычисляет координаты маркера. Основной недостаток такой технологии (так же как электромагнитной и лазерной) - необходимость использовать специальный электронный маркер, а основное достоинство - возможность работы на любом экране (и даже на стене) с любыми размерами рабочего поля; поэтому инфракрасный датчик подвешивают в угол стандартной переносной доски.
В лазерных досках имеются два инфракрасных лазерных угломера, обычно располагаемых сверху по ее углам. Здесь также требуется специальный маркер, который для уменьшения ошибок позиционирования желательно держать перпендикулярно к поверхности. Принципиальный недостаток данной технологии состоит в том, что докладчик может случайно перекрыть луч лазера, и тогда процесс измерения координат нарушается; кроме того, лазерные интерактивные доски наиболее дорогие. С другой стороны, на такую доску можно свободно вешать плакаты и работать поверх них.
К компьютеру доска обычно подключается через USB-интерфейс, реже через инфракрасный порт или беспроводную сеть. Установленное на компьютере программное обеспечение отслеживает движения пера и обеспечивает их отображение на экране, фиксируя в файлах то, что преподаватель пишет на доске. Затем эту информацию можно распечатать или переписать для слушателей на любые носители.
Первая задача, которую позволяют решать интерактивные доски и сенсорные дисплеи, - уход от привнесенной компьютерной культурой чисто презентационной формы подачи материала. Эта форма хороша для введения в тему и первичного знакомства с материалом, но более глубокое освоение потребует интерактивного взаимодействия, желательно с включением мото-
Тихоненков А.В., Туманова М.Б., Туманов А.А. Использование интерактивных средств обучения при проведении занятий в вузе 31
рики; именно поэтому получили столь широкое распространение компьютерные тренажеры и виртуальные модели.
Вторая возможность, появляющаяся при использовании интерактивных досок, - экономия времени на занятиях за счет частичного отказа от рисования схем, диаграмм и конспектирования. Обучающиеся по окончании урока получают файл с его записью, который могут просмотреть дома на компьютерах в пошаговом режиме; при этом не только доступны предлагаемые преподавателем иллюстрации и записи, но и правильно воспроизводится последовательность его действий у доски.
К сожалению, здесь есть и отрицательные моменты - полный отказ от конспектирования снижает усвояемость материала, выключая моторную память. Кроме того, у слушателей, гарантированно получающих копию занятия, снижается мотивация к концентрации внимания на уроке. Для компенсации этого эффекта преподавателю приходится больше внимания уделять упражнениям на проверку усвоения материала.
Третье преимущество интерактивных досок - повышение эффективности подачи материала. Известно, что наиболее сильное воздействие на зрителей достигается при удачной комбинации сцены и происходящего на ее фоне основного действия. До недавнего времени преподаватель был весьма ограничен именно в создании фона; обычно в его распоряжении были лишь тематически оформленный кабинет, плакаты или карты. Когнитивную составляющую занятия он записывал мелом на доске или давал ссылку на учебные пособия.
Сегодня ситуация кардинально меняется. Проектор выводит на поверхность интерактивной доски заранее подобранное фоновое слайд-шоу. Акустические системы создают в аудитории нужный фоновый звук, а преподаватель работает с содержательной частью учебного материала - пишет или рисует на интерактивной доске (на любом фоне - обоях рабочего стола, презентации и т.д.). По силе и глубине воздействия на аудиторию такое занятие может сравниться с кинофильмом или театральной постановкой; правда, от преподавателя при этом требуются определенные режиссерские знания и навыки.
Четвертая задача, эффективно решаемая с помощью интерактивной доски, - организация групповой работы (или групповых игр) в аудитории; соответствующие навыки сейчас очень важны для успешной деятельности во многих областях. Для таких занятий потребуются гибкое программное обеспечение и желательно - интерактивная доска, основанная на аналогорезистивной технологии (чтобы обучающиеся могли писать и рисовать пальцем, не думая о том, как делить между собой электронные маркеры).
Следует отметить, что компьютеры и проекторы помогают решить лишь часть преподавательской задачи. Психологи рекомендуют задействовать в обучении все основные сенсорные системы человека - как аудиовизуальную, так и кинестетическую (телесную). Последняя имеет особое значе-
32
Наука и образование
ние, поскольку именно на ней основана моторная память. Без включения моторики невозможно довести навыки до автоматизма, перевести их на уровень подсознания.
Применение интерактивных досок сулит немалые выгоды, но требует изменения многих привычных методических схем. Тем не менее они подходят даже для учителей старой закалки, недолюбливающих компьютерную технику, поскольку позволяют вести занятие привычным методом (водя маркером по доске), но при этом получать по его окончании все записи в электронном виде.
В интерактивном образовании качество аппаратного обеспечения имеет важное, но не определяющее значение. Чтобы получить эффект от внедрения интерактивных досок, прежде всего нужна хорошо продуманная методология, поддержанная методическими материалами (в том числе готовыми электронными уроками), качественным программным обеспечением, курсами для преподавательского состава. Все эти задачи, разумеется, нужно решать комплексно [3].
Работа с разной аудиторией позволит обеспечить не только интерактивность учебного занятия (уход от линейной подачи материала с обратной связью), но и его иммерсивность (эффект присутствия).
Мультимедиа-презентации имеют инструменты управления, которые позволяют создавать проблемную ситуацию и поддерживать диалогическое взаимодействие. Хронотоп подачи нового материала (2-3 минуты) позволяет преподавателю удерживать границы эвристической беседы и ее высокий темп. Интерактивные возможности досок помогут в организации обратной связи и обеспечат нелинейность изложения для создания перекрестных ссылок.
Наиболее интересным, с точки зрения эффективности новых методов обучения, является сочетание интерактивной доски с интерактивной системой контроля знаний, которая позволяет в online-режиме определять степень усвоения студентами изучаемого материала. Возможность хранения полной статистики по каждому обучающемуся, моментального ее представления в виде отчетов с различной группировкой данных (по учебным группам, по каждому студенту, времени, темам и т.д.) позволяет преподавателю осуществлять мониторинг и своевременно делать выводы о наиболее трудных для изучения разделах с дальнейшей корректировкой процесса обучения по данному предмету.
Контроль знаний можно осуществлять в течение занятия в любой необходимый момент. Например, в начале занятия можно выявить степень подготовленности как группы в целом, так и отдельных студентов, после изложения того или иного вопроса - уровень усвоения материала, на заключительном этапе занятия - наиболее трудные для усвоения моменты для повторного рассмотрения. Другими словами, при совместном использовании интерактивной доски и интерактивной системы контроля знаний поддерживается оперативная обратная связь - преподаватель быстро реагирует на степень ус-
Тихоненков А.В., Туманова М.Б., Туманов А.А. Использование интерактивных средств обучения при проведении занятий в вузе 33
воения материала, возвращаясь к неусвоенным вопросам и заполняя возникшие пробелы.
Таким образом, мультимедийные интерактивные комплексы существенно превосходят возможности традиционных средств визуализации учебного материала (обычные доски, плакаты, проекторы, фильмоскопы, учебные фильмы), а также позволяют оптимизировать систему контроля знаний, что способствует выполнению одной из главных задач обучения - более полному восприятию, усвоению и запоминанию материала, необходимого будущему специалисту.
Литература
1. Золотарев О.В. Совершенствование учебного процесса вузов на основе его компьютеризации. - М.: ВПА, 2000.
2. Ильин Е.П. Психология физического воспитания. - М.: Просвещение, 2010.
3. Картузов А.В. Методика профессиональной подготовки специалиста в области применения информационных технологий для управления учебным процессом. - Чебоксары: ЧКИ РУК, 2007.
