CC BY
24Д.А. ВОЛОТКОВИЧ, D.A. VOLOTKOVICH,
Н.А. ЛЮДВИНА N.A. LYUDVINA
СРЕДСТВО ИНТЕНСИФИКАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
A MEANS OF INTENSIFYING THE EDUCATIONAL PROCESS
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЗАНЯТИЙ ПО ОБЩЕПРОФЕССИОНАЛЬНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ
USING THE INTERACTIVE WHITEBOARD IN TEACHING GENERAL PROFESSIONAL DISCIPLINES
Сведения об авторах: Волоткович Дмитрий Александрович -заместитель начальника Новосибирского высшего военного командного училища по учебной и научной работе, полковник, кандидат технических наук, доцент (г. Новосибирск. E-mail: dvolotkovich@mail. ru);
Людвина Нина Александровна - доцент кафедры общепрофессиональных дисциплин Новосибирского высшего военного командного училища, кандидат технических наук (г. Новосибирск. E-mail: ludvina@ ngs. ru).
Аннотация. Статья посвящена актуальной теме использования интерактивной доски в образовательном процессе. Появление комплекса: компьютер - проектор - интерактивная доска открывает дополнительные возможности для создания качественно новых форм обучения. В статье рассматриваются приёмы и методы использования интерактивной доски при проведении занятий по общепрофессиональным дисциплинам с курсантами военных вузов.
Ключевые слова: интерактивная доска, технические средства обучения, информационные технологии, интерактивные методы обучения.
Information about the authors: Dmitry Volotkovich - Deputy Head of the Novosibirsk Higher Military Command School for Academic and Scientific work, Colonel, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor (Novosibirsk. E-mail: dvolotkovich@mail. ru);
Nina Lyudvina - Associate Professor of the Department of General Professional Disciplines of the Novosibirsk Higher Military Command School, Candidate of Technical Sciences (Novosibirsk. E-mail: ludvina@ngs. ru).
Summary. The article is devoted to the current topic of using an interactive whiteboard in the educational process. The emergence of a complex: computer - projector - interactive whiteboard, opens up additional opportunities for creating qualitatively new forms of education. The article discusses the techniques and methods of using an interactive whiteboard in teaching general professional disciplines to cadets of military higher educational institutions.
Keywords: interactive board, technical means of training, information technology, interactive teaching methods.
Современные тенденции развития отечественной высшей школы, интенсивное развитие цифровых технологий в обществе
требуют от участников образовательных отношений широкого внедрения различных информационно-коммуникационных техноло-
гий (ИКТ), реализованных на базе мультимедийных средств передачи и отображения информации, а также разнообразных интерактивных
устройств в педагогическую деятельность.
Особую роль ИКТ играют в преподавании дисциплин общепрофессионального цикла, таких, как физика, математика, информатика, техническая механика, так как именно они закладывают фундамент знаний, необходимых для понимания глубинной сущности естественно-научных и технических процессов и явлений, формулировки и формализации военно-прикладных задач.
Реалии сегодняшнего дня выдвигают новые требования и к обучающимся. Они должны обладать знаниями, умениями и навыками более высокого уровня, быстро осваивать новые технологии получения знаний, свободно ориентироваться в информационном пространстве. На современном этапе обучения применение ИКТ становится обязательным условием образовательной деятельности. Новые стандарты образования предполагают, что преподаватель военного вуза должен сформировать у курсантов требуемый уровень компьютерной грамотности, способность решать учебные, а впоследствии - профессиональные задачи с использованием современных ИКТ. Компетентным в области использования ИКТ должен быть теперь любой преподаватель. Технологии обучения должны быть не только средством представления учебного материала, инструментом, облегчающим работу преподавателя, они должны стать средством интенсификации учебного процесса в целом.
В последние годы руководством Минобороны России особое внимание уделяется развитию системы военного образования и в первую очередь использованию электронной информационно-образовательной среды (ЭИОС) образовательных организаций. ЭИОС является основой информационно-образовательной среды военного учебного заведения и включает в себя электронные информационные ресурсы, совокупность информационных
и телекоммуникационных технологий, а также различных технологических средств, обеспечивающих освоение обучающимися образовательных программ. Поэтому сегодня любое военное учебное заведение невозможно представить без мультимедийного и интерактивного оборудования, в частности, персонального компьютера в комплексе с мультимедийным аппаратом, в свою очередь состоящим из проектора и интерактивной доски (ИД). Использование интерактивной доски - это особое направление мультимедийных образовательных технологий, которые дают возможность значительно повысить качество подготовки курсантов военных вузов.
Применение ИД на учебных занятиях позволяет использовать множество дополнительных обучающих средств. С помощью стилуса можно, не отходя от доски, управлять компьютерными приложениями либо делать пометки поверх изображения. Преподаватель в мультимедийной аудитории получает вместо доски и мела мощный инструментарий для представления информации в различной форме.
Интерактивная доска совмещает функции трёх видов оборудования: аудиторной доски, экрана и интерактивного компьютерного монитора. В зависимости от решаемых на учебном занятии задач преподаватель определяет последовательность и формы изложения материала в одном из трёх режимов:
• экрана ПК (режима компьютерной мыши),
• экранных надписей,
• специализированного программного обеспечения.
В режиме экрана ПК маркер или стилус интерактивной доски работает аналогично компьютерной мыши. С его помощью можно запускать любые программы, установленные на компьютере, работать в любых приложениях. Поддерживается двойной щелчок мыши, функция перетаскивания, есть возможность вызвать кон-
текстное меню. Режим экрана ПК может быть использован преподавателем при демонстрации документов и презентаций, выполненных в офисных приложениях, при работе с прикладными программными средствами учебного назначения, при работе с анимацией.
Режим экранных надписей используется для нанесения аннотаций поверх любой информации, выведенной на доску. Работа на поверхности доски может осуществляться с помощью специального инструмента: маркера, электронного пера, карандаша, стикера, стилуса и пр. Записи, сделанные при объяснении теоретического материала, или пометки на наиболее важных слайдах можно в дальнейшем использовать при подведении итогов занятия. Возможность делать записи позволяет добавлять информацию, вопросы и идеи к тексту, диаграммам или изображениям на экране. Все примечания можно сохранить, ещё раз просмотреть или распечатать.
Работа в специализированном программном обеспечении на большинстве операционных систем Windows, Mac и Linux позволяет вовлечь курсантов в обсуждение учебного материала как на лекциях, так и групповых, и практических занятиях. Инструменты доски позволяют курсантам активно выполнять задания, а преподавателю, наряду с возможностью контроля выполнения заданий, предоставляются средства записи и протоколирования действий курсантов для последующего анализа и комментирования.
Рассмотрим методику использования некоторых инструментов ИД. Инструмент «карандаш» или «перо» позволяет пользователю писать или рисовать на страницах презентации, работая в ПО доски, или наносить любые аннотации в режиме экранных надписей. Этим инструментом могут быть созданы линии, стрелки, рисунки, чертежи, рукописные текстовые объекты. Инструменту можно задавать раз-
Рис. 1. Клонирование объектов-шаблонов на интерактивной доске
ный стиль за счёт изменения цвета и толщины линии, причём сделать это можно как до, так и после создания надписи.
Инструмент «умный карандаш» или «перо распознавания фигур» предназначен для преобразования геометрических объектов, нарисованных от руки, в фигуры правильной формы. Как правило, распознаются овалы, треугольники, прямоугольники, линии, ромбы, односторонние и двухсторонние стрелки.
Инструмент «фигуры» позволяет размещать на страницах графические примитивы, т.е. окружности, прямоугольники, треугольники, ромбы и т.д. Данный инструмент можно использовать также в режиме экранных надписей для выделения определённой области экрана. Это позволяет преподавателям и курсантам фокусироваться на отдельных аспектах учебного материала: формуле, схеме или рисунке, представленным на интерактивной доске.
Инструмент «сетка» служит для упорядочения объектов на странице и может быть использован преподавателем как на этапе подготовки к занятиям, так и на самих занятиях. Этот инструмент незаменим, например, на занятиях по инженерной графике, когда требуется особая точность при размещении объектов. Удобно использовать «сетку» в совокупности с инструментом «умный карандаш».
Инструмент «прожектор» позволяет выделить определённый участок экрана и скрыть остальную его часть. Маркером или рукой можно легко передвигать область подсветки по доске, увеличивать или уменьшать её размеры. В меню «прожектора» можно устанавливать цвет фона и степень его прозрачности.
С помощью инструмента «занавес» или «шторка» часть экрана можно скрыть или показать, когда будет нужно. «Шторка» располагается поверх изображения на экране. На её поверхности по каждой
из четырёх сторон располагаются «ручки», позволяющие приоткрыть «шторку» вправо, влево, вниз или вверх для просмотра скрытого изображения.
Инструмент «волшебное перо» позволяет создавать медленно исчезающие объекты (в меню объекта можно задать нужное число секунд до его исчезновения). Если, выбрав инструмент «волшебное перо», маркером нарисовать квадрат или прямоугольник на интерактивном экране, то появится окно увеличения, т.е. окно отобразит увеличенный фрагмент экрана.
Выделять и увеличивать отдельные фрагменты изображения позволяет также инструмент «лупа». Его целесообразно использовать при чтении лекций в больших аудиториях. Свойства «лупы» устанавливаются в раскрывающемся меню.
Для создания снимка экрана или его части (прямоугольной или произвольной формы) используется инструмент «захват экрана». Полученное изображение, причём вместе с внесёнными поверх него заметками, можно вставить на страницу презентации или сохранить в файле.
Специализированное программное обеспечение (ПО) ИД имеет встроенный рекордер, позволяющий записывать видеоуроки, которые впоследствии можно использовать на занятиях.
Любую страницу презентации, подготовленной в программе ИД, можно воспроизвести в той последовательности, в которой она создавалась. Для этого предназначен инструмент «проиграть страницу». Инструмент позволяет воспроизвести процесс создания страницы в замедленном или ускоренном темпе, остановить воспроизведение с целью пояснения курсантам проблемных моментов.
Во время воспроизведения видео можно использовать режим экранных надписей, т.е. выделять отдельные фрагменты, добавлять комментарии и заметки на экране. Программа ИД поддерживает возможность проигрывать одновременно разные файлы. Размер окна можно изменять перемещением курсора вокруг него. Чтобы сделать полный экран, нужно дважды кликнуть мышкой.
Страницы презентации можно листать вперёд и назад, демонстрируя определённые темы занятия или повторяя то, что некоторые из курсантов не очень поняли. Страницы можно просматривать в любом порядке с помощью гиперссылок, а рисунки и тексты перетаскивать с одной страницы на другую.
На поверхности ИД можно работать с разнообразными объектами: фотографиями, рисунками, схемами, таблицами, текстами записей. Объекты можно клони-
ровать, копировать в буфер, вставлять, удалять, масштабировать, поворачивать, перетаскивать или блокировать их передвижение. Несколько объектов можно группировать, упорядочивать их расположение на странице.
Если для объекта установить утилиту множественного клонирования, то при его перемещении будет перемещаться не сам объект, а его копия. Такое клонирование объекта удобно использовать для создания сложных схем, формул и т.п. На основе объектов-шаблонов, как из конструктора, можно динамично и в нужном темпе проиллюстрировать процесс разработки сложного объекта, требующий при обычном построении значительных временных затрат.
На рис. 1 приведён пример использования инструмента клонирования для решения задачи трассировки (пошагового исполнения) циклического алгоритма. На ИД приведена блок-схема алгоритма нахождения суммы чисел Фибоначчи, не превышающих заданного натурального числа М>2. В нижнем правом углу доски имеются таблицы-шаблоны для заполнения значениями, которые принимают переменные в ходе исполнения алгоритма. По мере надобности их можно перемещать на интерактивной доске в нужную позицию и заполнять соответствующими значениями переменных. Шаблоны можно создавать путём клонирования нужное число раз.
Все действия на ИД можно удалять или стирать, копировать и вставлять, отменять или возвращать. Это удобно при выполнении курсантом задания на доске - всегда можно вернуться назад и исправить допущенные ошибки.
На занятиях по математике, инженерной графике, технической механике очень удобно использовать измерительные инструменты: линейку, равнобедренный прямоугольный треугольник и треугольник с углом 30°, циркуль, транспортир.
С помощью линейки и треугольников можно рисовать линию и измерять расстояния. Циркуль позволяет тянуть дугу (окружность) или сектор. Транспортир может измерять не только угол, но также тянуть дугу, угол и сектор. Данные инструменты легко можно перемещать по доске, поворачивать, изменять размеры и использовать в сочетании с «умным карандашом».
Преподавателю предоставляется ряд инструментов для работы с геометрическими фигурами. Например, на страницу можно добавить правильный многоугольник, задав количество его сторон от 3 до 15. Последовательно помечая маркером вершины, можно нарисовать неправильный многоугольник. После создания многоугольника можно отобразить его внутренние углы и длины сторон. Если переместить вершину фигуры, то программа интерактивной доски обновит
метки и отобразит новые значения внутренних углов и сторон.
Программное обеспечение ИД включает редактор математических формул для ввода математических выражений, функций и уравнений с сенсорной клавиатуры, а также средства распознавания рукописного текста для математических символов. ПО доски распознаёт в формулах математические символы (цифры, операторы, латинские и греческие буквы), а также обозначения функций (тригонометрических, логарифмических и др.) и преобразует их в напечатанный текст. После распознавания математические выражения можно упрощать в символьном или числовом виде, находить решения уравнений, экстремумы функций.
Имеются достаточно удобные инструменты для построения и редактирования графиков функций, заданных аналитическим (явным или неявным), параметрическим или табличным способами. Инструмент «график» помещает на интерактивную доску изображение координатной плоскости. В меню данного объекта можно настроить название графика, отредактировать диапазон, шаг изменения и метки значений по горизонтальной и вертикальной осям, а также линии координатной сетки, затем просто пометить точки маркером на координатной плоскости и добавить линию тренда.
Построить график можно также по уравнению или таблице значе-
Рис. 2. Построение графиков на интерактивной доске
Рис. 3. Примеры тестовых вопросов
ний. По умолчанию график связан с соответствующим уравнением или таблицей значений. Изменения в уравнении (например, изменение параметров функции) или таблице значений приведут к автоматическому обновлению графика. Эту связь можно удалять или восстанавливать. В одной системе координат можно построить несколько графиков, связав их с соответствующими уравнениями.
Так, при рассмотрении темы «Термодинамика» курса физики курсантами изучается термодинамический замкнутый цикл Карно, изображаемый на плоскости Р-У (давление-объём) двумя изотермами Р=у (ЯТк)/У и двумя адиабатами Р=у (ЯТк)/Уу. В этом случае ИД даёт прекрасную возможность, построив графики, изобразить данные процессы с учётом задания реальных физических параметров (температур Ть Т^ универсальной газовой постоянной Я, заданного количества газа сделать необходимые надписи и пояснения (см. рис. 2).
При решении задач по аналитической геометрии удобно добавлять или перетаскивать фигуры на координатную плоскость и затем отображать координаты их вершин и длины сторон. Фигуры можно отображать относительно начала координат, осей ОХ и ОУ, прямых у=х и у= -х.
Интерактивную доску можно использовать не только для изложения материала на лекциях
и практических занятиях, но и для проверки усвоения знаний при подготовке к рубежному или промежуточному контролю. Посредством тестирования можно организовать диалог с курсантами, обсудить выбор правильного ответа. Небольшие тесты, проведённые в конце занятия, способствуют закреплению основных моментов учебного материала.
На рис. 3 представлены примеры тестовых вопросов: первый - с одиночным выбором, второй - на соответствие. Выбор ответа на первый вопрос, т.е. щелчок мышкой на соответствующем объекте, сопровождается воспроизведением звука и появлением сообщения о правильности выбранного ответа. Во втором вопросе надо распределить объекты по четырём зонам, легко перемещая их по доске, установив тем самым соответствие между расширением файла и его типом.
Заметим, что к любому объекту на странице презентации, разработанной в программе ИД, можно добавить звук в виде звукового файла или звуковой записи, созданной с помощью микрофона компьютера, а также анимационные эффекты вылета на страницу, вращения, возникновения, сжатия и т.д.
При разработке теста преподаватель может воспользоваться уже готовыми настраиваемыми шаблонами действий (сортировка, приведение в соответствие, осуществление выбора и др.) и кнопок, которые обеспечивают навигацию,
обратную связь. Эти интерактивные инструменты можно найти в галерее коллекций доски.
Программное обеспечение ИД постоянно обновляется и совершенствуется. Преподавателю необходимо следить за появлением новых разработок, которые целесообразно использовать на интерактивной доске. Например, появилась новая надстройка GeoGebra, позволяющая внедрять на страницы презентации анимационные чертежи. Эта математическая программа даёт возможность работать с объектами как на плоскости, так и в пространстве. Объекты можно перемещать, масштабировать, вращать по нескольким осям, добавлять метки. Кроме того, у программы богатые возможности работы с функциями (построение графиков, вычисление корней, экстремумов, интегралов и т.д.) за счёт команд встроенного языка (который, кстати, позволяет управлять и геометрическими построениями).
Но главная особенность этой программы - это анимация геометрических построений. Можно перемещать мышью точки, варьировать длины отрезков, величины углов, вводить с клавиатуры новые значения числовых данных и т.п. И результат этих изменений тут же, в динамике, виден на экране компьютера.
Процесс преобразования вида геометрического построения при изменении значений числовых и/или угловых параметров можно осу-
ществлять с помощью ползунков. Изменение параметров осуществляется вручную путём перемещения точки по ползунку. В этом случае возникает движущееся изображение. Можно организовать также автоматическую анимацию. В этом случае достаточно будет задать параметры анимации и выполнить её запуск.
На рис. 4 представлена аними-рованная визуализация методов приближённого вычисления определённых интегралов по формулам прямоугольников, трапеций и парабол (Симпсона).
Построен график функции у=0,5(х+2) (х-1)2+1. На оси абсцисс отмечены точки а= -1 и Ь=3. Добавлен ползунок, задающий количество п отрезков, на которые разбивается интервал интегрирования [а, Ь]. Добавлен флажок, который включает или отключает графическую иллюстрацию формулы прямоугольников, т.е. отображает или скрывает ступенчатую фигуру из п прямоугольников. Второй ползунок позволяет уточнить формулу прямоугольников, т.е. выбрать случай правых, левых или средних прямоугольников. Вставлено текстовое поле, в котором отображается значение интегральной суммы, рассчитанной по методу прямоугольников. При изменении описанных выше параметров с помощью ползунков или перемещения точек а и Ь по оси абсцисс графическая иллюстрация
(ступенчатая фигура) и значение интегральной суммы будут автоматически обновляться. Аналогичным образом иллюстрируются формулы трапеций, Симпсона и Ньютона-Лейбница.
Необходимо отметить, что подготовка занятия с использованием интерактивной доски - это трудоёмкий процесс, который предполагает серьёзную дополнительную работу. При этом преподавателю необходимо соблюдать ряд условий:
• владеть навыками работы с интерактивной доской;
• знать и владеть специализированным программным обеспечением;
• обосновать педагогическую целесообразность применения интерактивной доски при изучении конкретной темы дисциплины и разработать методику проведения занятия с её использованием;
• собрать необходимый для проведения занятия учебный материал: текстовый, графический, видео, фото, звуковой и пр.;
• выбрать средства и инструменты ИД для проведения занятия;
• разработать сценарий занятия, используя программное обеспечение ИД.
Подводя итог, отметим, что интерактивная доска позволяет улучшить учебный процесс, поднять его на качественно новый уровень. Данная технология имеет следующие преимущества:
• во-первых, с её помощью учебный материал обогащается как с точки зрения его формы, так и содержания, позволяя преподавателям эффективно работать с различными образовательными ресурсами;
• во-вторых, предоставляется больше возможностей для взаимодействия преподавателя с курсантами и привлечения их к обсуждению учебных вопросов на занятиях;
• в-третьих, занятия, организованные с помощью ИД, становятся более интересными, насыщенными и увлекательными благодаря разнообразному и динамичному использованию ресурсов. Создаётся благоприятный эмоциональный фон, способствующий развитию мотивации и творческих способностей курсантов. При этом развивается импровизация, гибкость, творческий подход к изложению материала, стимулируется профессиональный рост преподавателя;
• в-четвёртых, повышается качество обучения за счёт более наглядных, интерактивных и динамичных способов изложения материала. "
ЛИТЕРАТУРА
1. Плаксина, И. В. Интерактивные образовательные технологии. -М.: ЮРАЙТ, 2018. 152 с.
2. Боброва, И. И., Трофимов, Е. Г. Информационные технологии в образовании: практический курс. 3-е изд., стер. - М.: ФЛИНТА, 2019. 195 с.
3. Мищенко, А. В., Волотко-вич, Д.А. Роль естественнонаучных дисциплин в формировании профессиональных компетенций курсантов военного вуза // Гуманитарные проблемы военного дела, 2019. № 4 (21). С. 175-179.
4. Горюнова, М.А., Семенова, Т.В., Солоневичева, М.Н. Интерактивные доски и их использование в учебном процессе. - Санкт-Петербург: БХВ-Петер-бург, 2010. 336 с.
Рис. 4. Анимированная визуализация методов приближённого вычисления определённых интегралов
