Глава 1. Теоретические основы использования интерактивной панели в деятельности учителя математика

1.1. Устройство и дидактические функции интерактивных панелей в процессе подготовки студентов педагогического вуза

Интерактивное оборудование – это технические средства, позволяющие осуществлять взаимодействие человека с определенной информацией посредством прямых прикосновений к поверхности или с помощью управления контентом на расстоянии (сенсорный дисплей, проекционная система с датчиками движения, экран, оснащенный модулем KINECT и т.п.). К такому оборудованию относятся интерактивные доски, панели, столы, стены, проекторы, трибуны и др. Интерактивное оборудование, наряду с компьютерами, мобильными устройствами составляют совокупность технических средств современных интерактивные средства обучения. К интерактивным средствам обучения, помимо технических устройств, также следует отнести специализированное программное обеспечение к них, дидактические средства, которые дают возможность учителю в ходе интерактивного диалога активизировать познавательную деятельность обучающихся []. Составные компоненты интерактивны средств обучения представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Компоненты интерактивных средств обучения

В.А. Кошкина, Е.А Пазенко выделяют две взаимосвязанные составные части интерактивных средств обучения: интерактивное оборудование и интерактивный учебный комплект (рис.2).

Рис. 2 – Комплекс интерактивных средств обучения на базе информационных технологий []:

Здесь важно именно взаимодействие обучающихся с техническими средствами, содержащими определенную информацию в виде «интерактивного диалога», который И. В. Роберт определяет как взаимодействие пользователя с программной системой на основе реализации развитых средств его ведения, когда обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, а также режимов работы [3].

О.И. Ваганова, Л.А. Хохленкова под интерактивными средствами обучения понимают различные технические средства и устройства, работающие на базе процессорной и вычислительной техники, обеспечивающие обучение в режиме диалогового взаимодействия пользователя с персональным компьютером [ ].

Технические средства постепенно совершенствуются, так на смену интерактивным доскам, приходят интерактивные панели, основное преимущество которых состоит в их автономности, т.е. для их функционирования не нужны дополнительные приспособления. Интерактивная панель, представляет собой самостоятельное устройство: сенсорный дисплей, который работает на собственном программном обеспечении [1.1.1]. Установка и эксплуатация интерактивных панелей не вызывает особых затруднений, весь интерфейс аналогичен планшетам, смартфонам, персональным компьютером. Интерактивная панель (интерактивный комплекс, мультиборд) – моноблоком-компьютера с интерактивным сенсорным дисплеем мульти-тач [ с.5]. Касания пальцем или стилусом экрана панели заменяют не только работу с обычной компьютерной мышкой, но и действия, связанные с выполнением записей на традиционной или маркерной доске. При этом на панели могут одновременно писать, рисовать несколько пользователей. Поэтому нередко при проведении занятий отдается предпочтение не меловой доске, а интерактивным средствам обучения.

О преимуществах в работе с интерактивными панелями указывают как педагоги и школьники, так и авторы [], в частности, сравнивающие особенности использования интерактивной доски и панели в учебном процессе. При этом ряд исследований [1.1.1, 11, 2] посвящен рискам для здоровья, самочувствию обучающихся, их физической активности при использовании интерактивных панелей. Здесь главное правило – «все хорошо в меру». Поэтому мы не говорим о полной замене традиционных меловых досок их интерактивными аналогами, а о разумном использовании возможностей интерактивных панелей для интенсификации учебного процесса.

С.В. Николаев выделяет возможности интерактивной панели, которые связаны в первую очередь с упрощением и облегчением деятельности учителя, которые раскрывают неоспоримые преимущества панели перед традиционной меловой доской и интерактивной доской. Укажем отдельные из них:

1. Электронный маркер всегда пишет.

2. Многоцветность (легко менять цвет маркера).

3. Чистые и здоровые руки.

4. Нет ограниченности в пространстве для написания и возможность возвращения к написанному.

5. Информацию на панели можно сохранить в виде файла или видеоролика.

6. Нет вредного яркого воздействия белого света на глаза.

7. Работать можно под любым углом, не боясь отбросить тень на изображение [112, с. 244].

Анализ собственной работы с интерактивной панелью (преимущественно работа с панелью EdFlat) позволил выделить основные достоинства и недостатки в процессе обучения математическим дисциплинам.

К основным достоинствам относятся:

- удобство записи и выделения (руки не в мелу, различные способы начертания, цветового выделения);

- автономное средство (не требующее дополнительных устройств) для демонстрации обучающих видео, электронных учебников и т.п.;

- возможность организации фронтальной работы с интерактивными заданиями;

- возможность использовать специализированные математические программы;

- аккуратность при построении чертежей, схем, таблиц, в том числе с использованием специальных инструментов и фоновой страницы;

- «безразмерность» доски (возможность сдвигать рабочую область при записи);

- сохранение предыдущих записей, запись видео работы на панели и др.

Среди основных недостатков интерактивных панелей укажем следующие:

- сбои технического характера (зависимость от наличия электричества, может зависнуть);

- чувствительность к касаниям;

- при долгом использовании устают глаза;

- своей яркостью, динамичности отвлекает внимание от сути учебного материала;

- опасность утраты определенных навыков (построение с помощью линейки, циркуля на обычной доске) и т.д. [].

Заметим, что только первые два недостатка не связаны с организацией учебного процесса. Последние достаточно просто снимаются при ограниченном использовании интерактивных панелей, дозированном, уместном включении функционала панелей, когда основные навыки уже отработаны.

Ряд авторов также выделяют методические возможности, которые имеют интерактивные панели для организации образовательного процесса, при этом преимущественно акцентируется внимание на характеристиках, относящихся к определенному предмету, определенному виду панелей, связанные с решением определенных дидактических задач [].

Обобщив результаты имеющихся исследований в данном направлении, систематизируем их при более подробно остановимся на потенциале для организации учебного процесса интерактивной панели EdFlat со встроенным модулем OPS.

Основные направления в работе с интерактивными панелями, которые характеризуют их возможности для организации учебных занятий:

1) офлайн информационный инструмент (создание и сохранение информации, считывание данных с внешних носителей, работа с текстовыми, табличными редакторами, демонстрация презентаций, запись видео, работа с электронными книгами и т.п.);

2) использование онлайн ресурсов (учебные видео, открытые образовательные платформы, онлайн диагностики, интерактивные задания, видео-конференции, онлайн-экскурсии, создание QR-кода, чтобы поделиться изображением экрана, онлайн-доски и иные учебные сервисы);

3) использование (онлайн и офлайн) специализированных программных средств по предмету, т.е. они могут быть установлены на панели или использоваться в демонстрационном режиме;

4) встроенные инструменты панели (программное обеспечение) для создания интерактивных уроков.

Указанные направления взаимосвязаны, но их выделение позволит четко разграничить преимущества интерактивных панелей над другими учебными техническими средствами. Первые три направления раскрывают возможности панели аналогичные работе с персональными компьютерами/планшетами с доступом к сети Интернет. Последнее направление раскрывает возможности замещения меловой и маркерной доски интерактивной панелью, поэтому именно оно заслуживает особого внимания. В тоже время учет обозначенных направлений, позволит нам в дальнейшем определить набор дидактических функций интерактивных панелей в процессе подготовки обучающихся.

Осуществлять работу на интерактивной панели, как на доске есть возможность при выборе разных источников сигнала.

При вызове бокового меню (раскрывающиеся области права и слева экрана) появляется значок для записи поверх запущенных приложений. Также в центральной части экрана есть возможность перехода к интерактивной доске посредством выбора специального значка с надписью Board или Whiteboard (рис. 3)

Рис. 3 – Основной экран интерактивной панели EdFlat

На панели есть «Боковое меню» (расположено справа и слева на корпусе панели), кнопки которого повторяют ряд инструментов «Основного меню» интерактивной панели, которые могут быть представлены в развернутом виде (рис.4) или свернутом виде (рис.5).

Рис. 4 – Кнопки «Бокового меню» и «Основного меню» (в развернутом виде) интерактивной панели EdFlat

Рис. 5 – Основное меню (в свернутом виде)

Кнопки бокового меню позволяют выполнять наиболее востребованные операции, характерные для разных направлений деятельности: «Вызов основного меню (режим аннотации)», «Выбор и перетаскивание элементов», «Новая страница», «Вперед/назад», три цвета написания, «Выделение», «Изящная кисть» (сглаживает начертание, например, вместо не очень ровной окружности выведенной «от руки», появляется «ровная» фигура), «Ластик», «Отмена последнего действия», «Очистка экрана», «Ввод текста», «Режим видеосъемки», «Режим фотографий», «Создание папки», «Мягкая клавиатура».

Отдельные из этих кнопок повторяются в «Основном меню» (свернутый (краткий) вид) – основном элементе управления интерактивной панелью в режиме аннатации: «Домой» — развернуть меню в полном режиме, «Мусорное ведро» — удаление элементов, «Карандаш в центре» — смена цвета, переключение в режим указателя, «Вперед/назад» — перемещение по страницам, «Указатель» — перетаскивание меню в любое место экрана [].

Соответствующие инструменты представлены и в «Основном меню» (развернутом виде), но в более широком формате. Некоторые из них являются универсальными и могут использоваться для организации процесса обучения любому предмету, другие более специфичны. Мы остановимся на универсальных инструментах и тех, которые относятся к области «Математика». На всплывающей панели эти инструменты разбиты на четыре блока (рис.4):

1) ведущий (верхний). Размещенные здесь кнопки во многом дублируют кнопки бокового меню. Они являются ведущими при выполнении записей на интерактивной панели. Здесь есть создание нового рабочего листа, переход к последующему или предыдущему листу, отмена/возвращение изменений, писать/стирать, захват и передвижение рабочего листа, курсор для перехода к редактированию выбранного объекта (изображение, текст) (рис.6). Таким образом, созданный один раз объект можно копировать, изменять его цвет, выполнять отображения; несколько объектов можно группировать, располагать на разных слоях, присоединять гиперссылку и т.п.;

Рис. 6 – Меню работы с выбранным с помощью курсора объектом

2) интерактивный. Этот блок представлен пятью пунктами с раскрывающимися вкладками и двумя с дополнительными материалами, направленными на обеспечение интерактивного характера обучения, способствующий облегчению работы преподавателя и активизации познавательной деятельности обучающихся, повышению уровня визуализации, интенсификации учебного процесса и т.д. Укажем эти 5 пунктов меню и кратко охарактеризуем их.

«Аннотация» – создание различных видов записей, подчеркиваний, выделений, переход от рукописного текста к печатному;

«Рисование» – изображение некоторых кривых, дуг, геометрических фигур, возможность их заливки. Также здесь в пунктах «Общие» и «Образование. Математика» возможны коллекции геометрических объектов (многоугольники, многогранники, тела вращения, части круга, отрезки с отмеченными точками, лучи и т.д.) и кривых второго порядка (рис. 7). Особого внимания заслуживает наличие шаблона прямоугольной декартовой системы координат, числовой оси, построение которых на уроках математики без специальных заготовок требует значительного времени.

Рис. 7 – Пункт «Рисование» интерактивной панели EdFlat

«Инструменты» – дополнительные интерактивные элементы для организации учебного процесса (рис. 8). «Прожектор» освещает небольшую часть экрана при невидимой остальной. «Шторка экрана» закрывает прямоугольную часть экрана и постепенно можем ее открывать. «Волшебная наклейка» позволяет не только закрыть объекты на экране метками, но и организовать случайный выбор спрятанных объектов. «Рулетка», «Таймер», «Веб-камера», «Калькулятор», «Лупа», «Рулетка», «Клавиатура», «Скриншот», «Запись экрана» выполняют соответствующие функции, присущие реальным объектам. «Браузер» позволяет просматривать страницы, файлы, работать с ними, как с рисунками, изменяя размеры, выполняя обрезку и т.п. Также в этой части есть чертежные инструменты: транспортир, линейка, циркуль, угольник, незаменимые на уроках геометрии.

«Фон» – выбор вида страницы для работы (белый, цветной, в клетку и др.) или использование пользовательского.

Рис. 8 - Пункт «Инструменты» интерактивной панели EdFlat

«Страница» – возможность вернуться к предыдущим страницам экрана, к предыдущим записям, рисункам.

«Материалы» и «Приложения»– использование коллекции графических объектов [].

3) дополнительный. Создает дополнительные возможности при выполнении записей, рисовании: выбор цветовой палитры, толщины и вида линии, очистка всего экрана, а также переход к видеокамере, генерирование QR-кода, считать который можно с помощью сканнера баркодов для сохранения изображения на мобильное устройство.

4) работа с файлами. Иконка позволяет организовать работу с внешним видом панели инструментом (основное меню в раскрытом виде) и с документами: открыть, сохранить, импортировать, экспортировать файлы, их печать.

Конечно, эти блоки не обособленны друг от друга, а дополняют возможности каждого. Интерактивный потенциал панели заключаются, в частности, в возможности перемещать произвольные объекты, изменять их место расположения, размеры. Для этого мы или создаем новый файл и наполняем его соответствующими объектами, или импортируем уже готовый файл с размещенными на нем данными (один лист, один слайд, одна страница). Аналогичным образом мы поступаем при использовании инструментов «Шторка», «Волшебная наклейка», «Прожектор». В файле могут быть скрыты или «подсвечены» объекты непосредственно на уроке и тогда есть вероятность, что ученики увидят верные ответы, а можно сохранить соответствующий документ заранее на панели. Для этого мы импортируем нужный файл, выполняем определенные действия посредством инструментов панели, а далее сохраняем на панели. При необходимости сохраненные документы можно использовать при проведении занятий в разных группах, и если изменения не сохранены, то каждый раз будет возникать корректное начальное задание.

Исходя из сказанного, выделяем, что для интерактивных панелей свойственны в первую очередь, такие возможности активизации учебного процесса, как интерактивность, широкий визуальный ряд, динамичность представления информации. Реализация интерактивного взаимодействия с контентом проявляется в возможности перетаскивать, сопоставлять, накладывать, дополнять, трансформировать объекты, непосредственно действовать с рабочим материалом (заполнять пропуски, подчеркивать, дополнять чертеж и т.п.), выполнять онлайн интерактивные задания и др.

Визуальный ряд достаточно широк. Это и готовые шаблоны геометрических фигур, многоцветность изображения, яркие акценты, использование презентаций, различных видов мультимедиа.

Применение интерактивных панелей предполагает наличие неоспоримых преимуществ в визуализации информации перед традиционными средствами обучения. Наряду с этим в современных научных исследованиях показано влияние использования электронных технологий на формирование нарушений зрения, функционирование нервной, сердечно-сосудистой систем и т.д. [1.1.1]. Таким образом, только необходимая, уместная визуализация, соблюдение требований к цветовой композиции, смена видов работ обучающихся.

Динамичность в представлении информации. Обучающиеся становятся субъектами учебного процесса участвуя в исследованиях, экспериментах реализуемых с помощью специализированных программ на интерактивной панели. Легкий переход от одного вида информации к другому, возможность дополнить изучаемый материал гиперссылками для перехода к пояснениям, прослушиванию или просматриванию определенной информации.

Исходя из обозначенных основных направлений в работе с интерактивными панелями, характеризующих их возможности для организации учебных занятий, укажем дидактические функции, которые могут быть решены посредством данных технических средств. При выделении дидактические функции интерактивных панелей в процессе подготовки студентов педагогических вузов мы ориентировались в определенной степени на функции присущие мобильным и интерактивным средствам обучения [ , ].

Среди дидактических функции интерактивных панелей в процессе подготовки студентов педагогических вузов выделяем учебные функции и профессионально-пропедевтическую.

Учебные функции состоят в том, что интерактивная панель выступает, как средство обучения, т.е. эти функции, направленны на достижение студентом предметных результатов.

К учебным функциям относятся:

- мотивационно-стимулирующая: появляются дополнительные возможности для оригинального представления учебного контента; визуальный, динамический ряд, интерактивность в работе способствуют стимулированию интереса к предмету, желание выходить к доске, способствует развитию познавательной деятельности;

- информационно-образовательная: возможность расширения знаний по учебному предмету, использование разных источников информации, демонстрация симуляторов, электронных учебных пособий, видео, интерактивных заданий и т.д., направлено на сознательное усвоение материала;

- поисково-исследовательская: обеспечение возможности выполнения групповых и индивидуальных проектов, организации исследовательской работы посредством привлечения специальных программ, а также наличие возможности защиты и представления результатов;

- контрольно-диагностическая: возможность обеспечения контроля посредством одновременной демонстрации своих результатов, при синхронной и асинхронной деятельности в рамках реализации смешанного обучения; тестирования, опросы, диагностики с отображением результатов, определение уровня готовности к занятиям;

- развивающе-воспитательная: развитие наблюдательности, пространственного воображения, критического мышления, творческих способностей обучающихся; возможность проведения разноплановых воспитательных мероприятий, в том числе в рамках учебных занятий;

- коммуникативная: возможность организации сетевого обсуждения при гибридном обучении, высказывание предположений, аргументация своего мнения, корректная формулировка при выстраивании утверждений интерактивных заданий;

- организационная: возможность выбора различных образовательных технологий, форм, методов обучения.

Профессионально-пропедевтическая функция позволяет рассматривать интерактивную панель, как предмет освоения, т.е. осуществляется направленность на решение студентом профессиональных задач с использованием технологий, реализуемых посредством данного средства обучения. Реализуется развитие профессиональных умений в осваиваемой области знаний (математике и методике обучения математике), «обучение через сотрудничество», практическая подготовка к профессиональной деятельности. К тому же подготовка студентов к использованию такого оборудования, как сенсорная панель, позволит им чувствовать себя более уверенно в период педагогической практики и дальнейшей профессиональной деятельности.