Loading AI tools
Из Википедии, свободной энциклопедии
Интерактивная доска (англ. interactive whiteboard, IWB) — это большой интерактивный экран в виде белой магнитно-маркерной доски. Интерактивная доска может быть представлена как автономным компьютером с большим сенсорным экраном, так и подключаемым к ноутбуку устройством, объединяющим проектор и сенсорную панель. Интерактивные доски используются в школьных кабинетах, переговорных, залах для групповых занятий, комнатах для дистанционного обучения и других помещениях.
Первые интерактивные доски были разработаны для использования в офисах. Они были созданы компанией Xerox PARC в 1990-е годы. Эти доски использовались для совещаний в малых группах и проведения круглых столов. В 1991 году компания Smart Technologies создала интерактивную доску, в которой использовалась проекционная технология.[1]
Ожидалось, что к 2008 году мировые продажи интерактивных досок достигнут объёма в 1 млрд USD. Futuresource Consulting в своём маркетинговом исследовании прогнозировали, что к 2011 г. интерактивные доски появятся в каждом седьмом учебном классе мира.[2] В 2004 году интерактивные доски были в 26 % учебных помещений начальной школы Британии.[3] Опрос, проведённый компанией Becta в 2007 году, показал, что интерактивные доски есть в 98 % средних и 100 % начальных школ.[4] К 2008 году среднее количество интерактивных досок на образовательное учреждение увеличилось до 18 в начальной школе (против 8 в 2007 году и 6 в 2005 г.), и до 38 в старшей школе (против 18 в 2005 году и 22 в 2007 г.).[5]
Интерактивная доска может быть представлена как автономным компьютером с большим сенсорным экраном, так и подключаемым к ноутбуку устройством.
Драйвер интерактивной доски, который устанавливается на подключаемый к ней компьютер, обычно работает как устройство взаимодействия с человеком (англ. human interface device, HID), такое же как компьютерная мышь. Проектор подключается к VGA, HDMI или иному видеовыходу компьютера для вывода изображения с рабочего стола на поверхность интерактивной доски.
Затем пользователь калибрует интерактивную доску, совмещая проецируемое изображение с сенсорной поверхностью, указывая несколько контрольных точек. После этого интерактивную доску можно использовать для запуска программ, нажатия кнопок и открытия меню, как это обычно делается с помощью мыши. Если требуется ввод текста, можно воспользоваться экранной клавиатурой или задействовать распознавание рукописного текста, если программное обеспечение доски имеет такую функцию. Это убирает необходимость обращаться к компьютерной клавиатуре при появлении таких задач.
Таким образом, интерактивная доска позволяет заменить как мышь, так и клавиатуру. Пользователь может проводить презентацию или урок, используя интерактивную доску в качестве единственного устройства ввода.
Кроме того, для большинства интерактивных досок разработано специальное программное обеспечение, которое предоставляет инструменты для расширения возможностей взаимодействия. Обычно оно включает в себя возможности бумажных флипчартов, ручек и маркеров, и даже виртуальных рулеток, транспортиров, циркулей, и других инструментов, которые могут быть полезны при проведении занятий.
Способы применения интерактивных досок:
Большинство досок, продаваемых во всем мире, используют одну из четырёх сенсорных технологий. Это инфракрасная, резистивная, электромагнитная и ультразвуковая.
Инфракрасная интерактивная доска представляет собой большую сенсорную поверхность, которая подключается к компьютеру и проектору. Доска обычно монтируется на стену или мобильную стойку. Движение пальца, пера или другого указателя по изображению создаёт помеху для прохождения инфракрасного света над поверхностью доски и фиксируется сенсором. При нажатии на поверхность доски программное обеспечение рассчитывает местоположение маркера или стилуса. Инфракрасные доски могут быть изготовлены из любых материалов.
Для работы с резистивной интерактивной доской может использоваться обычный стилус. В этом случае важен материал, из которого сделана поверхность доски. В большинстве резистивных систем мембрана, натянутая на поверхности доски, прогибается под нажатием, чтобы вступить в контакт с токопроводящей подложкой. Затем местоположение точки касания рассчитывается по показаниям датчиков и регистрируется как нажатие кнопки мыши . Повторим, что такие доски не требуют специальных перьев. Это даёт производителям резистивных систем возможность заявлять, что такие доски просты и интуитивно понятны в использовании. Однако, это больше зависит от конструкции доски, чем использованной в ней технологии.
Для работы с электромагнитной интерактивной доской используются магнитные перья. Она представляет собой массив проводов, встроенных под сенсорной поверхностью, которые взаимодействуют с катушкой в наконечнике стилуса для определения координат его местоположения. Само перо обычно является пассивным, то есть оно не содержит батареек или других источников питания; оно изменяет электрические сигналы, создаваемые доской. Например, если поднести перо близко к поверхности доски, то она может отреагировать на это перемещением указателя мыши. Рассмотренные ранее инфракрасные интерактивные доски не позволяют регистрировать перемещение указателя мыши, они фиксируют только клики. Когда перо касается поверхности, в нём активируется переключатель, что воспринимается доской, как нажатие кнопки. В стилус может быть встроен второй переключатель с противоположного конца и дополнительные кнопки. Их назначение определяется производителем программного обеспечения. Подобно расширенной версии графического планшета, используемого профессиональными цифровыми художниками и дизайнерами, электромагнитная интерактивная доска в точности имитирует действия мыши, и будет работать правильно, даже если пользователь станет опираться на неё рукой, а также позволяет распознавать несколько касаний одновременно.
Эта технология использует инфракрасный свет и ультразвуковое позиционирование. Технология работает подобно грому и молнии, вычисляя расстояние по разнице во времени между скоростью света и звука. Инфракрасные интерактивные доски доступны также в переносном формате. После установки системы на новом месте и подключения к компьютеру требуется простая повторная калибровка проецируемого изображения с помощью электронного пера. Устройство сканирует прямоугольную область. Как правило, в доску встраивается не одна такая область, что даёт возможность нескольким пользователям работать в разных частях доски одновременно.
Портативная доска с инфракрасным пером работает на различных поверхностях — на имеющейся маркерной доске или плоской стене. Даже обычную меловую доску такое устройство сможет превратить в интерактивную поверхность. Для USB-приемника сигналов не требуется батарея, поэтому устройство может быть установлено на потолке, если требуется стационарное решение. Изготовленные из легких материалов такие интерактивные доски легко транспортируются.
В интерактивном проекторе используется встроенная камера, так что проектор создаёт не только изображение, но также определяет положение активного ИК-пера, когда оно контактирует с поверхностью, на которую проецируется изображение. Это решение, разработанное в 2007 году и запатентованное в 2010 году американским производителем Boxlight[6], как и другие системы инфракрасных досок, не работает при возникновении непрозрачного препятствия между пером и приемником проектора в лице докладчика, и, к тому же не позволяет реализовать возможность перемещения указателя мыши, которая доступна в других решениях.
В некоторых классах интерактивные доски заменили традиционные маркерные доски, флип-чарты, видео/медиа-системы, такие как DVD-проигрыватели в комбинации с телевизорами. Даже там, где используются традиционные доски, интерактивные доски часто дополняют их. В некоторых случаях интерактивные доски дают возможность пользователям взаимодействовать с сайтами публичных объявлений или оставлять заметки с помощью графических онлайн-инструментов.
Средства записи позволяют записывать действия, выполняемые на интерактивном экране. Подключив к компьютеру микрофон, можно записать своё выступление, а созданную таким образом запись передать слушателям для повторного воспроизведения. Эта функция может существенно изменить подходы к обучению.
В последнее время интерактивные доски начали использовать для хорового чтения в классе. Например, имитирующие книги (mimic books) позволяют учителям проецировать на экран детские книги и взаимодействовать с ними, как с обычными бумажными экземплярами.
Городская Академия Диксонс[англ.] на севере Англии была первой образовательной средой из числа не колледжей или университетов, которая начала использовать интерактивные доски после того, как тогдашний директор школы Джон Льюис (Sir John Lewis) проявил интерес к развивающейся технологии.
Некоторые производители также предоставляют системы голосования, как часть их программного обеспечения для интерактивных досок. Например, простые портативные пульты, работающие через инфракрасные или радиосигналы, дают возможность проводить тестирование и опросы учащихся. Более сложные устройства позволяют вводить текстовые и числовые ответы и позволяют экспортировать статистику результатов учащихся для последующего анализа.
Объединяя возможности интерактивной доски и системы голосования, преподаватели могут не только объяснять материал, но и получать обратную связь от учеников для повышения эффективности учебного процесса или проведения официальных срезов знаний. Например, студент может решить задачу на интерактивной доске, выполнив чертеж условия задачи с использованием математических программных инструментов, а затем проверить свои знания, пройдя тестирование с помощью системы голосований. Для некоторых систем голосования дополнительно создают специальное программное обеспечение, которое содержит задания соответствующие государственным стандартам, что позволяет организовать с их помощью подгЦаяхотовку к выпускным экзаменам.
В настоящее время существует несколько исследований о влиянии использования интерактивных досок на эффективность обучения учащихся, результаты которых противоречат друг другу[7].
В рамках исследования, проведённого Лондонским институтом образования при финансировании Министерством образования и профессиональной подготовки (Department for Education and Skills, DfES), была проведена оценка образовательной и операционной эффективности «Проекта экспансии интерактивных досок в школы», являющегося частью программы London Challenge.
Как оказалось, при обучении детей 11-14 лет использование интерактивных досок практически не оказывает существенного влияния на успеваемость учащихся по математике и английскому языку, и чуть более заметно это влияние по предметам естественно-научного цикла. В тех же школах, при обучении детей 14-16 лет было обнаружено, что использование интерактивных досок имеет негативные последствия для математики и естественно-научных дисциплин, но положительно сказывается на обучении английскому (родному) языку.
Авторы приводят несколько возможных причин для объяснения полученных результатов, в том числе: статистическую ошибку второго рода (ложноотрицательное срабатывание); слабое владение методами обучения с использованием интерактивной доски, приводящее к снижению производительности учеников; а также с нерепрезентативной выборкой образовательных учреждений для внедрения программы, что в итоге привело к искажениям результатов[8].
В то же время есть данные, доказывающие повышение эффективности обучения с использованием интерактивных досок. Компания BECTA (Великобритания) представила результаты двухлетнего исследования влияния интерактивных досок на образовательный процесс. Это исследование показало значительные успехи в обучении, особенно на втором году, когда учителя уже приобрели навыки работы с интерактивной технологией[9].
В период с 2003 по 2004 год проект DfES по экспансии интерактивных досок в начальные школы (Primary Schools Whiteboard Expansion project, PSWE) выделил 10 млн фунтов 21-й административно-территориальной единице для приобретения и передачи в пользование интерактивных досок. Исследование, спонсируемое компанией BECTA, изучило влияние этих инвестиций, используя данные по 7272 учащимся в 97 школах.
Параметры, рассмотренные в исследовании, включали продолжительность воздействия технологии интерактивной доски, возраст учащихся (вплоть до отдельных дней рождения), пол, особые потребности, право на бесплатное питание в школах и другие социально-экономические группы. Реализация проекта и его влияние были оценены командой Манчестерского столичного университета (Manchester Metropolitan University) во главе с профессором Бриджит Сомех (Bridget Somekh). На сегодняшний день это самое крупное и продолжительное исследование по изучению влияния интерактивных досок.
Основной вывод этого крупномасштабного исследования состоял в том, что после длительного использования учителями интерактивной доски (к осени 2006 года, по меньшей мере, два года) её применение встраивается в их методику преподавания как вспомогательный элемент для улучшения взаимодействия с обучаемыми. Авторы исследования утверждают, что «посредническая функция интерактивности» является здравой концепцией, предлагающей «теоретическое объяснение выявленной в ходе MLM-анализа связи между продолжительность обучения учащихся с применением интерактивных досок и их прогрессом в сдаче национальных тестов год от года».
Исследование показало, что технология интерактивной доски привела к стабильным улучшениям результатов по всем предметам и во всех возрастных группах, особенно на втором году применения. Это указывает на то, что ключевыми факторами, влияющими на образовательный процесс, являются как сам факт внедрения технологии, так и опыт владения ей со стороны преподавателя.
Прирост определялся по тому, насколько месяцев группа обучаемых опередила стандартную программу за два года исследования.
В младших классах, возраст 5-7 лет:
Были получены также очевидные доказательства аналогичного влияния при обучении детей в возрасте от 7 до 11 лет.
Неблагоприятного влияния не было замечено ни в одной возрастной группе.
Дерек Гловер (Derek Glover) и Дэвид Миллер (David Miller) провели исследование по педагогическому воздействию интерактивных досок в средней школе. Они обнаружили, что, несмотря на то, что интерактивные доски теоретически предоставляют гораздо больше возможностей, чем просто компьютер, их потенциал остается нереализованным, если они используются только в качестве дополнения к обучению. Основной целью исследования было выяснение регулярности и способов использования интерактивных досок в классе. Чтобы определить, были ли какие-либо изменения в методике или стратегиях преподавания, исследователи провели подробное анкетирование[10].
Вот некоторые из преимуществ использования интерактивных досок:
В соответствии со статьёй в газете The Washington Post от 11 июня 2010 года:
Многие ученые сомневаются в достоверности исследований, проведенных при поддержке производителей оборудования, в которых улучшения в результатах тестов необоснованно связывают с использованием их продуктов. А некоторые идут дальше. Они утверждают, что самое распространенное устройство будущего, интерактивная доска — по существу гигантский интерактивный экран компьютера, который подменяет собой обычные доски в учебных классах по всей Америке и вынуждает учителей проводить не занятия, а лекции, как это было принято в 19-м веке, в противовес современным моделям обучения, которые делают акцент на совместной работе в малых группах, что поддерживают многие реформаторы.[12]
Эта же статья цитирует Ларри Кубана (Larry Cuban), заслуженного профессора Стэнфордского университета:
Вряд ли есть какие-либо исследования, которые ясно продемонстрируют, что интерактивные доски улучшают успеваемость.[12]
Статья, размещённая на веб-сайте Национальной ассоциации руководителей средних школ, подробно рассказывает о преимуществах и недостатках интерактивных досок[13]. В докладе об интерактивных досках из Лондонского института образования говорилось:
Хотя новизна технологии первоначально приветствовалась учениками, любой стимул к мотивации кажется недолгим. Статистический анализ не показал какого-либо влияния на результаты учеников в первый год применения технологии, когда образовательные учреждения были полностью укомплектованы данным оборудованием.[8]
В докладе были освещены следующие вопросы:
Интерактивные доски могут использовать одну из нескольких типов сенсорных технологий для отслеживания взаимодействия с поверхностью экрана: резистивная, электромагнитная, инфракрасная, лазерная, ультразвуковая и на основе камер (оптическая).
Интерактивные доски обычно доступны в двух вариантах: прямой и обратной проекции.
Большинство современных интерактивных досок относятся доскам прямой проекции. Некоторые производители оснащают свои решения механизмом для подъёма и опускания доски, что позволяет подстроиться под пользователей разного роста.
Некоторые производители предлагают проекционные системы с коротким фокусом, в которых проектор со специальным широкоугольным объективом установлен намного ближе к поверхности интерактивной доски и излучает вниз под углом около 45 градусов. Они значительно уменьшают эффект отбрасываемой тени, свойственной традиционным системам прямой проекции, и исключают возможность попадания света проектора в глаза выступающего. Риск кражи проектора, что актуально для некоторых школьных округов, уменьшается за счёт объединения проектора с интерактивной доской в единое устройство.
Некоторые производители обеспечили рынок системами, в которых доска, короткофокусный проектор и аудиосистема объединены в единое устройство с изменяемой высотой, что позволяет маленьким детям и инвалидам доставать до любой части доски. Отсутствие затрат на установку делают эти короткофокусные проекционные системы экономически сообразными.
В большинстве случаев сенсорная поверхность должна быть первоначально откалибрована с отображаемой картинкой. Этот процесс представляет собой отображение на сенсорной поверхности нескольких точек и указания пользователем этих точек стилусом или пальцем. Этот процесс называется совмещением, калибровкой или ориентировкой. Стационарное крепление проектора и доски к потолку и стене значительно уменьшают или устраняют необходимость калибровки.
Некоторые интерактивные доски обладают функцией автоматической калибровки. Технология автокалибровки была разработана исследовательской лабораторией Mitsubishi Electric[16]. Компьютер проецирует на сенсорную поверхность последовательность белых и чёрных полос, образующих цифровой код, а светочувствительные датчики, расположенные за сенсорной поверхностью, обнаруживают свет, проходящий через сенсорную поверхность. Эта последовательность позволяет компьютеру автоматически совместить сенсорную поверхность с изображением; однако у этого способа есть и недостаток, заключающийся в том, что на резистивной сенсорной поверхности, где присутствуют датчики света, имеются «мертвые точки». Но «мертвые точки» настолько малы, что касания в этой области все ещё распознаются на компьютере должным образом.
Другая система включает в себя датчик освещенности, встроенный в проектор и обращённый к экрану. Проектор выводит на доску специальное изображение для калибровки, а датчик обнаруживает изменения в отражении света от чёрной границы и белой поверхности доски и выполняет «обучение». Таким образом он может однозначно вычислять все коэффициенты линейного матричного преобразования.
Ещё одна система автоматической калибровки работает за счёт встроенной в перо камеры и добавляемых к проецируемому изображению незаметных для человеческого глаза меток с информацией о местоположении. Камера обнаруживает эти метки и вычисляет положение пера, не требуя никакой калибровки. Подобная технология была встроена в устройство Penveu[17].
Для интерактивных досок доступны различные аксессуары:
Существует множество обзоров литературы, результатов исследований и документов об использовании интерактивных досок в классе:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
