Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Человеческое сознание устроено так, что мы запоминаем около 10 - 15% от услышанного и около 80% от увиденного.

Системы визуализации учебного материала существуют давно: классический пример - обыкновенная школьная доска. Однако можем ли мы отобразить на обычной школьной доске весь объем разноплановой информации, с которой сталкивается учащийся? Мы живем в мире информации. Информационные потоки сегодняшнего дня требуют современных средств визуализации.

И поэтому на смену классические символам школьной жизни - доске и мелу приходят высокотехнологичные интерактивные доски. Использование интерактивной доски на уроке - это не только возможность увлечь школьников интересным материалом, но и самому учителю по-новому взглянуть на свой предмет.

Использование интерактивной доски на уроке одинаково плодотворно независимо от специфики предмета - физика, химия, биология, литература, русский или иностранный язык. С помощью интерактивной доски гораздо легче проводить нестандартные уроки, такие как тренинг, семинар, круглый стол и многие другие.

Опираясь на выше изложенное, можно утверждать, что тема является актуальной в настоящее время.

Объект - процесс обучения информатике с использованием интерактивных технологий

Предмет - организация обучения информатике с использованием интерактивной доски

Цель работы - разработка методических рекомендаций и создание дидактических материалов для проведения урока информатики

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1) определить роль интерактивных технологий в современном образовательном процессе;

2) исследовать аспекты применения интерактивной доски в образовательном процессе;

3) создать дидактические материалы для уроков информатики;

4) разработать методические рекомендации к использованию дидактических материалов для уроков информатики.

1. Психолого-педагогические аспекты визуализации учебного контента

1.1 Теоретические основы визуализации учебной информации

Американский психолог Рудольф Арнхейм ввел термин «визуальное мышление», а его работы положили начало современным исследованиям роли образных явлений в познавательной деятельности. Суть визуального мышления лучше всего иллюстрирует пример самого Р. Арнхейма. Петру и Павлу задали одну и туже задачу: «Сейчас 3 часа 40 минут, сколько времени будет через полчаса?» Петр поступает так: Он помнит, что полчаса - это тридцать минут, поэтому надо 30 прибавить к 40. Так как в часе только 60 минут, то остаток в 10 минут перейдет в следующий час. Так он приходит к ответу: 4 часа 10 минут.

Для Павла час - это круглый циферблат часов, а полчаса - половина этого круга. В 3 часа 40 минут минутная стрелка стоит под косым углом слева на расстоянии двух пятиминутных делений от вертикали. Взяв эту стрелку за основу, Павел разрезает диск пополам и попадает в точку, которая находится в двух делениях справа от вертикали, на противоположной стороне. Так он получает ответ и переводит его в числовую форму: 4 часа 10 минут.

И Петр, и Павел решили эту задачу мысленно. Петр переводит ее в количества, не связанные с чувственным опытом. Он производил операции с числами по тем правилам, которые он усвоил с детства: 40+30=70; 70 - 60=10. Он мыслил «интеллектуально». Павел же применил в этой задаче соответствующий визуальный образ. Для него целое - это простая законченная форма, половина - это половина этой формы, а ход времени - это не увеличение арифметического количества, а круговое движение в пространстве.

Это и есть «визуальное» мышление, то есть мышление посредством визуальных операций. Другими словами, визуальные образы являются не иллюстрацией к мыслям автора, а конечным проявлением самого мышления. В отличие от обычного использования средств наглядности, работа визуального мышления есть деятельность разума в специальной среде, благодаря которому и становится возможным осуществить перевод с одного языка предъявления информации на другой, осмыслить связи и отношения между ее объектами. А.Р. Лурия, исследуя познавательные процессы, выделил «ум, который работает с помощью зрения, умо-зрительно».

В конечном счете, мышление едино: если преподаватель активизирует визуальное мышление своих учеников (даже не совсем осознанно и опосредованно), то тем самым воздействует на их мышление «в целом».

Другой пример Р. Арнхейма касается рисунков шестилетней американской девочки, которая при помощи червонных сердечек изображает руки, носы, кулоны, лиф платья - декольте и т.д. Сердечко - это простая и удобная форма, но девочка применяет ее совершенно оригинально. Она открыла шаблон, который соответствует ее собственному чувству формы и в то же время отвечает внешнему виду очень многих вещей в этом мире. Этот пример подтверждает, что форма визуализации - это субъективное образование, и каждый способен создать свой собственный образ предлагаемой информации и не всегда может понять образы, предлагаемые учителем.

Активное владение наглядным материалом возможно только в том случае, когда объекты мышления при помощи образа наглядно объясняются. Иногда преподаватели считают, что простой показ картинок, изображающих определенный объект, позволяет ученикам тут же подхватить мысль. Это не всегда оправдано. Никакую информацию о предмете не удается непосредственно передать наблюдателю, если не представить этот предмет в структурной ясной форме. Педагог должен помочь восприятию, но не словами, а структурированием рисунка. Каждая фраза, раскрывающая содержание отдельного утверждения учебной теории может быть зафиксирована в виде знаков, схем или рисунка. Именно эти образы и применяются для восприятия, усвоения и переработки информации. Впоследствии любую знаковую информацию ученик сможет подразделить на отдельные относительно самостоятельные образования, среди которых встретятся знакомые, одинаковые или же неизвестные. Исследования психологов подтверждают, что «восприятие не является результатом простой поточечной передачей изображения из рецепторов в мозг. При восприятии некоторой картины человек группирует одни ее части с другими частями, так что вся картина в целом воспринимается как нечто определенным образом организованное». Аналогично этому, любая учебная информация, содержащая наглядность, компонуется в сознании учеников из знакомых и подлежащих усвоению учебных элементов в единый визуальный образ. Как верно отметил Р. Арнхейм, «восприятие и мышление нуждаются друг в друге, их функции взаимодополнительны: восприятие без мышления было бы бесполезно, мышлению без восприятия не над чем было бы размышлять». Важно, чтобы они, дополняя друг друга, образовывали бы новую ступень мышления - визуально-логическую (умо-зрительную, по А.Р. Лурии). Активное восприятие знаковой учебной информации требует специальной организации, продуманных способов подачи учебного материала.

Обобщенная схема организации и предъявления учебного материала, как правило, включает в себя три звена, взаимообусловленных и тесно связанных между собой:

1 - набор изученных ранее известных учебных элементов (ИУЭ);

2 - главное содержание целенаправленной деятельности студентов, основные учебные элементы (ОУЭ);

3 - элементы учебного материала, который лишь впоследствии должен стать основным, а пока как бы предвосхищает часть будущего материала (БУЭ).

Первое и третье звенья являются второстепенными, но они представляют собой фон для усвоения главного основного материала второго звена. Это можно представить в виде следующей схемы.

1 2 3

ИУЭ ОУЭ БУЭ

Таким образом, обучение ведется, опираясь на прошлое и будущее с учетом трех закономерностей нашей памяти (оперативной, кратковременной и долговременной). Технология визуализации учебной информации позволяет максимально учитывать данную закономерность. Предварительно бегло просматривая изображение, ученик перемещает взгляд от одной детали к другой, сравнивает их, возвращаясь к основным моментам каждого фрагмента, анализирует отдельные элемента. Повторение отдельных этапов, неоднократное совершенствование навыков визуальной деятельности направлены на распознавание и формирование целостной системы, отвечающей поставленной задаче. Такая система быстро восстановится всякий раз, как возникнет необходимость, даже по истечении значительного времени. Ученые называют это «работой визуального мышления».

Н.А. Резник исследует особенности визуального мышления на примере математических дисциплин и выделяет следующие средства визуального представления информации:

чертеж - самое жесткое средство геометрического способа предъявления информации;

формульный способ, который хоть и можно отнести к визуальной форме, мало ассоциируется с наглядными представлениями студентов;

символически-наглядные средства, то есть условные знаки, которые своими начертаниями дают возможность визуального восприятия их смысла.

К этим основным средствам следует добавить ассоциативные опорные сигналы, изобретенные В.Ф. Шаталовым, в которых за одним словом, знаком, цифрой в воображении учеников разворачиваются целые картины образов.

Чтобы ученик в любой момент мог письменно или устно расшифровать каждое из нестандартных обозначений, Н.А. Резник правомерно рассматривает также словесный способ предъявления информации, который предполагает выбор специальных терминов, составление определений, отработку формулировок законов и правил.

Из этих основных элементов визуальных средств компонуются различные формы специальным образом структурированной информации, работа с которыми и является методической составляющей технологии визуализации.

Изучая процессы понимания, психологи констатируют факт, что учебная информация может быть воспринята, но не понята или недостаточно понята. Понимание текста стало предметом изучения лишь в начале 80-х годов. Понимание рассматривается как трехступенчатый процесс. Первая ступень связана с пониманием предложений, переводом их в глубинные структуры, которые могут быть описаны как своего рода «фреймы», а вторая - с пониманием связного текста, поиском межпозиционных связей при помощи процедуры логического вывода, умозаключения и т.п. Третья ступень заключается в использовании знаний, имеющих отношение к тексту.

Особую важность имеют в этой связи исследования психолингвистов, которые установили феномен неоднозначности понимания одного и того же текста разными учащимися. Именно в феномене неоднозначности или интерпретации текста кроется одна из причин трудности процесса понимания.

Ученые в области психосемиотики установили и другие психологические особенности понимания текстовых форм (учебников, инструкций, текстовых документов), которые заключаются:

в несоответствии логики написания текстовых форм с психологией «пользователя»;

зависимости содержания познавательного образования от перцептивных возможностей учеников с разными когнитивными стилями и разными уровнями развития;

рассогласованности логики текстовых форм с логикой и структурой действий обучаемого.

В современных подходах к обучению все шире используются наработки НЛП (нейро-лингвистического программирования) - не только в психологии общения, но и в частных дидактиках. С точки зрения НЛП-подхода, у человека существует несколько репрезентативных систем. Каждая система - это совокупность элементов, позволяющих представлять (репрезентировать) в психике необходимую информацию. По характеру доминирующей модальности представления информации репрезентативные системы делятся на:

визуальную - в виде образов (доминирует зрение);

аудиальную - в виде звуков и слов (доминирует слух);

кинестическую - (доминируют двигательные ощущения);

полимодальную - (преобладают обобщенные представления, мыслительные процессы).

Такое деление соответствует описанным П.П. Блонским видам памяти: «Моторная память или память-привычка, образная память или память-воображение, логическая память или память-рассказ». Педагогу полезно знать основные характеристики учащихся «визуалов», «аудиалов» и «кинестиков».

«Визуалы», запоминая и вспоминая, видят конкретные образы, стараются буквально увидеть то, о чем читают. Тогда знания, абстрактные для других, становятся для них образными и конкретными. Внешне их можно отличить по активной жестикуляции, они артистичны. Быстрее других усваивают информацию, подаваемую в виде демонстрации карт, графиков, наглядных пособий. «Визуалу» при выполнении учебного задания необходимы ясные и конкретные инструкции. Для них конспект и учебник лучше, чем устная речь.

«Аудиалы», запоминая и вспоминая, слышат слова, лучше усваивают устное объяснение, подробное, с причинно-следственными связями. Даже хорошо выучив урок, будут отвечать с продолжительными паузами, если последовательность вопросов не соответствует логике изложения материала. Такому учащемуся иногда надо напомнить начало, чтобы дальше он сам прекрасно ответил. Сложности они испытывают при предъявлении незавершенных творческих инструкций. Такие учащиеся обладают хорошей грамотной речью, легко и правильно выполняют задания «по аналогии».

«Кинестиков» легко выделить внешне по поведению: их отличает постоянная отвлекаемость от процесса обучения, повышенная саморазвлекаемость. Но именно эти ученики быстрее других делают лабораторные работы и работы на компьютере, лучше усваивают материал, если им дают возможность проявить самостоятельность.

Исследования показывают, что хорошо успевающие ученики владеют, кроме ведущей, еще одной дополнительной системой хранения информации, а слабоуспевающие - не используют дополнительных систем. Поэтому, если способ передачи знаний отличается от соответствующей этому студенту репрезентативной системы, то ему необходимо дополнительное время для «перевода» получаемой информации в привычную форму или ассоциации. Таких временных пауз в реальном учебном процессе ему не предоставляют.

Технология визуализации направлена на более полное и активное использование природных возможностей учеников за счет интеллектуальной доступности подачи учебного материала. Сочетание визуального образа, текста, устного пояснения преподавателя подводит студента к стереоскопичности восприятия, которая многократно усиливается при использовании возможностей компьютера. Полисенсорное восприятие учебной информации не просто позволяет каждому студенту обучаться в наиболее благоприятной, органичной для него системе, но, главным образом, стимулирует развитие второстепенной для данного студента репрезентативной системы восприятия.

В эпоху информационной насыщенности проблемы компоновки знания и оперативного его использования приобретают колоссальную значимость. В этой связи назрела потребность в систематизации накопленного опыта визуализации учебной информации и его научного обоснования с позиций технологического подхода к обучению.

По классификации Г.К. Селевко, технология интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала относится к группе педагогических технологий на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся. По целевым ориентациям она направлена на:

формирование знаний, умений, навыков;

обучение всех категорий обучаемых, без селекции;

ускоренное обучение.

К этой же группе технологий он относит: игровые технологии, проблемное обучение и некоторые частнопредметные (например, интенсивную технологию изучения иностранного языка Лозанова - Китайгородской). На наш взгляд, сюда также можно отнести квантовое обучение, предложенное американскими авторами Б. Депортер и М. Хенаки, методику ускоренного обучения Б.Ц. Бадмаева на основе ОСВД (оперативной схемы выполнения действий) и ООД (ориентировочной основы действий) и некоторые другие. Эти подходы к обучению являются целостными системами и включают в себя такие элементы, как развлечения, игры, рисование, позитивное мышление, физическое и эмоциональное здоровье, использование внутренних ресурсов и возможностей. Подобные эмоциональные элементы задействованы в большей или меньшей степени в зависимости от конкретной обучающей технологии, но в совокупности все они отвечают задачам адаптивной образовательной системы. Определяющим признаком адаптивной школы является развитие способности личности к самосовершенствованию и самореализации. Педагогические технологии адаптивной школы приспосабливаются к внешней среде, и сами влияют на нее. Они приспосабливаются также к интеллектуальной, эмоционально-оценочной и поведенческой сферам каждого участника педагогического процесса.

Г.К. Селевко рассматривает технологию интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала как опыт В.Ф. Шаталова. По нашему мнению, ее границы значительно шире, и опыт Шаталова - лишь одно из ее проявлений. Расширяя границы данной технологии, предлагаем и более емкое ее название, а именно: технология визуализации учебного материала, понимая под этим не только знаковые, но и некоторые другие образы «визуализации», выступающие на первый план в зависимости от специфики изучаемого объекта. Это могут быть следующие базовые элементы зрительного образа: точка, линия, форма, направление, тон, цвет, структура, размер, масштаб, движение. Присутствуя в той или иной степени в любом зрительном образе, эти элементы кардинально влияют на восприятие и освоение человеком учебной информации. Интенсификация учебно-познавательной деятельности происходит за счет того, что и педагог, и обучаемый ориентируются не только на усвоение знаний, но и на приемы этого усвоения, на способы мышления, позволяющие увидеть связи и отношения между изучаемыми объектами, а значит, связать отдельное в единое целое. Технология визуализации учебной информации - это система, включающая в себя следующие слагаемые: комплекс учебных знаний; визуальные способы их предъявления; визуально-технические средства передачи информации; набор психологических приемов использования и развития визуального мышления в процессе обучения.

Технология визуализации учебного материала перекликается с педагогической концепцией визуальной грамотности, которая возникла в конце 60-х годов XX века в США. Эта концепция основывается на положениях о значимости визуального восприятия для человека в процессе познания мира и своего места в нем, ведущей роли образа в процессах восприятия и понимания, необходимости подготовки сознания человека к деятельности в условиях все более «визуализирующегося» мира и увеличения информационной нагрузки.

Информационная насыщенность современного мира требует специальной подготовки учебного материала перед его предъявлением обучаемым, чтобы в визуально обозримом виде дать учащимся основные или необходимые сведения. Визуализация как раз и предполагает свертывание информации в начальный образ (например, в образ эмблемы, герба и т.п.). Следует учитывать также возможности использования слуховой, обонятельной, осязательной визуализации, если именно эти ощущения являются значимыми в данной профессии.

Эффективным способом обработки и компоновки информации является ее «сжатие», т.е. представление в компактном, удобном для использования виде. Разработкой моделей представления знаний в «сжатом» виде занимается специальная отрасль информационной технологии - инженерия знаний. Дидактическая адаптация концепции инженерии знаний основана на том, что, «во-первых, создатели интеллектуальных систем опираются на механизмы обработки и применения знаний человеком, используя при этом аналогии нейронных систем головного мозга человека. Во-вторых, пользователем интеллектуальных систем выступает человек, что предполагает кодирование и декодирование информации средствами, удобными пользователю, т.е. как при построении, так и при применении интеллектуальных систем учитываются механизмы обучения человека». К основам сжатия учебной информации можно отнести также теорию содержательного обобщения В.В. Давыдова, теорию укрупнения дидактических единиц П.М. Эрдниева. Под «сжатием» информации понимается прежде всего ее обобщение, укрупнение, систематизация, генерализация. П.М. Эрдниев утверждает, «что наибольшая прочность освоения программного материала достигается при подаче учебной информации одновременно на четырех кодах: рисуночном, числовом, символическом, словесном». Следует также учесть, что способность преобразовывать устную и письменную информацию в визуальную форму является профессиональным качеством многих специалистов. Следовательно, в процессе обучения должны формироваться элементы профессионального мышления: систематизация, концентрация, выделение главного в содержании.

Методологический фундамент рассматриваемой технологии составляют следующие принципы ее построения: принцип системного квантования и принцип когнитивной визуализации.

Системное квантование вытекает из специфики функционирования мыслительной деятельности человека, которая выражается различными знаковыми системами: языковыми, символическими, графическими. Всевозможные типы моделей представления знаний в сжатом компактном виде соответствуют свойству человека мыслить образами. Изучение, усвоение, обдумывание текста - как раз и есть составление схем в уме, кодировка материала. При необходимости человек может восстановить, «развернуть» весь текст, но его качество и прочность будет зависеть от качества и прочности этих схем в памяти, от того, созданы они интуитивно учеником или профессионально - преподавателем. Это довольно сложная интеллектуальная работа и ученика надо последовательно к ней готовить.

Наибольший эффект в усвоении информации будет достигнут, если методы ведения записей соответствуют тому, как мозг хранит и воспроизводит информацию. Физиологи П.К. Анохин, Д.А. Поспелов доказывают, что это происходит не линейно, списком, аналогично речи или письму, а в переплетении слов с символами, звуками, образами, чувствами. Спецификой работы мозга обосновывают свою систему квантового обучения американские ученые-педагоги Б. Депортер и М. Хенаки. Их вклад в способы создания моделей учебного материала - это «Карты памяти», «Записи фиксирования и создания», «Метод группирования».

Принцип системного квантования предполагает учет следующих закономерностей:

· учебный материал большого объема запоминается с трудом;

· учебный материал, расположенный компактно в определенной системе, лучше воспринимается;

· выделение в учебном материале смысловых опорных пунктов способствует эффективному запоминанию.

Принцип когнитивной визуализации вытекает из психологических закономерностей, в соответствии с которыми эффективность усвоения повышается, если наглядность в обучении выполняет не только иллюстративную, но и когнитивную функцию, то есть используются когнитивные графические учебные элементы. Это приводит к тому, что к процессу усвоения подключается «образное» правое полушарие. В то же время «опоры» (рисунки, схемы, модели), компактно иллюстрирующие содержание, способствуют системности знаний. По мнению З.И. Калмыковой, абстрактный учебный материал, прежде всего, требует конкретизации, и этой цели соответствуют различные виды наглядности - от предметной, до весьма абстрактной, условно-знаковой. «При восприятии наглядного материала человек может охватить единым взглядом все компоненты, входящие в целое, проследить возможные связи между ними, произвести категоризацию по степени значимости, общности, что служит основой не только для более глубокого понимания сущности новой информации, но и для ее перевода в долговременную память»

Г.К. Селевко утверждает, что любую систему или подход к обучению можно признать технологией, если она удовлетворяет следующим критериям: наличие концептуальной основы; системность (целостность частей); управляемость, то есть возможность планировать, проектировать процесс обучения, варьировать средства и методы с целью получения запланированного результата; эффективность; воспроизводимость.

Суть рассматриваемой технологии, по нашему мнению, сводится к целостности трех ее частей.

1. Систематическое использование в учебном процессе визуальных моделей одного определенного вида или их сочетаний.

2. Научение обучаемых рациональным приемам «сжатия» информации и ее когнитивно-графического представления.

3. Методические приемы включения в учебный процесс визуальных моделей. Работа с ними имеет четкие этапы и сопровождается еще целым рядом приемов и принципиальных методических решений.

Роль методов визуализации учебной информации в обучении

В последние десятилетия в области передачи визуальной информации произошли почти революционные изменения: колоссально возросли объем и количество передаваемой информации, сложились новые виды визуальной информации, а также способы ее передачи. Технический прогресс и формирование новой визуальной культуры неминуемо накладывает свой отпечаток на свод требований, предъявляемых к деятельности педагогов.

Одним из средств улучшения профессиональной подготовки будущих учителей, способных к педагогическим инновациям, к разработке технологий проектирования эффективной учебной деятельности школьника в условиях доминирования визуальной среды, считается формирование у них особых умений визуализации учебной информации.

Аналогичным образом понятие визуализации понимает Вербицкий А.А.: «Процесс визуализации - это свертывание мыслительных содержаний в наглядный образ; будучи воспринятым, образ может быть развернут и служить опорой адекватных мыслительных и практических действий».

Процесс разворачивания мыслеобраза и «вынесение» его из внутреннего плана во внешний план представляет собой проекцию психического образа. Проекция встроена в процессы взаимодействия субъекта и объектов материального мира, она опирается на механизмы мышления, охватывает различные уровни отражения и отображения, проявляется в различных формах учебной деятельности.

Если целенаправленно рассматривать продуктивную познавательную деятельность как процесс взаимодействия внешнего и внутреннего планов, как вынесение будущих продуктов деятельности из внутреннего плана во внешний, как корректировку и реализацию во внешнем плане замыслов, то визуализация выступает в качестве главного механизма, обеспечивающего диалог внешнего и внутреннего планов деятельности. Следовательно, в зависимости от свойств дидактических визуальных средств зависит уровень активизации мыслительной и познавательной деятельности обучающихся.

В связи с этим возрастает роль визуальных моделей представления учебной информации, позволяющие преодолеть затруднения, связанные с обучением, опирающимся на абстрактно-логическое мышление. В зависимости от вида и содержания учебной информации используются приемы ее уплотнения или пошагового развертывания с применением разнообразных визуальных средств. В настоящее время в образовании перспективной представляется применение когнитивной визуализации дидактических объектов. Под это определение фактически подпадают все возможные виды визуализации педагогических объектов, функционирующие на принципах концентрации знаний, генерализации знаний, расширения ориентировочно-презентационных функций наглядных дидактических средств, алгоритмизации учебно-познавательных действий, реализуемая в визуальных средств.

На практике, используются более сотни методов визуального структурирования - от традиционных диаграмм и графов до «стратегических» карт (roadmaps), лучевых схем-пауков (spiders) и каузальных цепей (causal chains). Такое многообразие обусловлено существенными различиями в природе, особенностях и свойствах знаний различных предметных областей. Наибольшей информационной емкостью, на наш взгляд, универсальностью и интегративностью обладают структурно-логические схемы. Такой способ систематизации и визуального отображения учебной информации основывается на выявлении существенных связей между элементами знания и аналитико-синтетической деятельности при переводе вербальной информации в невербальную (образную), синтезирование целостной системы элементов знаний. Освоение перечисленных видов по конкретизации смыслов, разворачиванию логической цепочки размышлений, описанию образов и их признаков мыслительной деятельности, а также операций с помощью вербальных средств обмена информацией формирует продуктивные способы мышления, столь необходимые специалистам при современных темпах развития науки, техники и технологий. Согласно достижениям нейропсихологии «обучение эффективно тогда, когда потенциал мозга человека развивается через преодоление интеллектуальных трудностей в условиях поиска смысла через установление закономерностей».

Структурно-логические схемы создают особую наглядность, располагая элементы содержания в нелинейном виде и выделяя логические и преемственные связи между ними. Такая наглядность опирается на структуру и ассоциативные связи, характерные для долговременной памяти человека. В некотором роде структурно-логические схемы выступают в роли промежуточного звена между внешним линейным содержанием (текст учебника) и внутренним нелинейным содержанием (в сознании). В качестве одного из достоинств структурно-логических схем А.В. Петров выделяет то, что «она выполняет функцию объединения понятий в определенные системы». Сами по себе понятия ничего не могут сказать о содержании предмета обучения, но будучи связанными определенной системой, они раскрывают структуру предмета, его задачи и пути развития. Понимание и осмысление новой ситуации возникает тогда, когда мозг находит опору в прежних знаниях и представлениях.

Отсюда вытекает важность постоянной актуализации прежнего опыта для овладения новыми знаниями. Процесс изучения нового материала можно представить как восприятие и обработку новой информации путем ее соотнесения с понятиями и способами действий, известными обучающемуся, посредством использования освоенных им интеллектуальных операций. Поступающая в мозг по различным каналам информация концептуализируется и структурируется, образуя в сознании концептуальные сети. Новая информация встраивается в существующие когнитивные схемы, преобразует их и формирует новые когнитивные схемы и интеллектуальные операции. При этом устанавливаются связи между известными понятиями и способами действий и новыми знаниями, возникает структура нового знания.

По данным психологов новая информация усваивается и запоминает лучше тогда, когда знания и умения «запечатлеваются» в системе визуально-пространственной памяти, следовательно представление учебного материала в структурированном виде позволяет быстрее и качественнее усваивать новые системы понятий, способы действий.

Визуализация учебного материала открывает возможность не только собрать воедино все теоретические выкладки, что позволит быстро воспроизвести материал, но и применять схемы для оценивания степени усвоения изучаемой темы. В практике также широко используется метод анализа конкретной схемы или таблицы, в котором вырабатывают навыки сбора и обработки информации. Метод позволяет включить обучаемых в активную работу по применению теоретической информации в практической работе. Особое место уделяется совместному обсуждению, в процессе которого есть возможность получать оперативную обратную связь, понимать лучше себя и других людей. Обобщая сказанное, заметим, что в зависимости от места и назначения визуальных дидактических материалов в процессе формирования понятия (изучении теории, явления) к выбору определенной структурной модели и наглядному отображению содержания обучения должны быть предъявлены различные психолого-педагогические требования.

При визуализации учебного материала следует учитывать, что наглядные образы сокращают цепи словесных рассуждений и могут синтезировать схематичный образ большей «емкости», уплотняя тем самым информацию. В процессе разработки учебно-методических материалов необходимо контролировать степень обобщения содержания обучения, дублировать вербальную информацию образной и наоборот, чтобы при необходимости звенья логической цепи были полностью восстановлены обучающимися.

Другим важным аспектом использования визуальных учебных материалов является определение оптимального соотношения наглядных образов и словесной, символьной информации. Понятийное и визуальное мышление на практике находятся в постоянном взаимодействии. Они, дополняя друг друга, раскрывают различные стороны изучаемого понятия, процесса или явления. Словесно-логическое мышление дает нам более точное и обобщенное отражение действительности, но это отражение абстрактно. В свою очередь, визуальное мышление помогает организовать образы, делает их целостными, обобщенными, полными.

Визуализация учебной информации позволяет решить целый ряд педагогических задач: обеспечение интенсификации обучения, активизации учебной и познавательной деятельности, формирование и развитие критического и визуального мышления, зрительного восприятия, образного представления знаний и учебных действий, передачи знаний и распознавания образов, повышения визуальной грамотности и визуальной культуры.

1.2 Использование интерактивной доски в процессе обучения

Традиционно на занятиях в школе используются такие наглядные средства обучения, как доска и мел, плакаты и схемы, слайды. Эти средства помогают в визуализации информации и в определённой степени повышают качество обучения. Используя эти средства, понимаешь, что при этом не обеспечивается полное восприятие материала одновременно большим числом учащихся. В современной школе использование информационных технологий позволяет перейти от традиционной технологии обучения, к новой интегрированной образовательной среде, включающей возможности интерактивной доски.

Именно интерактивная доска является современным и эффективным средством обучения. Применение интерактивных досок современно, но требует смены методических подходов в преподавании. Конечно, яркая картинка на экране - всего лишь способ подачи материала. Это одностороннее движение. Самое же важное в уроке - это живое взаимодействие учителя и ученика, постоянный обмен информацией между ними.

Неотъемлемый атрибут любого учебного класса - школьная доска. Доска - это не просто кусок поверхности, на которой может писать и взрослый, и ребенок, а поле информационного обмена между учителем и учеником. Работая с интерактивной доской, учитель всегда находится в центре внимания, обращен к ученикам лицом и поддерживает постоянный контакт с учениками.

На чем только люди не писали, и каких методов не применяли за всю историю человечества, пытаясь объяснить друг другу законы мироздания и воспитания нового поколения: и на песке, и на скалах, на глиняных плитах и вощёных дощечках. Наконец, появилась меловая доска. Она помогла расширить коммуникацию, т.е. смысловой аспект взаимодействия, сделать ее массовой, позволила преподавателям и ученикам вырабатывать новые стратегии поиска, раскрывая их творческий потенциал. Доска стала окном в мир знаний и воспитания. Со временем и обычная школьная доска изменилась. Практика доказала, что чем больше возможностей появлялось у доски, тем легче и увлекательнее становилось учиться. Процесс обучения перестал быть однообразным и скучным.

Одними из последних в развитии школьной доски стали Smart Board - интерактивные доски, сочетающие в себе уникальные возможности вывода на них любой информации с компьютера (путем проекции изображения при помощи обычного медиапроектора), произвольного дополнения выведенного изображения ручными заметками, комментариями, примечаниями или акцентирующими внимание учеников «обводками» каких-либо важных фрагментов текста и графики, интерактивной работы с проецируемым изображением точно так же, как на экране дисплея при помощи мыши и сохранения всех созданных записей и набросков на компьютере.

Канадская компания SMART Tehnologies Inc. (www.smartteh.com) специализируется на разработке и производстве интерактивного оборудования, специальных интерактивных досок и насадок на плазменные дисплеи, аксессуаров и программного обеспечения. Заключенное в 1992 г. соглашение о стратегическом партнерстве SMART с корпорацией Intel положило начало процессу совместного производства и продвижения продукции. Кроме того, Intel стала одним из акционеров SMART.

Основная идея функционирования доски из серии SmartBoard удивительно проста. Белая поверхность доски играет роль обычного экрана для вывода любой визуальной информации с компьютера через медиапроектор. (При этом в зависимости от модели доски SmartBoard могут быть рассчитаны на использование обычной, прямой проекции или же так называемой обратной, когда проектор располагается за доской, а проекция ведется «на просвет». В первом случае весь комплект - интерактивная доска плюс проектор - обходится существенно дешевле, но зато более дорогой второй вариант позволяет учителю и ученикам не заслонять собой световой поток при объяснениях или другой работе с доской.)

Однако, кроме всего прочего, доска SmartBoard также снабжена устройствами (датчиками и блоком обработки данных от них), которые делают ее поверхность чувствительной к нажатию.

В моделях, рассчитанных на простую проекцию, используются резистивные датчики: в глубине поверхности доски скрыты две сетки из взаимно пересекающихся тончайших проводящих полосок, разделенные микроскопическим промежутком. На одну систему полосок (скажем, горизонтальную) поочередно в бесконечном цикле подаются электрические импульсы. В точке нажатия обе сетки сближаются настолько, что какие-то из проводящих полосок соприкоснутся, тогда на каких-то из вертикальных полосок электронная схема обнаружит появление электрического импульса. Таким способом удастся определить координату X точки нажатия, а зафиксировав момент времени, когда появился импульс, и зная, на какую из горизонтальных полосок он подавался в этот момент, можно определить и координату Y.

В более дорогих моделях с обратной проекцией резистивную матрицу использовать нельзя - она недостаточно прозрачна. Поэтому здесь используется визуальный способ: вдоль краев доски установлены светодиоды (испускающие невидимые ультрафиолетовые световые лучи) и фотодатчики, которые фиксируют координаты точки касания по перегораживанию этих лучей.

Если взять в руки один из лежащих под доской маркеров (на самом деле это не фломастеры, а только их имитации - пластмассовые стержни со специально скругленным кончиком, чтобы не повредить поверхность доски), то отдельный оптический датчик тут же зафиксирует отсутствие этого маркера в предназначенном для него гнезде и даст команду компьютеру включить режим рисования выбранным цветом (связанным с конкретным гнездом для маркера). В результате вся информация о перемещении кончика маркера по поверхности доски, когда вы рисуете или пишете им что-либо, будет передаваться в компьютер. Аналогично действует и специальный ластик (тоже лежащий в специальном гнезде), но при его изъятии из гнезда в компьютер передается уже команда «включить режим стирания».

Далее в работу вступает специальная программа, имеющаяся в комплекте прилагаемого к доске SmartBoard программного обеспечения и реализующая фирменную технологию Digital Ink - «цифровые чернила». Она формирует как бы еще один «информационный слой» прямо поверх выводимого на экран дисплея (и одновременно через медиапроектор на поверхность доски) обычного изображения - рабочего стола Windows, окон приложений с открытыми в них документами и т.д. Именно в этом «информационном слое», подобном наложенной на книжную страницу прозрачной пленке, программа «цифровые чернила» рисует или стирает линии, соответствующие переданной в компьютер траектории движения кончика маркера или ластика по доске SmartBoard, а цвет рисования определяется тем, из какого именно гнезда был взят маркер.

Затем все содержимое этого прозрачного слоя по мере его создания проецируется через проектор обратно на доску SmartBoard вместе с основным изображением под этим слоем. Именно так и достигается эффект рисования на доске SmartBoard - ведь любой штрих, сделанный на ее поверхности маркером (который сам по себе следов, конечно, не оставляет!), немедленно превращается в линию соответствующего цвета в памяти компьютера и проецируется на доску именно в том месте, где вы провели линию! А поскольку вся информация формируется в компьютере, ею можно гибко управлять, преобразовывать ее, запоминать (сохранять на диске), распечатывать в требуемом количестве экземпляров (в том числе на цветном принтере), использовать в качестве иллюстраций в других программах и документах. А если понадобится, можно бесследно стереть написанное и нарисованное, чтобы затем написать или нарисовать все заново, - ведь это технологии виртуального мира!

Конечно, одним только рисованием дело не ограничивается. Ведь описанный выше процесс реализует универсальную технологию интерактивной работы с проецируемым изображением. А использовать эту технологию можно по-разному. Так, в комплект поставки SmartBoard входит программа SmartNotebook: своего рода электронная записная книжка, позволяющая не только запоминать все нарисованное и написанное на доске, но и формировать из созданных «слайдов» учебные презентации. При этом рукописный текст (по крайней мере на английском языке) может быть распознан и преобразован в печатный - такой же, как при вводе с клавиатуры.

Однако в дополнение к технологии «цифровых чернил» возможен и режим, когда доска просто используется как сенсорный экран: любым маркером (независимо от назначенного ему цвета) или даже просто пальцем можно управлять используемой программной средой точно так же, как обычной мышью (или, что точнее, стилусом, как на Tablet PC или на карманном компьютере). То есть при подготовке слайдов, редактировании документов, выполнении тестовых заданий, управлении воспроизведением аудио- и видеофрагментов при помощи медиапанели, редактировании графики или работе в виртуальной лабораторной среде можно, прикасаясь к поверхности доски или рисуя на ней маркером или пальцем, нажимать экранные кнопки, перетаскивать, масштабировать и поворачивать объекты, работать с любыми компонентами пользовательского диалога, проецируемыми на поверхность доски. А при желании можно и набирать текст касаниями маркера на клавишах виртуальной клавиатуры, также нарисованной на экране-доске.

Обе описанные выше технологии - «цифровые чернила» и «сенсорный экран» - позволяют реализовать совершенно новые, но в то же время и веками опробованные педагогические приемы. Ведь, применяя в учебном процессе персональный компьютер, мы многое приобретаем (наглядность, интерактивность, компактность хранения материалов, быстроту их поиска и доступа к ним, возможности индивидуализации обучения и многое другое), но многое и теряем. Так, даже в составе локальной сети учебная работа с компьютером строится обычно исключительно по индивидуальному принципу - «каждый сам за себя», каждый в одиночку просматривает теоретический материал, выполняет собственный вариант тестового или практического задания, а учитель лишь выборочно заглядывает в экраны или даже полностью доверяет контроль знаний бесстрастному электронному экзаменатору. Но при этом все меньшее значение приобретают такие формы классно-урочной деятельности, как ответ у доски, коллективное обсуждение изучаемой проблемы. В результате выпускник школы зачастую не способен работать в коллективе, становится оторванным от реальной жизни, «уходит в виртуальность». И в том, что эти процессы пока еще не приняли действительно массовый характер, как это ни парадоксально, благодарить часто следует… недостаточное техническое оснащение школ, когда приходится сажать за один дисплей двоих, а то и троих учеников, и им волей-неволей надо выполнять задание сообща.

Теперь же, благодаря объединению компьютера и интерактивной доски, мы получаем уникальную возможность соединить бесспорные преимущества компьютера с традиционными формами обучения. Учитель, проецируя на доску SmartBoard очередное задание, может вызвать к ней одного или даже нескольких учеников для публичного решения задачи, в случае неправильного ответа организовать дискуссию либо (если работа ведется в составе локальной сети) продемонстрировать результаты индивидуальной работы учащихся, дополняя их своими рукописными и графическими комментариями.

Интерактивные доски SMART бывают двух типов: прямой и обратной проекции.

Для работы с доской прямой проекции проектор устанавливается перед ней на специальном столике или подставке. Такое размещение в ряде случаев может мешать ведению урока: в процессе работы, двигаясь между доской и проектором, преподаватель загораживает проецируемое изображение, правда, при этом сохраняется мобильность и в любой момент оборудование можно легко перенести в другой класс. Если такой необходимости нет, очень удобно закрепить проектор на специальном кронштейне к потолку и устранить перекрывание изображения.

Доски обратной проекции устанавливаются в специальном корпусе, в котором и размещается всё необходимое оборудование (проектор, системный блок компьютера). Благодаря системе зеркал, размещённых в корпусе, проецируемое изображение подаётся на просветный экран доски с тыльной стороны, и теперь изображение не будет перекрываться тенью стоящего перед ней человека.

Недавно компания SMART Technologies Inc. начала выпуск интерактивных досок прямой проекции нового поколения SMART Board 600.

Одна из основных особенностей новой серии - увеличенный размер экрана, теперь диагональ рабочей поверхности доски достигает 77» (195.6cm).

Дополнительный разъём, который появился на лотке, позволяет легко подключать необходимые аксессуары и со временем модернизировать систему. Одним из аксессуаров может быть устройство SystemOn, с помощь которого нажатием только на одну кнопку можно запускать компьютер, доску и проектор, даже закрепленный на потолке.

Кроме того, Smart Board серии 600 оснащена аудиосистемой, которая существенно расширяет возможности использования мультимедийных ресурсов. Колонки по 15Ватт можно закрепить как доске, так и на стене. Для подключения интерактивной доски и колонок компьютеру нужен всего один USB кабель.

Интерактивная доска 600, как и её предшественница, может работать в беспроводном режиме. При этом используется стандартная технология Bluetooth (USB 2.0), не требующая установки дополнительного программного обеспечения.

Усовершенствованная стойка для SMART Board 600 снабжена специальным фиксатором, который позволяет закреплять доску на месте так, чтобы она не наклонялась и не падала. Увеличенные колесики стали более прочными и надёжными - с их помощью будет ещё проще передвигать стойку, а регулирующий высоту доски механизм сопровождается измерительной шкалой.

Сенсорные технологии в интерактивных досках реализуются двумя способами. Сенсорная резистивная интерактивная доска состоит из двух слоев тончайших проводников, которые реагируют на прикосновение к поверхности экрана. Такие доски очень подходят для школ: они надёжны и не требуют каких-либо специальных приспособление которые могут потеряться или сломаться.

В DViT (Digital Vision Touch) технолога используются маленькие цифровые видео-камеры, которые располагаются по углам экрана и фиксируют каждое прикосновение к нему.

Интерактивные доски подходят для учащихся всех возрастов: высоту доски можно регулировать под любой рост. Инновационные методы и технические средства обучения сегодня доступны каждому.

Интерактивные доски могут изменить преподавание и обучение в различных направлениях. Они могут помочь в демонстрации материала, мотивировании и вовлечении учащихся в работу, а также в подготовке к занятию и планировании времени, отведённого на урок

Интерактивная доска - ценный инструмент для обучения всего класса. Это визуальный ресурс, который помогает преподавателям излагать новый материал очень живо и увлекательно. Она позволяет представить информацию с помощью разнообразных мультимедийных ресурсов: преподаватели и учащиеся могут комментировать материал и изучать его максимально подробно. Она может упростить объяснение схем и помочь разобраться в сложной проблеме.

Преподаватели могут использовать доску для того, чтобы сделать изложение темы увлекательным и динамичным. Доски позволяют учащимся взаимодействовать с новым материалом, а также являются ценным инструментом для преподавателей при объяснении абстрактных идей и концепций. На доске можно легко менять информацию или передвигать объекты, создавать логические связки. Преподаватели могут рассуждать вслух, комментируя свои действия на доске, постепенно вовлекать учащихся и побуждать их записывать идеи прямо на экране.

Исследования показали компании SMART Technologies, что интерактивные доски, используя разнообразные динамичные ресурсы и улучшая мотивацию, делают занятия увлекательными и для преподавателей, и для учеников. Работа с ней может помочь преподавателям проверить знания учащихся.

Правильные вопросы учителя развивают дискуссию о том, что изображено на доске, позволяют ученикам лучше понять материал. Управляя обсуждением, преподаватель может подтолкнуть учащихся к работе в небольших группах. Интерактивная доска становится центром внимания всего класса. И к тому же, если все материалы подготовлены заранее и легкодоступны, они обеспечивают хороший темп урока.

Работа с интерактивными досками предусматривает простой, но творческий подход к использованию материалов. Файлы или страницы можно подготовить заранее и привязать их к другим ресурсам, которые будут доступны на занятии. Преподаватели говорят, что подготовка к уроку на основе одного главного файла помогает планировать и благоприятствует течению занятия.

На интерактивной доске можно легко передвигать объекты и надписи, добавлять комментарии к текстам, рисункам и диаграммам, выделять ключевые области и добавлять цвета. К тому же тексты, рисунки или графики можно скрыть, а затем показать в нужный момент. Преподаватели и учащиеся делают всё это у доски, перед всем классом, что, несомненно, привлекает всеобщее внимание.

Заранее подготовленные тексты, таблицы, диаграммы, картинки, музыка, карты, тематические CD-ROMы, а также гиперссылки к мультимедийным файлам и интернет-ресурсам зададут занятию бодрый темп: вы не будете тратить много времени на то, чтобы написать текст на обычной доске или перейти от экрана к клавиатуре. Все ресурсы можно комментировать прямо на экране, используя инструмент Перо, и сохранять записи для будущих уроков. Файлы предыдущих занятий можно всегда открыть и затем повторить пройденный материал.