Интерактивное образование

Информационно-публицистический образовательный журнал

Современное интерактивное оборудование в образовательной организации

В статье автор анализирует виды, особенности и специфику применения современного интерактивного оборудовании в образовательной организации, а также степень готовности современного педагога к его использованию в своей практике.

Очень часто сегодня современный педагог как профессионал своего дела сталкивается с термином «интерактивное оборудование». Педагог пытается разобраться с ним, но это оборудование уже стоит в его классе и даже непосредственно используется, причем не только им, но и обучающимися.

Актуальным будет разобраться в вопросе, что такое современное интерактивное оборудование и какова его индустрия, особенно в той его части, которая применяется в системе общего образования.

В Решении по итогам заседания президиума Совета при Президенте России по модернизации экономики и инновационному развитию (24 сентября 2014 г.) «О развитии новых производственных технологий» говорится о необходимости «…развития системы непрерывного образования в области основ интеллектуальных технологий, информационных технологий и компьютерного моделирования, мехатроники, робототехники, аддитивных технологий и материаловедения, включая разработку примерных основных образовательных программ для общеобразовательных организаций…»[1].

Данный перечень очень хорошо характеризует сферу промышленности, где задействовано в том числе и интерактивное оборудование. Однако, интерес представляет необходимость развития системы непрерывного образования с учетом эффективного использования данного оборудования.

Определяя интерактивность как способность взаимодействовать с объектом с учетом эффекта обратной связи, то применительно к оборудованию данная способность характеризует перечень функциональных способностей этого оборудования, где участие человека не опосредованное, а прямое и требует от него полного погружения в процесс данного взаимодействия. Сам процесс взаимодействия связан с основными информационными процессами: хранением информации (запись, получение), передачей информации (коммуникационные функции), обработкой информации (анализ и обобщение группы данных) и др.

Чтобы понять, что представляет из себя индустрия современного интерактивного оборудования, рассмотрим несколько актуальных примеров и фактов, а также проанализируем текущее состояние оснащения техническими и методическими ресурсами образовательных организаций, в частности, в сфере применения в них интерактивного оборудования.

По мнению многих инженеров и ученых[2] в скором времени электронную промышленность ждут сразу три технологические революции, которые приведут к принципиальным изменениям, причем трансформации подвергнется весь процесс производства, и не только в сфере высоких информационных технологиях.

Вот эти три грядущие революции (тенденции):

  1. Повсеместное использование 3D печати, учитывая, что стоимость технологии 3D печати в ближайшее время снизится – на 79 % в течение 5 лет и до 92 % – через 10 лет. ЗД печать или аддитивное производство как современный способ получения прототипа предполагает использование большого количества различных материалов (от клея ПВА и шоколада до металла или пластика) и существенную его экономию в процессе получения прототипа в отличии от субтрактивного производства.
  2. Интеллектуальная робототехника. Возможность программировать робота становиться доступна даже детям, а простота 3Д печати прототипа его деталей позволяет с легкостью получить желаемый вид готового полезного продукта.
  3. Open-source электроника. Для интеллектуальной робототехники необходима элементная база в виде доступных микросхем, которые не обременены проприетарным правом на патент или на использование в устройствах. Поэтому Open-source электроника всегда будет актуальна как сегмент производства, который обеспечивает среду для появления доступного оборудования для самой 3Д печати, так и самих доступных прототипов для роботов, для другой электроники.

Индустрия современного интерактивного оборудования достаточно обширна, поэтому остановимся на примерах тех групп оборудования, которые будут достаточно актуальны для образовательных организаций.

В первую очередь, этот комплекты оборудования, где присутствует интерактивная доска.

Интерактивная доска – техническое средство обучения, позволяющее повысить уровень взаимодействия учителя и его учеников в классе за счет интерактивной подачи учебного материала и работы с ним. Учебный процесс, организованный с использованием интерактивной доски, безусловно повышает уровень мотивации обучающихся и эффективно формирует устойчивое усвоение учебного материала. Деятельность педагога легко структурируется, учебный материал становиться доступнее, а созданные уроки с использованием интерактивной доски становятся интерактивными и интересными.

Рисунок 1. Интерактивная доска

Во-вторых, существуют образовательные комплекты оборудования, в которых есть целый ряд особых цифровых устройств. Особенность в том, что их можно использовать в процессе проектирования чертежей или на уроках, где изучаются разделы или темы по инженерной графике. В частности, это могут быть интерактивные столы-кульманы.

Интерактивный стол-кульман в учебном классе – это современное автоматизированное рабочее место ученика, которое может использоваться на уроках технологии и черчения, ИЗО и других, где необходима проектная деятельность, а также в рамках профильного направления (например, в инженерном классе). Обучающийся, фактически, попадает в студию или в проектное бюро и является одним из разработчиков или проектировщиков, что способствует полному интерактивному погружению как в процесс обучения, так и в будущую профессию, причем на современном уровне.

Рисунок 2. Интерактивный стол-кульман

В-третьих, существуют образовательные комплекты для реализации электронного моделирования, прототипирования и визуализации многомерных электронных образовательных ресурсов и учебных объектов. В частности, в таких комплектах можно встретить современные 3Д сканеры (ручной и стационарный варианты), различные 3Д принтеры, чаще реализующие технологию послойной печати (технология FDM).

Если 3Д сканер в основном нужен для получения и формирования 3Д модели уже существующего объекта реального мира. Например, необходимо запечатлеть след животного на земле для дальнейшего изучения в цифровом виде или зафиксировать какой-либо объект, который доступен только короткое время, или присутствует в единичном экземпляре, или хрупок для ручного анализа (например, музейный экспонат) и т.п. Цель использования 3Д сканера – получение цифровой копии реального объекта для последующего его изучения, а, возможно, и печати (тиражирования).

Рисунок 3. Ручной 3Д сканер

 

3Д принтер играет противоположную роль – он дает возможность получить прототип или напечатать реальный объект по уже готовой цифровой модели. 3Д печать является аддитивным производством, а, значит, объект получается на основе сложения материала печати. В образовательной организации пока чаще всего используется FDM-технология (послойная печать), а основной материал – пластик разного типа (чаще всего ABS-пластик). Данный вид 3д печати очень экономичен и прост в обращении и поэтому довольно популярен. Процесс 3Д печати может осуществлять и обучающийся и педагог как по отдельности, так и совместно, что позволяет легко встраивать эту технологию в учебный процесс. Главный недостаток FDM-технологии 3Д печати – это низкая скорость печати и длительное ожидание результата. Однако, и здесь можно выйти из положения, оставив получение результата (готового объекта) на заключительный этап урока либо во внеурочное время.

Рисунок 4. Стационарный 3Д сканер

Рисунок 5. ЗД сканер (FDM-технология)

В-четвертых, следует упомянуть образовательные комплекты оборудования, в которых присутствует целый ряд дополняющих друг друга цифровых устройств. Среди таких устройств могут быть цифровой микроскоп и документ-камера.

Это класс устройств часто совмещают в себе ряд важных функций, в частности, увеличение (приближение) мелких объектов для их изучения, фиксация в цифровом виде (фото и видео) различных этапов изучения или стадий явлений и процессов, демонстрация на большом экране мелких объектов, происходящих в реальном времени процессов и действий с объектами, изучение в реальном времени явлений и постановка учебных экспериментов.

Так, цифровой микроскоп позволяет расширить учебную среду и дать свободу изучения микромира для обучающихся, при этом фиксируя все результаты данного процесса. Цифровой микроскоп – это высокоточный измерительный прибор повторяющий функционал обычного микроскопа, но дающий дополнительный набор функций, связанных с возможностью повышения интерактивности при изучении объектов.

Рисунок 6. Цифровой микроскоп в форме яйца

Документ-камера чаще всего применяется как прибор для увеличения и приближения различных статичных учебных объектов, однако, сопутствующее программное обеспечение преобразует данный прибор в мини-интерактивную доску или интерактивный экран, который позволяет повысить эффективность обучения и делает урок также интерактивным.

Рисунок 7. Документ-камера для увеличения объекта и показа на экране

Вот лишь несколько характерных примеров видов современного интерактивного оборудования, которые можно встретить в образовательной организации.

Чтобы понять насколько актуально это оборудование для системы образования в целом и насколько активно оно применяется было проведено исследование, результаты которого в обобщенном виде представлены ниже.

В рамках исследования, выполняемого лабораторией профессионального развития в образовании Института системных проектов Московского городского педагогического университета, был произведен анализ текущего состояния оборудования, в том числе и интерактивного, применяемого в образовательной организации для организации математического и инженерного экспериментариума как формы организации непрерывного образования [1].

Анализируя нормативную и методическую базу документов, доступную на текущий момент [4-8], был сформирован универсальный перечень оборудования для использования в дошкольном и начальном общем образовании.

Для выявления актуального состояния с оснащением техническими и методическими ресурсами образовательных организаций был разработан и проведен опрос, который заключался в следующем.

Респондентам был предложен перечень актуального технического оснащения и методических ресурсов для образовательных организаций в соответствии с уровнем системы образования. Данный список был оптимизирован для проведения опроса и включает в себя усредненный (универсальный) вариант перечня технических и методических ресурсов в соответствии с уровнем образования (обобщенно – дошкольное образование, школьное общее образование). Следует отметить, что перечень содержит большое количество интерактивного оборудования, использование которого в процессе обучения сегодня довольно актуально.

Для быстрого сбора данных и получения точных результатов опрос предлагался для педагогических работников из дошкольных образовательных организаций и начальной школы. Сам опрос включал два ключевых блока, в котором присутствовал универсальный перечень.

Первый блок опроса заключался в том, что необходимо было выявить наличие или отсутствие конкретного технического и методического ресурса в образовательной организации согласно приведенному списку, а также в этой части опроса респонденту необходимо было определить применяет ли он его в своей профессиональной деятельности. В первом блоке опроса респондент мог выбрать два варианта ответа из четырех возможных.

Второй блок опроса позволил выявить ключевые потребности респондентов при использовании технических и методических ресурсов в образовательной организации, поэтому респондентам предлагалось сделать выбор из четырех вариантов (можно было выбрать несколько вариантов одновременно), а именно:

1) обучение (курсы, вебинары, практикоориентированные семинары и.т.п.);

2) методическое сопровождение образовательного процесса (подборка ресурсов и практик, примеры решений конкретных задач, пособия и методические рекомендации и т.п.);

3) одна или несколько профессиональных консультаций (выезд или онлайн общение со специалистом);

4) необходимости не испытываю в целом. Также предполагалось, что последний вариант ответа, фактически, является противоположным к остальным трем.

Опрос проводился в форме анонимного онлайн анкетирования и не требовал указания персональных данных за исключением возраста и должности респондента. Было составлено два варианта опросника для педагогов системы дошкольного образования и педагогов системы начального общего образования. В опросе приняло более 200 человек, при этом 120 человек – это педагоги системы дошкольного образования, а 97 – педагогические работники системы начального общего образования.

Анализ ответов педагогических работников из дошкольных образовательных организаций позволил выявить следующие тенденции.

Процентное соотношение ответов в сумме больше 100, так как респондент мог произвольно сделать как один выбор, так и три, однако, в целом тенденция хорошо прослеживается даже с учетом погрешности.

Респонденту необходимо было сделать выбор по строчке из двух вариантов: 1. «Средство в наличии», 2. «Средство отсутствует»; 3. «Применяю в профессиональной деятельности», 4. «Не применяю в профессиональной деятельности», на рис. 8 показано соотношение ответов в зависимости от данного выбора.

Рисунок 8. Распределение ответов по первому блоку опроса  для педагогов системы дошкольного образования

Очень четко видно, что большинство педагогов из дошкольных образовательных организаций не обладают (ответ 2) такими интерактивными техническими ресурсами как: интерактивная доска (64,17%), документ-камера для увеличения или приближения мелких объектов (84,17%), интерактивный стол (90,83%), интерактивный планшет (88,33%), интерактивная система голосования (пульты + программное обеспечение) (88,33%), микроскоп школьный (или цифровой) с подсветкой и набором микропрепаратов (76,67%), базовый робототехнический набор и ресурсный набор к нему (88,33%). Особо следует отметить, что такой технический ресурс как интерактивный стол является одним из важных компонентов развивающей предметно-пространственной среды дошкольной организации. Очевидным является тот факт, что отсутствие вышеперечисленных технических ресурсов не позволяет респондентам говорить о том, что они могут их применять в своей профессиональной деятельности.

Также по остальным ответам хорошо видно, что респонденты имеют в наличии (ответ 1) и в целом применяют в своей профессиональной деятельности (ответ 3) такие технические и методические ресурсы как: проектор (47,5% и 68,33%), видео и фотокамера (45,83% и 67,5%), сеть интернет (47,5% и 70%), компьютер воспитателя (46,67% и 65,83%), современные интерактивные мультимедийные пособия (CD-диски с наглядными пособиями) (31,67% и 55,83%), образовательные интернет порталы (37,5% и 72,5%), Lego-конструкторы (49,17% и 59,17%).

Анализируя выбор ответов педагогов начальной школы хорошо прослеживается немного иная тенденция. Так как список технических и методических ресурсов для данной категории респондентов намного шире, остановимся только на самых ключевых и явных моментах первого блока опроса (см. рис. 9).

Рисунок 9. Распределение ответов по первому блоку опроса для педагогов начальной школы

Очень хорошо видно, что большинство педагогов начальной школы не обладают (ответ 2) такими интерактивными техническими ресурсами как: интерактивная система голосования (пульты + программное обеспечение) (82,47%), документ-камера (76,29%), графический планшет (74,23%), интерактивный программно-аппаратный комплекс (82,47%), цифровые лаборатории для проектной и исследовательской деятельности (датчики + программное обеспечение) (85,57%), цифровая лаборатория по естествознанию (87,63%), комплект для развития речи, навыков создания и проведения презентаций, создания портфолио, ведения пресс деятельности – на родном и иностранном языках (81,44%), набор по основам проектирования и моделирования (83,51%), базовый робототехнический набор и ресурсный набор к нему (83,51%). Особо следует отметить, что такой технический ресурс как документ-камера и интерактивный программно-аппаратный комплекс являются одним из важных компонентов информационной образовательной среды в начальной школе. Очевидным является и тот факт, что отсутствие вышеперечисленных технических ресурсов, как и некоторых других (см.  рис. 9.) не позволяет респондентам говорить о том, что они могут их применять в своей профессиональной деятельности.

Также по остальным ответам хорошо видно, что респонденты имеют в наличии (ответ 1) и в целом применяют в своей профессиональной деятельности (ответ 3) в основном такие технические и методические ресурсы как: проектор (70,1% и 80,41%), видео и фотокамера (45,83% и 67,5%), сеть интернет (77,32% и 92,78%), комплекты учебно-наглядных пособий по разным областям знаний (62,89% и 74,23%), планшетный или мобильный компьютер учителя (56,7% и 70,1%), микроскоп школьный с подсветкой (или цифровой) с набором микропрепаратов (40,21% и 34,02%).

Такое распределение ответов педагогических работников как в дошкольном образовании, так и в начальной школе свидетельствует о том, что реальная ситуация с оснащением техническими и методическими ресурсами значительно отличается от того, что рекомендовано в нормативных документах.

Анализ ответов респондентов по второму блоку вопросов показал следующее.

Рисунок 10. Распределение ответов по второму блоку опроса для педагогов дошкольных образовательных организаций

Ключевые потребности педагогических работников системы дошкольного образования при использовании технических и методических ресурсов по наиболее распространённым ответам можно определить так (см. рис. 10.).

Необходимость в организации обучения (ответ 1): интерактивная доска или приставка (38,33%), базовый робототехнический набор и ресурсный набор к нему (30%).

Потребность в методическом сопровождении (подборка ресурсов и практик, примеры решений конкретных задач, пособия и методические рекомендации и т.п.) (ответ 2): интерактивный планшет (30%).

Необходимость в организации профессиональных консультаций (ответ 3): интерактивный стол (35,83%), интерактивный планшет (30%), интерактивная система голосования (пульты + программное обеспечение) (31,67%), базовый робототехнический набор и ресурсный набор к нему (28,33%).

Остальные позиции перечня технических и методических ресурсов для респондентов не вызывают каких-либо профессиональных затруднений и не требуют профессиональной помощи в их освоении (ответ 4). Данная тенденция в целом понятна, так как позиции перечня хорошо известны и изучены респондентами, а профессиональная помощь в их освоении либо уже оказана, либо использование их в профессиональной деятельности не вызывает затруднений.

Анализируя наиболее популярные ответы педагогов начальной школы, можно увидеть их ключевые потребности при использовании технических и методических ресурсов (см. рис. 11.).

Сразу необходимо отметить тот факт, что наиболее распространённый ответ, который выбирали респонденты по всему предложенному перечню – это тот, что профессиональная помощь не требуется (ответ 4). Такая тенденция может свидетельствовать о том, что педагоги начальной школы перенасыщены различными предложениями по решению профессиональных задач при использовании технических и методических ресурсов или обладают достаточным уровнем знаний и сформированностью умений при их применении.

Рисунок 11. Распределение ответов по второму блоку опроса для педагогов начальной школы

Тем не менее, если не брать в расчет ответ 4 (последний столбец в опросе), то можно выявить следующее распределение ключевых потребностей.

Необходимость в организации обучения (ответ 1): интерактивная система голосования (пульты + программное обеспечение) (32,99%), документ-камера (23,71%), базовый робототехнический набор и ресурсный набор к нему (26,8%).

Потребность в методическом сопровождении (подборка ресурсов и практик, примеры решений конкретных задач, пособия и методические рекомендации и т.п.) (ответ 2): интерактивная доска или приставка (34,02%), графический планшет (28,87%), интерактивный программно-аппаратный комплекс (29,9%), цифровые лаборатории для проектной и исследовательской деятельности (датчики + программное обеспечение) (34,02%), комплекты учебно-наглядных пособий по разным областям знаний (36,08%), электронные образовательные комплексы для обучающихся (32,99%), цифровая лаборатория по естествознанию (28,87%), комплект для практического развития математических компетенций и изучения математики (30,93%), набор по основам математики, конструирования, моделирования и проектирования (30,93%), комплект лабораторного оборудования по предмету «Окружающий мир» (32,99%), комплект для практического изучения естественнонаучных тем по предмету «Окружающий мир» (32,99%).

Необходимость в организации профессиональных консультаций (ответ 3): интерактивная доска или приставка (32,99%), набор по основам проектирования и моделирования (29,9%), микроскоп школьный с подсветкой (или цифровой) с набором микропрепаратов (29,9%).

Подводя итог, можно четко охарактеризовать актуальное оснащение техническими и методическими ресурсами дошкольных и общеобразовательных организаций. Такое оснащение частично присутствует и в минимальной степени используется, что позволяет судить о возможности применения современного интерактивного оборудования в образовательных организациях, а ключевые потребности педагогических работников показывают, каковы возможности его внедрения в систему дошкольного и начального образования.

Литература

  1. Лесин С.М., Осипенко Л.Е., Щербакова Т.В., Махотин Д.А. Экспериментариум как перспективная форма прикладного математического и инженерного образования // Вестник РМАТ. 2016. № 2. С. 61-66.
  2. Лесин С.М., Махотин Д.А., Меньшова М.С. Цифровой микроскоп в начальной школе: учебное пособие /под науч. ред. Д.А. Махотина. М.: ГК «Активное обучение», 2015. 95 с.
  3. Махотин Д.А., Лесин С.М. Возможности использования 3Д принтера в образовательном процессе школы // Актуальные проблемы естественно-научного образования школьников: Материалы Межрегиональной НПК «Современные подходы к преподаванию естественнонаучных дисциплин с основами нанотехнологий и технопредпринимательства (основная школа). – М.: МГПУ, 2016. С. 161-164.
  4. Перечень средств обучения и воспитания, необходимых для реализации образовательных программ начального общего, основного общего и среднего общего образования, соответствующих современным условиям обучения, необходимый при оснащении общеобразовательных организаций в целях реализации мероприятий по содействию созданию в субъектах Российской Федерации (исходя из прогнозируемой потребности) новых мест в общеобразовательных организациях (утв. приказом Минобрнауки России от 30 марта 2016 года №336).
  5. Примерная основная образовательная программа начального общего образования (одобрена решением Федерального учебно-методического объединения по общему образованию от 08 апреля 2015 г. №1/15)
  6. Примерная основная образовательная программа основного общего образования (одобрена решением Федерального учебно-методического объединения по общему образованию от 08 апреля 2015 г. №1/15)
  7. Федеральный государственный образовательный стандарт дошкольного образования (утв. приказом Минобрнауки России от 17 октября 2013г. №1155)
  8. Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования (утв. приказом Минобрнауки России от 06 октября 2009 г. №373, в ред. от 31 декабря 2015 г.)

[1] http://government.ru/orders/selection/401/14911/

[2] http://mskit.ru/news/n145359/

Related Posts