Школьная доска обретает "разум"

История обычной школьной доски, на которой учитель пишет мелом или фломастером и рисует свои объяснения, к которой вызывают учеников и которой так боятся лентяи, начинается с незапамятных времен. Наверное, самой первой школьной доской были- стены пещеры, на которой первобытный "учитель" изображал наглядные "схемы" охоты или рисовал предполагаемых в качестве добычи животных. Почти вся бурная история школьной доски разворачивалась (и продолжает разворачиваться!) буквально на наших глазах. Долгое время это были грифельные и стеклянные доски, на которых писали мелом. И только в середине XX в. стали появляться безмеловые доски - белого цвета, на которых можно писать и рисовать специальными фломастерами-маркерами, позже стирая написанное. Или, как вариант, флип-чарты - небольшие доски для проведения семинаров и конференций, выглядящие как огромные блокноты: можно писать фломастерами на закрепленных в специальном зажиме листах бумаги, а позже отрывать исписанный верхний лист или заменять его на чистый.

Следующим важным шагом стало появление электронных "копирующих" досок, позволяющих распечатать одну или даже несколько ксерокопий (с уменьшением до размеров обычного машинописного листа формата А4) всего, что написано на такой доске. В самых первых моделях таких "копи-досок" задача распечатки решалась чисто механически: бесконечная лента из белого пластика, на которой и полагалось писать фломастерами, затем прогонялась через закрепленную под ней ксерокопирующую приставку. Современные модели гораздо удобнее: копирующий блок сам сканирует надписи и рисунки на поверхности доски, позволяя, по желанию, или непосредственно распечатать нужное число копий в качестве раздаточного материала (либо просто для протоколирования сделанных записей), или "перегнать" изображения в подключенный компьютер, чтобы хранить их на жестком диске, а при необходимости добавлять различные замечания и пометки. (Если нужно, копирующий блок может работать и в качестве принтера, чтобы распечатать уже отредактированные на компьютере копии записи на доске либо иные документы.)

"Венцом творения" в эволюции 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.

Как это работает?

Основная идея функционирования доски из серии SMART Board 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 SMART Board 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 SMART Board 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 Х 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 SMART Board 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 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 SMART Board, 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!

Что еще умеет разумная школьная доска?

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 SMART Board входит программа SMART Notebook: 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 SMART Board 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.

Использовать SMART Board можно уже в младших классах: ведь для работы с ней учащемуся вовсе не обязательно уметь пользоваться компьютером, клавиатурой или мышью: вся идеология, вся моторика здесь абсолютно та же самая, что и при работе с обычной, грифельной доской, только вместо мела используется не пачкающий руки пластиковый маркер. А дальше все зависит от возможностей обучающих программ: разве не заманчиво получить возможность "оживить" сделанный на доске чертеж, просто двигая его пальцем?

Конечно, в одной журнальной статье сложно рассказать обо всех возможностях такой многогранной технологии, как SMART Board. Однако можно надеяться, что учителя, которым посчастливится получить интерактивную доску для использования в классе, смогут сами найти для нее множество полезных и интересных способов применения, сочетая новейшие компьютерные технологии с традиционными, описанными в любом учебнике педагогическими приемами, и не откажутся поделиться приобретенным опытом со своими коллегами - другими читателями ИНФО.

Канадская компания SMART Tehnologies Inc. (www.smarttech.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.

Основанная в 1987 г., сегодня компания является абсолютным лидером на рынке производителей интерактивного оборудования. Ее продукция отмечена многочисленными наградами за высокое качество, широкие функциональные возможности и потребительские свойства. Продукция поставляется в более чем 100 стран мира.