Понятие информационных и коммуникационных технологий

При подготовке к уроку с использованием ИКТ учитель не должен забывать, что это УРОК, а значит составляет план урока исходя из его целей, при отборе учебного материала он должен соблюдать основные дидактические принципы: систематичности и последовательности, доступности, дифференцированного подхода, научности и др.  При этом компьютер не заменяет учителя, а только дополняет его.

Такому уроку свойственно следующее:

1.      принцип адаптивности: приспособление компьютера к индивидуальным особенностям ребенка;

2.      управляемость: в любой момент возможна коррекция учителем процесса обучения;

3.      интерактивность и диалоговый характер обучения;  -  ИКТ обладают способностью "откликаться" на действия ученика и учителя; "вступать" с ними в диалог, что и составляет главную особенность методик компьютерного обучения.

4.      оптимальное сочетание индивидуальной и групповой работы;

5.      поддержание у ученика состояния психологического комфорта при общении с компьютером;

6.      неограниченное обучение: содержание, его интерпретации и приложение сколько угодно велики.

Компьютер может использоваться на всех этапах: как при подготовке урока, так и в процессе обучения: при объяснении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле ЗУН

При этом компьютер выполняет следующие функции:

1. в функции учителя компьютер представляет собой:      

 источник учебной информации;       

 наглядное пособие;       

 тренажер;       

 средство диагностики и контроля.

2. в функции рабочего инструмента:      

 средство подготовки текстов, их хранение;       

 графический редактор;       

 средство подготовки выступлений;       

 вычислительная машина больших возможностей.      

  

При проектировании урока учитель может использовать различные программные продукты:  

 

1. Языки программирования- с их помощью учитель может составить различные программные продукты, которые можно использовать на различных этапах урока,  но их применение для преподавателя- предметника затруднительно. Составление проекта при помощи языка программирования требует специальных знаний и навыков и больших трудозатрат. 

2. Возможно при подготовке и проведении урока использование готовых программных продуктов (энциклопедий, обучающих программ и т.п.). Использование компьютерной технологии при изучении химии в средней школе открывает широкие возможности для создания и использования сложного наглядно-демонстрационного сопровождения на уроке или при выполнении лабораторной работы.  Кроме того, при повторении пройденного материала ученик самостоятельно воспроизводит все демонстрационные эксперименты, которые учитель показывал на уроке. При этом он может прервать эксперимент, остановить его или повторить ту часть, которая плохо усвоилась. Такой подход развивает инициативу и способствует повышению интереса учащихся к изучаемому предмету. 

 

3. Большую помощь при подготовке и проведении уроков оказывает учителю пакет Microsoft Office, который включает в себя кроме известного всем текстового процессора Word еще и систему баз данных Access и электронные презентации PowerPoint.  

 

4. Система баз данных предполагает большую подготовительную работу при составлении урока, но в итоге можно получить эффективную и универсальную систему обучения и проверки знаний.  

 

5. Текстовый редактор Word позволяет подготовить раздаточный и дидактический материал. 

 

6. Электронные презентации дают возможность учителю при минимальной подготовке и незначительных затратах времени подготовить наглядность к уроку. Уроки, составленные при помощи PowerPoint зрелищны и эффективны в работе над информацией.

Преимущества использования ИКТ

1. индивидуализация обучения;

2. интенсификация самостоятельной работы учащихся;

3.  рост объема выполненных на уроке заданий;

4. расширение информационных потоков при использовании Internet.

5. повышение мотивации и познавательной активности за счет разнообразия форм работы, возможности включения игрового момента: решишь верно примеры - откроешь картинку, вставишь правильно все буквы - продвинешь ближе к цели сказочного героя. Компьютер дает учителю новые возможности, позволяя вместе с учеником получать удовольствие от увлекательного процесса познания, не только силой воображения раздвигая стены школьного кабинета, но с помощью новейших технологий позволяет погрузиться в яркий красочный мир. Такое занятие вызывает у детей эмоциональный подъем, даже отстающие ученики охотно работают с компьютером.

6. Интегрирование обычного урока с компьютером позволяет учителю переложить часть своей работы на ПК, делая при этом процесс обучения более интересным, разнообразным, интенсивным. В частности, становится более быстрым процесс записи определений, теорем и других важных частей материала, так как учителю не приходится повторять текст несколько раз (он вывел его на экран), ученику не приходится ждать, пока учитель повторит именно нужный ему фрагмент.

7.  Этот метод обучения очень привлекателен и для учителей: помогает им лучше оценить способности и знания ребенка, понять его, побуждает искать новые, нетрадиционные формы и методы обучения, стимулирует его профессиональный рост и все дальнейшее освоение компьютера.

8.  Применение на уроке компьютерных тестов и диагностических комплексов позволит учителю за короткое время получать объективную картину уровня усвоения изучаемого материала у всех учащихся и своевременно его скорректировать. При этом есть возможность выбора уровня трудности задания для конкретного ученика

9.  Для  ученика важно то, что сразу после выполнения теста (когда эта информация еще не потеряла свою актуальность) он получает объективный результат с указанием ошибок, что невозможно, например, при устном опросе.

10.  Освоение учащимися современных информационных технологий. На уроках, интегрированных с информатикой, ученики овладевают компьютерной грамотностью и учатся использовать в работе с материалом разных предметов  один из наиболее мощных современных универсальных инструментов - компьютер, с его помощью они решают уравнения, строят графики, чертежи, готовят тексты, рисунки для своих работ. Это - возможность для учащихся проявить свои творческие способности;

Но, наряду с плюсами, возникают различные проблемы как при подготовке к таким урокам, так и во время их проведения.

Существующие недостатки и проблемы применения ИКТ

1.      Нет компьютера в домашнем пользовании многих учащихся и учителей, время самостоятельных занятий в компьютерных классах отведено далеко не во всех школах.

2.        У учителей недостаточно времени для подготовки к уроку, на котором используются компьютеры.

3.      Недостаточная компьютерная грамотность учителя.

4.      Отсутствие контакта с учителем информатики.

5.      В рабочем графике учителей не отведено время для исследования возможностей Интернет.

6.      Сложно интегрировать компьютер в поурочную структуру занятий.

7.      Не хватает компьютерного времени на всех.

8.      В школьном расписании не предусмотрено время для использования Интернет на уроках.

9.      При недостаточной мотивации к работе учащиеся часто отвлекаются на игры, музыку, проверку характеристик ПК и т.п.

10.  Существует вероятность, что, увлекшись применением ИКТ на уроках, учитель перейдет от развивающего обучения к наглядно-иллюстративным методам.

Немного истории

Первые документ-камеры появились в конце 70-х годов прошлого века. Так, в 1974 году Josef Wolf, основатель австрийской компании Wolf Audio Visuals (позднее преобразованной в ныне всемирно известную WolfVision GmbH), представил оригинальное устройство под названием Video Overhead (видео оверхед проектор) – прообраз современных документ камер. Первоначально они выпускались поштучно как индивидуальные разработки по различным специальным заказам. На фотографии представлена одна из таких разработок тех лет, получившая название Videolupe (видеолупа). Лишь в 1988 на выставке Photokina впервые на всеобщее обозрение было представлено новое устройство WolfVision Visualizer (буквально - Визуалайзер), вызвавшее большой интерес и получившее множество наград. И с конца 1989 года начинается их серийное производство под именем WolfVision Visualizer VZ-10.

В это же время независимые разработки вела ныне не менее известная и титулованная японская компания Elmo. С момента своего основания в 1921 году она специализировалась на кино- и оверхед проекторах (кодоскопах), в 1984 реализовала собственную телевизионнную CCD камеру, и к 1988 «объединила» последнюю с оверхед проектором и выпустила собственный Visualizer EV-308. Публике он также был представлен на Photokina 1988. Таким образом, в 2013 году мы празднуем 25-летний юбилей появления документ-камеры как нового презентационного устройства!

 

С тех пор эти устройства под самыми различными названиями: Visual Presenter, Digital Video Overhead Projector, Visualizer и, наконец, Document Camera – стали входить в нашу жизнь, сначала робко, но с годами все более уверенно. В настоящее время за ними закрепилось устойчивое название «Документ камера», а ряды производителей и широта представленных моделей многократно умножились. Первые подобные устройства были громоздки, выглядели неуклюже, стоили безумно дорого, а умели по современным меркам до смешного мало. Впрочем, это типичная история развития, она повторялась со многими другими электронными «девайсами», будь то цветные телевизоры, персональные компьютеры или мобильные телефоны – все они прошли путь от предметов роскоши до бытового «ширпортреба».

 

Использование документ-камеры в современной школе

Образование – одно из самых важных направлений использования документ-камер. Сейчас много говорят о важности мотивации в обучении. И если взрослых можно стимулировать материальными поощрениями, то с детьми все проще и одновременно сложнее: им или интересно, или нет. Если интересно – информация усваивается, если нет – сколько ни заставляй ребенка сидеть за книжками, сколько ни пугай контрольными, знания выветриваются из головы сразу же после получения оценки. И наоборот: если материал понятен и увлекателен, зубрежка не нужна. Наглядные и интерактивные уроки всегда эффективны.

Способов сделать урок наглядным и интересным сегодня великое множество. Использование документ-камер – один из наиболее эффективных. Для учителя это устройство объединяет в себе возможности кодоскопа, видеокамеры, сканера, микроскопа, веб-камеры. Соединяясь с компьютером посредством USB, камера становится составной частью рабочего места преподавателя. Рассматривая применение данного интерактивного устройства в образовательном процессе, можно отметить следующие его достоинства:

• возможность демонстрации в любой момент любого объекта со стола учителя или парты ученика позволяет «оживить» процесс преподавания, сделать его более наглядным и убедительным, и, как следствие, более результативным;
• документ-камера помогает установить обратную связь между учителем и классом, повысить мотивацию учащихся. Это происходит, например, во время анализа контрольной работы или разбора домашнего задания на экране в реальном времени, с комментариями учителя, когда весь класс принимает участие в этом процессе.
• у учителя появляется больше возможностей гибко реагировать на ситуацию, привносить в урок необходимый элемент интерактивности и диалога. В ответ на вопрос учащихся можно, сидя за рабочим столом, на обычном листке бумаги набросать схему или формулу, отображая ее в процессе появления на экране;
• значительно упрощается процесс подготовки к уроку. Достаточно вычертить на стандартном листе формата А4 необходимый график, скопировать иллюстрацию из редкой или наоборот только что полученной книги и все это можно уже на следующем уроке использовать как учебное пособие, доступное для просмотра и изучения всему классу;
• существенно экономится время учителя, как во время подготовки к уроку, так и во время проведения самого урока – любое письменное задание с листа, мгновенно через документ-камеру и проектор может быть продемонстрировано всему классу;
• расширение арсенала доступных технических средств ведения урока стимулирует учителя к творческому поиску и освоению новых форм и методов обучения.

Опыт общения с учителями школ, в которых уже активно применяются современные средства обучения, подтверждает: документ-камера – это действительно необходимый инструмент современного образовательного процесса. При этом устройство довольно простое в освоении. Как показывает практика, от момента, когда учитель спрашивает, что это такое и как с этим работать, до момента, когда он самостоятельно управляет устройством, проходит всего пара часов. Хотя некоторые технические детали (использование встроенных эффектов, сохранение и обработка изображений на компьютере), конечно, постигаются уже в процессе работы, когда появляется потребность расширить область применения.

 

Какими бывают документ-камеры

В конструкции почти любой документ камеры можно выделить 3 основных узла:

- устойчивое основание  с набором входных-выходных разъемов и панелью управления,

- подвижный штатив, соединяющий основание с камерной  головкой и обеспечивающий перемещение  последней относительно предмета (объекта) наблюдения,

- камерная головка  с оптикой и регистрирующей  матрицей, отвечающих за формирование изображения наблюдаемого предмета.

Отметим, что подобная «простота» позволяет самостоятельно собрать в «домашних» условиях документ-камеру путем закрепления обычного цифрового фотоаппарата или видеокамеры, например, на штативе от старого фотоувеличителя. Однако, удобство использования подобного устройства и его функциональные возможности весьма сомнительны.

Опираясь на данную принципиальную схему все камеры условно можно распределить по нескольким классам:

1. по габаритам (размеру основания) - на портативные весом в 2-3 кг и более тяжелые и громоздкие настольные, как правило, со встроенным световым планшетом;
2. по типу штатива на камеры с гибким штативом («гусиная шея») и камеры с механическим поворотно-раздвижным штативом;
3. по набору выходов – на так называемые USB камеры (чисто цифровые, только USB разъем(ы) для подключения к компьютеру) и VGA камеры (аналого-цифровые, кроме USB имеются и VGA/TV/DVI выходы для прямого соединения с видеопроектором и/или ТВ);
4. по оптике - на камеры с оптическим увеличением и без такого (обеспечивают только цифровое масштабирование изображения).
5. В настоящее время в арсенале у рачительных учителей  имеется довольно много, как говорили раньше, технических средств обучения. Все мы хорошо помним и умеем работать с кинопроектором, диапроектором, графопроектором, проигрывателем, магнитофоном и видеомагнитофоном. Но время идет. На смену старой технике пришла новая. Среди нее первое место по праву занимает его величество компьютер, так как по сути дела он заменил все, что я перечислила выше. А когда к нему добавили проектор и интерактивную доску, то большинство учителей решило – все-приехали. Больше ничего нового в арсенале технических средств обучения уже не появится.
6. Но они, к счастью, глубоко ошиблись. В помощь учителю продолжают появляться совершенно неожиданные новые средства обучения. С одним из таких новых средств обучения – документ- камерой я и попытаюсь вас познакомить.
7. Что же такое документ-камера ? Это цифровое устройство нового поколения [1]. Оно состоит из видеокамеры и цифрового блока управления ( рис.1). 
8. Документ-камера подключается непосредственно к устройству отображения. Таким устройством может быть проектор, телевизор или монитор, а также видеомагнитофон при записи видеосюжетов ( рис. 2). Это самый простой способ использования Достаточно иметь в классе одно из указанных устройств отображения информации и соответствующий кабель для того, чтобы включить документ камеру в процесс обучения.
9. На столе учителя в поле зрения видеокамеры помещается фотография, рисунок или какой-нибудь небольшой прибор и на экране проектора, телевизора или монитора получается увеличенное изображение объекта.  
11. Вы ,вероятно, догадались, что речь идет об электронном аналоге знакомого учителям графопроектора , вернее более древнего прибора – эпидиаскопа (так как на экране видны изображения непрозрачных предметов).  Наличие цифрового объектива видеокамеры позволяет демонстрировать  объекты в увеличенном виде, а также использовать документ-камеру в качестве цифрового
12. фотоаппарата, видеокамеры и сканера – причем сканера, позволяющего получать объемные изображения предметов.
13. В настоящее время выпускается достаточно большое количество документ камер. Эти камеры достаточно просты и универсальны и разработаны специально для сферы образования.
14. Документ-камера может работать, как автономное устройство совместно с каким-либо устройством отображения видеоинформации, а может работать как периферийное устройство в составе компьютеризированного рабочего места преподавателя, оборудованного интерактивной доской ( рис. 3). В этом случае работа с документ камерой осуществляется через специальное программное обеспечение, установленное на компьютер.
15. Программное обеспечение значительно расширяет функциональные возможности документ камеры. Оно позволяет записывать изображения и видеосюжеты непосредственно в память компьютера, значительное расширить диапазон серийной съёмки, возможность аннотирования запоминаемых изображений, возможность работы с документ камерой в локальной сети.
16. Интересные возможности открывают различные способы записи изображений в память компьютера. В моей документ камере AVerVision CP 155 и 355 он один, а может быть три :
17. «Один кадр» - запись единичного изображения.
18. «Непрерывный» - запись видеофрагмента.
19. («Серийная съёмка» - запись видеофрагмента в котором требуется передать изменение изображения во времени При выборе серийной съёмки необходимо задать также длительность времени записи («Время») и интервал записи, то есть отрезок времени, через который будет происходить очередной захват изображения («Интервал»). Длительность записи регулируется в пределах 1 минута – 72 часа, а интервал записи от 5 секунд до 6 часов.
20. Варианты использования этого свойства документ камер весьма широки. Допустим вам нужно показать классу явление диффузии, которая происходит в небольшом сосуде на столе учителя, не собирая при этом весь класс у стола. Через документ-камеру и проектор этот опыт можно каждый раз показывать в реальном времени (с необходимым увеличением) на экране. А можно один раз записать видеоролик с демонстрацией этого опыта в режиме «Серийная съемка» – и использовать его в дальнейшем на аналогичных занятиях. Налицо экономия времени учителя и затрачиваемых материалов.
21. Аналогичным образом на уроках можно записать видеосюжеты, в которых отображаются в «живом» виде этапы сборки электрических цепей. Таким образом можно создавать целые библиотеки уникальных видеоуроков. Конечно, вначале это потребует от учителя определённых усилий и времени, но зато и отдача впоследствии в смысле эффективности обучения, наглядности будет велика.)
22. Все сохранённые картинки и видеофайлы можно просматривать , нажав на панели управления кнопку «Воспроизведение записанных изображений». А также это можно сделать и с помощью любой другой программы для просмотра графики ли видеоизображений.
23. (Ещё одним большим достоинством использования программного обеспечения при работе с документ камерой является возможность делать комментарии к демонстрируемым изображениям и сохранять их вместе с изображениями в памяти компьютера с целью их последующего многократного использования на уроках. Эти комментарии могут представлять собой различные формы выделения фрагментов демонстрируемых картинок и текстов, а также текстовые примечания к ним.
24. Для производства комментариев в программе реализован целый ряд инструментов)  
26. Возможности применения документ камеры практически безграничны. Здесь все зависит от опыта работы, изобретательности и фантазии учителя. Поэтому я остановлюсь на некоторых из них.
27. С помощью документ камеры очень удобно работать с учебником. Любой рисунок или текст можно увеличить до таких размеров, что даже школьная «камчатка» все прекрасно увидит. На демонстрируемом рисунке можно выделить отдельный фрагмент и остановить на нем внимание учащихся. Очень удобно работать на уроках астрономии с подвижной картой звездного неба.
28. Если раньше я сканировал иллюстрации из различных альбомов и энциклопедий, то теперь надобность в этом отпала, достаточно в поле зрения объектива камеры поместить нужную иллюстрацию. При необходимости ее можно записать в память камеры или ПК простым нажатием кнопки. В этом случае документ-камера заменяет демонстрационные таблицы. Это очень сильно экономит время учителя.
29. Так как интерактивная доска или экран занимают практически третью часть передней стены кабинета, то для увеличения числа опрашиваемых у доски учеников, я поступаю так. Часть учеников готовятся у доски, а другая часть оформляет свой ответ цветными фломастерами на листе бумаги. Во время опроса они помещают свой лист в поле зрения объектива документ камеры и отвечают на поставленный вопрос. Такой прием позволяет значительно уплотнить опрос учащихся. Большую экономию времени дает проверка решения домашних задания, выполняемых учащимися в домашних тетрадях. Методика проверки очень проста. Ученик выходит с домашней тетрадью, помещает ее в поле зрения объектива камеры и объясняет решение домашней задачи. При этом все учащиеся класса принимают участие в обсуждении оформлении задачи, предложенного решения, и, как присяжные заседатели в суде, могут предложить учителю поставить автору решения ту или иную отметку. Я, например, практически всегда соглашаюсь с мнением класса.
30. Аналогично с помощью документ камеры можно проецировать на экран тексты вопросов для физических диктантов и кратковременных письменных опросов.
31. Документ-камеру можно с успехом использовать и на лабораторных работах.
32. Я, например, в начале каждого цикла лабораторных работ, подробно объясняю учащимся, как выполнить первую лабораторную работу данного цикла. Используя документ-камеру,можно показать на экране крупным планом приборы и оборудование, используемое в данной лабораторной работе, определить цену деления прибора, указать на особенности его использования в данном эксперименте.                          
33. Рис. 5.
34. Определенное место может занять демонстрация динамических средств наглядности - таблиц, схем, иллюстрированных игр [3]. Подобные средства я использую, чтобы в игровой формеобъяснить, закрепить или проконтролировать знания учащихся. Динамическая таблица представляет собой незаполненную таблицу определенного формата. На ячейки таблицы накладываются карточки с надписями, соответствующими ответам. При составлении таблиц можно применять задания на определение соответствия понятий, определение признаков процессов или основных физических закономерностей. С помощью документ камеры можно выводить на экран либо сам ход заполнения таблицы, либо его результат.
35. Применяя светящийся планшет, можно показывать изображения с прозрачных пленок – диафильмов, диапозитивов, кодограмм для графопроекторов. 
36. Особое значение документ-камера приобретает при самостоятельной исследовательской работе учеников ( рис. 7). 
37. В частности, она дает возможность сохранять изображения, получаемые по ходу опыта, для последующего анализа, а также для создания отчетов и презентаций. Это уникальная возможность сохранять изображения для последующей презентации или демонстрация опыта в живую [4].