Интерактивная доска ( IWB ), также известная как интерактивная доска , интерактивный дисплей , интерактивная цифровая доска или смарт-доска , представляет собой большую интерактивную дисплейную доску в форм - факторе доски . Это может быть как автономный компьютер с сенсорным экраном , используемый независимо для выполнения задач и операций, так и подключаемое устройство, используемое в качестве сенсорной панели для управления компьютерами с проектора . Это небольшие компьютеры с сенсорным экраном. Они используются в различных условиях, включая классы на всех уровнях образования , в корпоративных залах заседаний и рабочих группах, в учебных классах для профессиональных спортивных тренеров , в вещательных студиях и других.
Первые интерактивные доски были разработаны и изготовлены для использования в офисе. [ необходима цитата ] Они были разработаны PARC около 1990 года. [ необходима цитата ] Эта доска использовалась на собраниях в небольших группах и круглых столах. [ необходима цитата ]
Ожидалось, что к 2008 году объем продаж индустрии интерактивных досок по всему миру достигнет 1 миллиарда долларов США ; по данным маркетингового исследования Futuresource Consulting, к 2011 году в каждом седьмом классе в мире будет установлена интерактивная доска. [1] В 2004 году 26% британских начальных классов имели интерактивные доски. [2] Исследование Becta Harnessing Technology Schools Survey 2007 показало, что 98% средних и 100% начальных школ имели интерактивные доски. [3] К 2008 году среднее количество интерактивных досок выросло как в начальных школах (18 по сравнению с чуть более шестью в 2005 году и восемью в исследовании 2007 года), так и в средних школах (38 по сравнению с 18 в 2005 году и 22 в 2007 году). [4]
Устройство интерактивной доски (IWB) может быть как отдельным компьютером , так и большой, функциональной сенсорной панелью для использования на компьютерах. Интерактивные доски широко используются в классах, залах заседаний и учебных средах, предоставляя инновационный способ обмена информацией, упрощения дискуссий и улучшения общего опыта обучения или делового общения.
Драйвер устройства обычно устанавливается на подключенном компьютере, чтобы интерактивная доска могла действовать как устройство ввода данных человеком (HID), как мышь. Видеовыход компьютера подключается к цифровому проектору , чтобы изображения могли проецироваться на поверхность интерактивной доски, хотя интерактивные доски с ЖК-дисплеями также существуют [5] [6] [7] [8] и в некоторых случаях заменили проекторы. [9] Интерактивные доски без ОС требуют установки или подключения отдельного устройства с операционной системой к доске для функционирования и используются, поскольку они рассматриваются как более устойчивая альтернатива обычным интерактивным доскам со встроенной или встроенной операционной системой. [10]
Затем пользователь калибрует изображение доски, сопоставляя положение проецируемого изображения с доской, используя указатель по мере необходимости. После этого указатель или другое устройство можно использовать для активации программ, кнопок и меню с самой доски, как это обычно делается с помощью мыши. Если требуется ввод текста, пользователь может вызвать экранную клавиатуру или, если программное обеспечение доски это предусматривает, использовать распознавание рукописного ввода . Это делает ненужным подходить к клавиатуре компьютера для ввода текста.
Таким образом, интерактивная доска эмулирует и мышь, и клавиатуру. Пользователь может проводить презентацию или класс практически исключительно с доски.
Кроме того, большинство интерактивных досок снабжены программным обеспечением , которое предоставляет инструменты и функции, специально разработанные для максимизации возможностей взаимодействия. Они обычно включают возможность создания виртуальных версий бумажных флипчартов, опции ручки и маркера, и, возможно, даже виртуальные линейки, транспортиры и циркули — инструменты, которые использовались бы в традиционном обучении в классе.
Интерактивные доски могут использоваться в следующих целях:
Большинство интерактивных досок, продаваемых по всему миру, используют одну из четырех форм взаимодействия между пользователем и проецируемым на доску контентом. Это технология инфракрасного сканирования, резистивная сенсорная доска, электромагнитное перо и соответствующее программное обеспечение, а также ультразвуковое перо.
Инфракрасная интерактивная доска — это большой интерактивный дисплей, который подключается к компьютеру и проектору. Доска обычно крепится к настенной или напольной стойке. Движение пальца, ручки или другого указателя пользователя по изображению, проецируемому на доску, улавливается его интерференцией с инфракрасным светом на поверхности доски. При нажатии на поверхность доски программное обеспечение триангулирует местоположение маркера или стилуса. Инфракрасные интерактивные доски могут быть изготовлены из любого материала, не используются сухостираемые маркеры, и их можно найти во многих местах, включая различные уровни обучения в классах, корпоративные залы заседаний, учебные или игровые комнаты для организаций, профессиональные спортивные тренерские центры и вещательные студии.
Сенсорная интерактивная доска также включает в себя простое указательное устройство. В этом случае важен материал доски. В наиболее распространенной резистивной системе мембрана, натянутая на поверхность, деформируется под давлением, чтобы войти в контакт с проводящей задней пластиной. Затем местоположение точки касания может быть определено электронным способом и зарегистрировано как событие мыши. Например, когда палец нажимает на поверхность, это регистрируется как эквивалент щелчка левой кнопкой мыши. Опять же, такая доска не требует специальных инструментов. Это приводит к утверждению производителей резистивных систем, что такая доска проста и естественна в использовании. Однако это сильно зависит от конструкции самой доски.
Интерактивная доска на основе электромагнитного пера включает в себя массив проводов, встроенных за сплошной поверхностью доски, которые взаимодействуют с катушкой в кончике стилуса для определения горизонтальных и вертикальных координат стилуса. Сама ручка обычно пассивна, т. е. не содержит батареек или других источников питания; она изменяет электрические сигналы, вырабатываемые доской. Например, когда она находится близко к поверхности доски, указатель мыши может быть обнаружен, что дает доске возможность «наведения мыши». Когда она прижимается к доске одним способом, доска активирует переключатель в ручке, чтобы сигнализировать компьютеру о щелчке мыши; при нажатии другим способом контакт с доской сигнализирует о щелчке правой кнопки мыши. Подобно увеличенной версии графического планшета, используемого профессиональными цифровыми художниками и дизайнерами, электромагнитная интерактивная доска может точно эмулировать действия мыши, не будет давать сбоев, если пользователь наклонится на доску, и потенциально может обрабатывать несколько входов.
Эта технология использует инфракрасный свет и технологию ультразвукового позиционирования. Технология работает аналогично молнии во время грозы, вычисляя разницу во времени между скоростью света и скоростью звука. Инфракрасная IWB также доступна в портативном формате. После перемещения установки в новое место система подключается к компьютеру с помощью простой повторной калибровки проецируемого изображения — снова с помощью электронного пера. Устройство или планка сканирует ограниченную область (обычно 3 м на 1,5 м, что дает доску шириной 110 дюймов). Обычно можно добавить несколько кронштейнов, что позволяет пользователям в разных местах совместно использовать одну и ту же виртуальную доску. Портативная доска
на основе ИК-пера работает на различных поверхностях — существующей доске, плоской стене, даже доске с краской для сухого стирания, превращая эти поверхности в интерактивную доску. Для приемника сигнала USB не требуется батарея, и устройство можно закрепить на потолке, если требуется постоянное решение. Изготовленная из крошечного и легкого материала, PIWB легко транспортировать.
ИК- система на базе Wii была изобретена Джонни Чунгом Ли, доктором философии, в 2007 году. Ли утверждал, что система «делает технологию доступной гораздо более широкому проценту населения» (выступая на TED, апрель 2008 года) путем использования обычного пульта дистанционного управления Wii в качестве указателя и ИК-камеры на передней панели пульта дистанционного управления в качестве устройства слежения, воспринимающего свет от ИК-светового пера. Ли снял несколько видеороликов на YouTube об этой системе, чтобы продемонстрировать ее работоспособность, гибкость и простоту использования, а также указать на ее скромную цену — самая недорогая часть — это инфракрасный светодиод пера. Это подход с неглубокой кривой обучения, поскольку игровая система уже знакома многим. Может быть доступно большое сообщество поддержки программирования, как в открытых, так и в коммерческих предложениях. [11] [ ненадежный источник? ] ) Однако систему нельзя использовать вблизи прямых солнечных лучей, и она не может совместно использовать программное обеспечение производителей уже упомянутых типов IWB. Также применимы некоторые соображения относительно Bluetooth-подключения светового пера. В случае с обратной проекцией задействованы две линии визирования (контроллер и ручка), в отличие от многих других.
Интерактивный проектор IWB включает в себя встроенную в проектор камеру CMOS , так что проектор создает изображение IWB, но также определяет положение активного ИК-светового пера, когда оно касается поверхности, на которую проецируется изображение. Это решение, разработанное в 2007 году и запатентованное в 2010 году американским производителем Boxlight [12] , как и другие системы ИК-досок, может страдать от потенциальных проблем, вызванных «линией видимости» между пером и проектором/приемником, и, как и они, не обеспечивает возможности наведения мыши, как в других решениях.
В некоторых классах интерактивные доски заменили традиционные доски или флипчарты , или видео/медиасистемы, такие как комбинация DVD-плеера и телевизора. Даже там, где используются традиционные доски, интерактивная доска часто дополняет их, подключаясь к школьной сетевой системе цифрового видеораспределения. В других случаях интерактивные доски взаимодействуют с онлайн-средами совместного аннотирования и рисования, такими как интерактивные векторные графические веб-сайты.
Короткие учебные блоки могут быть записаны для просмотра студентами — они увидят точную презентацию, которая произошла в классе с аудиовходом учителя. Это может помочь преобразовать обучение и инструкции.
Многие компании и проекты теперь сосредоточены на создании дополнительных учебных материалов, специально разработанных для интерактивных досок. Одним из последних применений интерактивной доски является совместное чтение на уроках. Например, книги-имитаторы позволяют учителям проецировать детские книги на интерактивную доску с интерактивностью, подобной книжной.
Некоторые производители также предоставляют системы ответов в классе как интегрированную часть своих интерактивных досок. Ручные «кликеры», работающие через инфракрасные или радиосигналы, например, предлагают базовые возможности множественного выбора и опроса. Более сложные кликеры предлагают текстовые и числовые ответы и могут экспортировать анализ успеваемости учащихся для последующего просмотра.
Объединяя ответ в классе с интерактивной системой доски, учителя могут представлять материал и получать обратную связь от студентов, чтобы более эффективно направлять обучение или проводить формальные оценки. Например, студент может решить головоломку, включающую математические концепции, на интерактивной доске, а затем продемонстрировать свои знания на тесте, предоставленном через систему ответа в классе. Некоторое программное обеспечение ответа в классе может организовывать и разрабатывать действия и тесты в соответствии со стандартами штата.
В настоящее время существует несколько исследований, раскрывающих противоречивые выводы об эффективности использования интерактивных досок для обучения студентов. Компиляция этих исследований доступна. [13]
Согласно результатам исследования, проведенного Лондонским институтом образования при финансировании DfES, была оценена образовательная и операционная эффективность элемента London Challenge по внедрению использования интерактивных досок в районе Лондона в рамках программы под названием «Проект расширения школьных досок». На ключевом этапе 3 интерактивные доски здесь оказали незначительное влияние на успеваемость учащихся по математике и английскому языку и лишь незначительное улучшение по естественным наукам. В тех же школах на ключевом этапе 4 было обнаружено, что использование интерактивных досок имело отрицательные эффекты для математики и естественных наук, но положительные эффекты для английского языка. Авторы приводят несколько возможных причин для результатов ключевого этапа 4, в том числе: статистическая ошибка II типа, нарушение методов обучения, приводящее к снижению успеваемости учащихся при установке интерактивных досок, или неслучайное решение о развертывании установки интерактивных досок, приводящее к перекосу данных. [14]
В то же время, есть данные об улучшении производительности при использовании интерактивных досок. BECTA (Великобритания) заказала исследование влияния интерактивных досок в течение двух лет. Это исследование показало очень значительный прирост в обучении, особенно у вторых групп студентов, где они извлекли пользу из опыта учителя с устройством. [15]
В период с 2003 по 2004 год проект DfES Primary Schools Whiteboard Expansion (PSWE) предоставил существенное финансирование 21 местному органу власти для приобретения и использования интерактивных досок в начальных школах Великобритании. Исследование, спонсируемое BECTA, изучало влияние этих инвестиций в 20 местных органах власти, используя данные по 7272 ученикам в 97 школах.
Переменные, рассматриваемые в исследовании, включали длительность воздействия технологии интерактивной доски, возраст учеников (вплоть до индивидуальных дней рождения), пол, особые потребности, право на бесплатное школьное питание и другие социально-экономические группы. Реализацию и воздействие проекта оценивала группа из Manchester Metropolitan University под руководством профессора Бриджит Сомех. На сегодняшний день это самое крупное и продолжительное исследование воздействия интерактивных досок.
Главным выводом этого масштабного исследования стало то, что «когда учителя используют интерактивную доску в течение значительного периода времени (к осени 2006 года не менее двух лет), ее использование становится неотъемлемой частью их педагогики в качестве посреднического артефакта для их взаимодействия с учениками и взаимодействия учеников друг с другом». Авторы исследования утверждают, что «посредничество в интерактивности» — это обоснованная концепция, предлагающая «... теоретическое объяснение того, как анализ многоуровневого моделирования (MLM) связывает продолжительность обучения учеников с использованием интерактивных досок с более высокими результатами национальных тестов из года в год».
Исследование показало, что технология интерактивной доски привела к устойчивому росту на всех ключевых этапах и по всем предметам, при этом ее влияние особенно заметно во второй когорте, что свидетельствует о том, что ключевыми факторами являются внедрение технологии в учебный процесс и опыт работы учителя с технологией.
Достижения измерялись в «месяцах прогресса» по сравнению со стандартными показателями достижений за двухлетний период исследования.
В классах для детей младшего возраста (5–7 лет):
Также были получены четкие доказательства аналогичного воздействия на втором ключевом этапе – в возрасте от 7 до 11 лет.
Негативного воздействия не наблюдалось ни на каком уровне.
Glover & Miller провели исследование педагогического воздействия интерактивных досок в средней школе. Они обнаружили, что хотя интерактивные доски теоретически являются чем-то большим, чем компьютер, если они используются только как вспомогательное средство для обучения, их потенциал остается нереализованным. Исследование авторов было в первую очередь направлено на выяснение степени и типа использования в классе. Чтобы определить, происходят ли какие-либо изменения в педагогике или стратегиях обучения, исследователи провели подробный опрос. Авторы обнаружили, что учителя использовали интерактивные доски одним из трех способов: как средство повышения эффективности, как устройство расширения и как преобразующее устройство. Они отметили, что использование учителями технологии в первую очередь не зависело от обучения, доступа или доступности программного обеспечения. При использовании в качестве преобразующего устройства (примерно 10% учителей, принявших участие в исследовании) воздействие на педагогику было преобразующим. [16]
В последнее время [ уточнение необходимо , когда? ] производители технологий интерактивных досок создают различные онлайн-сообщества поддержки для учителей и учебных заведений, внедряющих использование интерактивных досок в учебных средах. Такие веб-сайты регулярно публикуют результаты исследований и организуют бесплатные уроки работы с доской, чтобы способствовать широкому использованию интерактивных досок в классах.
Некоторые из преимуществ использования интерактивных досок включают в себя:
Согласно статье в Washington Post от 11 июня 2010 года :
В той же статье цитируется Ларри Кьюбан, почетный профессор педагогики Стэнфордского университета:
Статья, опубликованная на веб-сайте Национальной ассоциации директоров средних школ, подробно описывает плюсы и минусы интерактивных досок. [ необходима ссылка ]
В отчете об интерактивных досках Лондонского института образования говорится:
В отчете были освещены следующие вопросы:
Существует ряд обзоров литературы, результатов исследований и статей по использованию интерактивных досок в классе:
Интерактивные доски могут использовать один из нескольких типов сенсорных технологий для отслеживания взаимодействия на поверхности экрана: резистивный , электромагнитный, инфракрасный оптический, лазерный , ультразвуковой и на основе камеры (оптический).
Интерактивная доска объявлений может быть сделана путем прикрепления электронного мультимедийного устройства, такого как планшет, к доске объявлений. Методы крепления планшетов к доскам объявлений включают вырезание окна в доске объявлений и фиксацию кармана за окном для вставки и удержания планшета, [28] вдавливание штифтов в поверхность доски объявлений с планшетом, опирающимся на штифты, прикрепление шнурка к планшету для того, чтобы повесить его на доску объявлений, [29] или использование двусторонней клейкой ленты для прикрепления планшета к доске объявлений. [30] Projex Boards производит доски объявлений для планшетов с карманом, мольбертом и доской объявлений. Целью досок объявлений для планшетов является удержание планшета на уровне глаз на доске объявлений для облегчения общения между аудиторией и докладчиком. Некоторые интерактивные доски объявлений для планшетов имеют отверстия для электрических шнуров [31] в виде отверстий в нижней части доски объявлений.
Перманентные маркеры и использование обычных сухостираемых маркеров могут создавать проблемы на некоторых поверхностях интерактивных досок, поскольку поверхности интерактивных досок чаще всего изготавливаются из меламина , который представляет собой пористую окрашенную поверхность, способную впитывать чернила маркера. Проколы, вмятины и другие повреждения поверхностей также представляют собой риск.
Некоторые педагоги обнаружили, что использование интерактивных досок усиливает старый метод обучения: учитель говорит, а ученики слушают. Эта модель обучения противоречит многим современным учебным моделям.
Интерактивные доски обычно доступны в двух вариантах: с прямой проекцией и с обратной проекцией.
Некоторые производители также предоставляют возможность поднимать и опускать дисплей для удобства пользователей разного роста.
Некоторые производители предлагают системы короткофокусной проекции, в которых проектор со специальным широкоугольным объективом устанавливается гораздо ближе к поверхности интерактивной доски и проецирует вниз под углом около 45 градусов. Они значительно уменьшают теневые эффекты традиционных систем фронтальной проекции и исключают любую возможность для пользователя увидеть луч проектора. Риск кражи проектора, который является проблемой для некоторых школьных округов, снижается за счет интеграции проектора с интерактивной доской.
Некоторые производители предлагают унифицированную систему, в которой доски, система проецирования с короткого расстояния и аудиосистема объединены в единый блок, который можно устанавливать на разной высоте и который позволяет маленьким детям и людям в инвалидных колясках получать доступ ко всем областям доски. Снижение затрат на установку делает эти системы проецирования с короткого расстояния экономически эффективными.
В большинстве случаев сенсорная поверхность должна быть изначально откалибрована с помощью изображения на дисплее. Этот процесс включает в себя отображение последовательности точек или крестиков на сенсорной поверхности и выбор пользователем этих точек либо стилусом , либо пальцем. Этот процесс называется выравниванием, калибровкой или ориентацией. Стационарные установки с проекторами и досками, прикрученными к крыше и стене, значительно сокращают или устраняют необходимость калибровки.
Несколько интерактивных досок могут автоматически определять проецируемые изображения во время другого типа калибровки. Технология была разработана Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc и раскрыта в патенте 7,001,023. [32] Компьютер проецирует последовательность кода Грея из белых и черных полос на сенсорную поверхность, а светочувствительные датчики за сенсорной поверхностью обнаруживают свет, проходящий через сенсорную поверхность. Эта последовательность позволяет компьютеру выравнивать сенсорную поверхность с дисплеем; однако у нее есть недостаток в виде наличия крошечных волоконных «мертвых зон» на резистивной сенсорной поверхности, где присутствуют световые датчики. «Мертвые зоны» настолько малы, что касания в этой области все равно отображаются на компьютере должным образом.
Другая система предполагает наличие встроенного в проектор датчика освещенности, направленного на экран. Когда проектор генерирует калибровочное изображение (процесс, называемый «обучением»), он обнаруживает изменение света, отраженного от черной границы и белой поверхности. Таким образом, он может однозначно вычислить все коэффициенты линейного матричного преобразования.
Еще одна система включает камеру, встроенную в ручную ручку, с незаметными для человека целями, введенными в поток изображения, отправленный на проектор или дисплей, содержащий информацию о позиционировании, где камера обнаруживает эту информацию и вычисляет положение соответственно, не требуя никакой калибровки вообще. Такая технология и система интегрированы в penveu и далее раскрыты в патенте 8,217,997 [33]
Для интерактивных досок доступен широкий выбор аксессуаров:
