Кіріспе
Үлкен интерактивті дисплей
Интерактивті тақта (IWB), сондай-ақ интерактивті тақта немесе смарт тақта деп те аталады, – тақта түріндегі үлкен интерактивті дисплей. Ол дербес сенсорлық компьютер болып, тапсырмалар мен операцияларды жеке орындай алады, немесе проектор арқылы компьютерді басқаруға арналған сенсорлық панель ретінде қолданылатын қосымша құрылғы бола алады. Олар білім берудің барлық деңгейіндегі сыныптар, корпоративтік кеңес бөлмелері мен жұмыс топтары, кәсіби спорт жаттықтырушыларының оқу залдары, телерадиостудиялар және басқа да көптеген орындарда қолданылады. Алғашқы интерактивті тақталар кеңселерде пайдалану үшін жобаланып, жасалған. Олар 1990 жылы PARC компаниясында әзірленген. Бұл тақта шағын топтық жиналыстар мен дөңгелек үстелдерде қолданылды. 2008 жылға қарай интерактивті тақта индустриясының әлемдік сатылымы 1 миллиард АҚШ долларына жетеді деп күтілді; Futuresource Consulting компаниясы жүргізген нарықтық зерттеулерге сәйкес, 2011 жылға қарай әлемдегі әр жетінші сыныпта интерактивті тақта болады деп болжанады. 2004 жылы Ұлыбританиядағы бастауыш сыныптардың 26%-ы интерактивті тақталармен жабдықталған. 2007 жылғы Becta технологияны пайдалану мектептерінің сараптамасы көрсеткендей, орта мектептердің 98%-ы мен бастауыш мектептердің 100%-ы IWB-ға ие. 2008 жылға қарай интерактивті тақталардың орташа саны бастауыш мектептерде (2005 жылы 6-дан астам, ал 2007 жылы 8-ден астам болғанмен салыстырғанда 18-ге) және орта мектептерде (2005 жылы 18-ге, 2007 жылы 22-ге қарағанда 38-ге) өсті.
Операцияның жалпы түрлері
Әлемде сатылатын интерактивті тақталардың көпшілігі пайдаланушы мен тақтада көрсетілген мазмұн арасындағы төрт түрлі өзара әрекеттесуді қамтиды. Олар: инфрақызыл сканерлеу технологиясы; резистивті, сенсорлық негіздегі тақта; электромагниттік қалам және оған қоса берілген бағдарламалық құрал; және ультрадыбыстық қалам.
Инфрақызыл сканерлік (IR сенсорлық) тақта
Инфрақызыл интерактивті тақта – компьютер мен проекторға қосылатын үлкен интерактивті дисплей. Тақта әдетте қабырғаға немесе еденге орнатылады. Пайдаланушының саусағының, қаламның немесе басқа көрсеткіштің тақтаға проекцияланған бейне үстіндегі қозғалысы, тақта бетіндегі инфрақызыл сәулеге тигізетін әсер арқылы анықталады. Тақта бетіне қысым жасалғанда, бағдарламалық құрал маркердің немесе стилустің орнын үшбұрыш арқылы анықтайды. Инфрақызыл интерактивті тақталар кез келген материалдан жасалуы мүмкін, құрғақ тақта маркерлері қолданылмайды және оларды әртүрлі орталарда кездестіруге болады, оның ішінде: әртүрлі білім беру деңгейлеріндегі сыныптар, корпоративтік кеңес бөлмелері, ұйымдар үшін оқу немесе іс-шаралар бөлмелері, кәсіби спорттық жаттығу орталықтары және телеарна студиялары.
Резистивті сенсорлық интерактивті тақта
Түйісуге негізделген интерактивті тақта қарапайым нұсқау құрылғысын да қамтиды. Мұндай жағдайда тақтаның материалы маңызды. Көбінесе қолданылатын резистивтік жүйеде, бетіне жабысқан мембрана қысымның әсерінен деформацияланып, өткізгіш артқы жақпен жанасады. Содан кейін, түйісу нүктесінің орны электрондық жолмен анықталып, тышқанның әрекеті ретінде тіркеледі. Мысалы, саусақпен бетке басқанда, ол сол тышқан батырмасын басумен тең болып тіркеледі. Мұндай тақтаға ешқандай арнайы құралдардың қажеті жоқ. Осының нәтижесінде резистивтік жүйелерді өндірушілер мұндай тақтаны қолдану оңай және табиғи дейді. Дегенмен, ол тақтаның құрылысына өте тәуелді.
Электромагниттік қалам негізіндегі интерактивті тақта
Электромагниттік қаламға негіделген интерактивті тақтада қатты тақта бетінің астына орнатылған сымдар тізбегі бар, ол стилустің ұшындағы катушкамен өзара әрекеттесіп, стилустің көлденең және тік координаттарын анықтайды. Қаламның өзі көбінесе пассивті болады, яғни, оның ішінде батареялар немесе басқа да қуат көзі жоқ; ол тақта тудыратын электр сигналдарын өзгертеді. Мысалы, тақта бетіне жақын келгенде, тышқан курсорын анықтауға болады, бұл тақтаға "тышқанның үстінен өту" мүмкіндігін береді. Егер қаламды бір жақтан тақтаға басса, тақта компьютерге тышқанның басылуын жіберу үшін қаламдағы қосқышты қосады; егер басқа жақтан басса, тақтаға тию оң жақ тышқан батырмасын басуды білдіреді. Кәсіби цифрлық суретшілер мен дизайнерлер қолданатын графикалық планшеттің үлкейтілген нұсқасы сияқты, электромагниттік интерактивті тақта тышқанның әрекеттерін дәл имитациялай алады, егер пайдаланушы тақтаға сүйенсе, ол істен шықпайды және бірнеше кіріс сигналдарын қабылдай алады.
Ұшып жүретін ультрадыбыстық, инфрақызыл қалам негізіндегі интерактивті тақта
Бұл технология инфрақызыл жарық және ультрадыбыстық позициялау технологиясын қолданады. Технология, дүрбі кезіндегі шағынның жарық жылдамдығы мен дыбыс жылдамдығы арасындағы уақыт айырмасын есептеу арқылы жұмыс істейді. Инфрақызыл IWB портативті форматта да қол жетімді. Жүйе жаңа орынға орнатылғаннан кейін, проекцияланған кескінді қайта калибрлеу арқылы компьютермен байланыс орнатады – бұл процесте электрондық қалам тағы қолданылады. Құрылғы немесе панель белгілі бір аумақты сканерлейді (әдетте 3м х 1,5м, нәтижесінде 110 дюймдік тақта пайда болады). Көптеген жақшаларды қосуға болады, бұл түрлі орындардағы пайдаланушыларға бірдей виртуалды тақтаны пайдалану мүмкіндігін береді. Портативті IR қаламға негіделген тақта әртүрлі беттерде жұмыс істейді – қолданыстағы тақта, тегіс қабырға, тіпті құрғақ тазаланатын бояу жағылған тақта, оларды интерактивті тақтаға айналдырады. USB сигнал қабылдағышына батарея қажет емес, ал қажет болған жағдайда құрылғыны төбеге орнатуға болады. Ұсақ және жеңіл материалдан жасалған PIWB-ді тасымалдау оңай.
Wiimote / IR-ге негізделген интерактивті тақта
Wii негізіндегі ИК жүйесін Джонни Чанг Ли, PhD 2007 жылы ойлап тапты. Ли жүйенің "технологияны халықтың әлдеқайда көп бөлігіне қолжетімді ететінін" (2008 жылғы сәуірде TED-те сөйлеген сөзінде) мәлімдеді. Ол қарапайым Wii пультін көрсеткіш ретінде, ал пульттің алдыңғы жағындағы ИК камерасын ИК қаламшадан келетін жарықты сезетін бақылау құрылғысы ретінде пайдаланды. Ли осы жүйенің жұмыс істеу қабілетін, икемділігін және пайдаланудың қарапайымдығын көрсету үшін YouTube-та бірнеше бейнежазбалар жариялады, сондай-ақ оның төмен бағасын атап өтті – қаламшаның инфрақызыл диоды ең арзан бөлігі. Бұл оқу қиындығы аз тәсіл, себебі көптеген адамдар бұл ойын жүйесімен таныс. Ашық кодты және коммерциялық ұсыныстарда үлкен бағдарламалау қолдау қауымдастығы болуы мүмкін. Сенімсіз дереккөз: дата=қаңтар 2018) Дегенмен, жүйені тікелей күн сәулесі түсетін жерде қолдануға болмайды, сондай-ақ ол бұрын аталған IWB типтерін өндірушілердің бағдарламалық жасақтамасын пайдалана алмайды. Жарық қаламның Bluetooth қосылымына қатысты да назар аудару керек. Артқы проекциялық жағдайда екі көру сызығы (бақылаушы мен қалам) қатысады (көптеген басқалардан өзгеше).
Интерактивті проектор арқылы виртуалды тақта
Интерактивті IWB проекторы проекторға енгізілген CMOS камерасын қамтиды, сондықтан проектор IWB кескінін шығарады, сонымен қатар кескін проекцияланатын бетке тигенде белсенді IR жарық қаламның орнын анықтайды. 2007 жылы американдық Boxlight компаниясы жасаған және 2010 жылы патенттелген бұл шешім, басқа инфрақызыл тақта жүйелері сияқты, қалам мен проектор/қабылдағыш арасындағы тікелей байланыс (көріс сызығы) тудыратын проблемаларға ұшырауы мүмкін, сондай-ақ олар сияқты, басқа технологиялардағы мүмкіндіктерге, мысалы, курсорды басқару мүмкіндігіне ие емес.
Сабақ бөлмесі
Кейбір сыныптарда интерактивті тақталар дәстүрлі тақталарды, флипчарттарды немесе DVD ойнатқыш пен теледидар сияқты бейне/медиа жүйелерді ығыстырды. Тіпті дәстүрлі тақталар қолданылатын жағдайларда да, IWB мектеп желісінің цифрлық бейне тарату жүйесіне қосылу арқылы оларды толықтырады. Басқа жағдайларда IWB интернеттегі ортақ түсіндірмелермен және интерактивті векторлық графикалық веб-сайттар сияқты сурет салу орталарымен өзара әрекеттеседі. Оқушылар қайта қарау үшін қысқа оқу блоктары жазылып алынуы мүмкін – олар сыныпта болған дәл презентацияны, мұғалімнің дауысымен бірге көреді. Бұл оқу және оқыту процесін өзгертуге көмектеседі. Көптеген компаниялар мен жобалар қазір интерактивті тақталарға арналған қосымша оқу материалдарын жасауға баса назар аударуда. IWB-нің соңғы қолданылуларының бірі – бірлескен оқу сабақтары. Мысалы, «мимика кітаптары» мұғалімдерге балалар кітаптарын интерактивті тақтаға кітапқа тән мүмкіндіктермен проекциялауға мүмкіндік береді.
Оқушыларды қабылдау жүйесімен интеграциялау
Кейбір өндірушілер сыныпқа жауап беру жүйелерін өз интерактивті тақта өнімдерінің тікелей бөлігі ретінде ұсынады. Мысалы, инфрақызыл немесе радио сигналдары арқылы жұмыс істейтін қолға ұсталатын "кликерлер" негізгі көп таңдаулы жауаптар мен сауалнама опцияларын ұсынады. Күрделірек кликерлер мәтіндік және сандық жауаптарды қабылдайды және студенттердің үлгерімін талдап, кейіннен қарау үшін экспорттауға мүмкіндік береді. Сыныпқа жауап беруді интерактивті тақта жүйесімен біріктіру арқылы мұғалімдер материалды ұсынып, студенттерден кері байланыс ала алады, осылайша оқыту процесін тиімдірек басқаруға немесе ресми бағалау жүргізуге болады. Мысалы, студент интерактивті тақтада математикалық ұғымдарды қолданатын есепті шешіп, кейін сыныпқа жауап беру жүйесі арқылы тапсырылған тестіде білімін көрсете алады. Кейбір сыныпқа жауап беру бағдарламалық құралдары мемлекеттік стандарттарға сәйкес іс-шаралар мен тесттерді ұйымдастырып, жасауға мүмкіндік береді.
Білім берудің тиімділігі
Қазір студенттердің оқуына интерактивті тақтаның (IWB) тиімділігі туралы әртүрлі нәтижелерді көрсететін бірнеше зерттеулер пайда болды. Осы зерттеулердің шолуы қолжетімді.
London Challenge зерттеуі
Лондон білім беру институты жүргізген және DfES қаржылаған зерттеу нәтижелері, "Мектептердің интерактивті тақталарын кеңейту жобасы" бағдарламасы аясында Лондон аймағында интерактивті тақталарды пайдаланудың "London Challenge" элементінің білім беру және жұмыс істеу тиімділігін бағалады. 3-ші сатыда интерактивті тақталар математика мен ағылшын тілі бойынша студенттердің үлгеріміне елеулі әсер етпеді, ал ғылым бойынша маргіналды жақсарту байқалды. Сол мектептерде 4-ші сатыда интерактивті тақталарды қолдану математика мен ғылым бойынша теріс әсер көрсетсе, ағылшын тілінде оң әсерге ие болды. Авторлар 4-ші сатыдағы нәтижелердің бірнеше себебін атады, олардың ішінде: II типті статистикалық қателік, IWB орнатылған кезде оқу әдістемесіне бұзылулар, нәтижесінде оқушылардың үлгерімі төмендеуі, немесе IWB орнату шешімінің кездейсоқ емес болуы, деректердің бұрмалануына әкелуі мүмкін.
DfES бастауыш мектептерінің ақ тақтасын кеңейту жобасы
Сонымен қатар, интерактивті тақталарды қолдану нәтижесінде үлгерімнің жақсаруын көрсететін деректер бар. BECTA (Ұлыбритания) екі жылдық кезеңде интерактивті тақталардың тиімділігін зерттеуге тапсырыс берді. Бұл зерттеу оқушылардың үлгерімінде айқын артықшылықтарды көрсетті, әсіресе екінші топтағы оқушылар мұғалімнің бұл құралды пайдалану тәжірибесінен үлкен пайда көрді. 2003-2004 жылдар аралығында DfES бастауыш мектептердегі интерактивті тақталарды кеңейту жобасы (PSWE) Ұлыбританияның 21 жергілікті әкімдігіне бастауыш мектептерде интерактивті тақталарды сатып алу және пайдалану үшін қомақты қаржы бөлді. BECTA демеушілік еткен зерттеуде 97 мектептің 7272 оқушысының мәліметтері пайдаланылды, сондай-ақ 20 жергілікті әкімдік қатыстырылып, бұл инвестицияның нәтижелері зерттелді. Зерттеуде интерактивті тақта технологиясын пайдалану мерзімі, оқушылардың жасы (тіпті туған күндеріне дейін), жынысы, ерекше қажеттіліктері, тегін мектеп тамағына құқығы және басқа да әлеуметтік-экономикалық топтар сияқты факторлар қарастырылды. Жобаның іске асырылуы мен нәтижелерін Манчестер Метрополитен университетінің профессоры Бриджет Сомех басқаратын команда бағалады. Бүгінгі күнге дейін бұл интерактивті тақталардың тиімділігін зерттеу бойынша жүргізілген ең ауқымды және ұзақ мерзімді зерттеу болып табылады.
Қосымша зерттеулер
Glover & Miller компаниясы орта мектепте интерактивті тақтаның педагогикалық әсері туралы зерттеу жүргізді. Олар интерактивті тақтаның теориялық тұрғыдан алғанда компьютерден артық екенін анықтады, бірақ оны оқыту құралы ретінде ғана пайдаланса, оның әлеуеті толыққанды іске асырылмайды. Авторлардың зерттеулерінің басты мақсаты – сыныптардағы қолданудың ауқымы мен түрлерін анықтау болды. Педагогика мен оқыту стратегияларында өзгерістер бар екенін анықтау үшін зерттеушілер егжей-тегжейлі сауалнама жүргізді. Авторлар мұғалімдердің IWB-ді үш түрлі жолмен пайдаланғанын анықтады: тиімділікті арттыру үшін, мүмкіндіктерді кеңейту үшін және оқытуды өзгерту үшін. Олар мұғалімдердің технологияны қолдануына оқыту, қолжетімділік немесе бағдарламалық қамтамасыз етудің болуы тікелей әсер етпейтінін атап өтті. Оны оқытуды өзгерту құралы ретінде қолданғанда (зерттеуге қатысқан мұғалімдердің шамамен 10 пайызы) педагогикаға тигізген әсері айқын болды. Соңғы кезде IWB технологиясын өндірушілер мұғалімдер мен білім беру ұйымдары үшін түрлі онлайн қолдау платформаларын құрып, оқу орталарында интерактивті тақталарды пайдалануды кеңейтуде. Мұндай сайттар зерттеу нәтижелерін үнемі жариялап, сыныптарда интерактивті тақталарды кеңінен қолдануға ынталандыру үшін тегін сабақтар ұсынады.
Планшет-базалық дизайн
Интерактивті дисплей тақтасын планшет сияқты электрондық мультимедиа құрылғысын қосу арқылы жасауға болады. Планшеттерді дисплей тақтасына бекіту әдістеріне мыналар жатады: дисплей тақтасында терезе жасап, терезенің артына планшетті орнатуға және ұстап тұруға арналған қалта орнату, планшетті тіреуге арналған штырғыларды дисплей тақтасының бетіне қадау, планшетке арқанды бекітіп, оны дисплей тақтасына ілу, немесе екі жақты жабысқақ лента арқылы планшетті дисплей тақтасына жабыстыру. Projex Boards компаниясы қалтасы, тірегі және тақырыптық бөлімі бар планшеттерге арналған дисплей тақталарын шығарады. Планшеттік дисплей тақталарының мақсаты – аудитория мен баяндамашы арасындағы байланысты жақсарту үшін планшетті дисплейде көз деңгейінде бекіту. Кейбір планшеттік интерактивті дисплей тақталарында электр сымдарын өткізу үшін дисплей тақтасының төменгі жағында тесіктер қарастырылған.
Мүмкін болатын мәселелер
Тұрақты маркерлерді және қалыпты құрғақ өшірілетін маркерлерді пайдалану кейбір интерактивті тақта беттерінде мәселе тудыруы мүмкін, себебі интерактивті тақта беттері көбінесе меламиннен жасалған, ал меламин – маркер сиясын сіңіре алатын кеуекті, боялған бет. Бетке тесік салу, ойыс жасау және басқа да зақымдар келтіру қаупі де бар. Кейбір педагогтар интерактивті тақталарды қолданудың көне оқыту әдісін күшейтетінін анықтаған: мұғалім сөйлейді, ал оқушылар тыңдайды. Бұл оқыту үлгісі көптеген қазіргі заманғы оқу үлгілеріне қарсы келеді.
Алдыңғы және артқы проекция
Интерактивті тақталар көбінесе екі түрде келеді: алдыңғы проекция және артқы проекция. Алдыңғы проекциялы интерактивті тақталарда тақтаның алдында бейнепроектор орналасқан. Алдыңғы проекциялы тақталардың бір кемшілігі – экранның алдында тұрған баяндамашы көлеңке түсірмеу үшін қаламмен немесе қаламсыз қолын созуға мәжбүр болады. Ultra Short Throw (UST) проекторларында бұл кемшілік жоқ, себебі олар суретті IWB бетінің үстінен және жанынан шығарып, баяндамашыны сәуленің жолынан шығарады. Артқы проекциялы интерактивті тақталарда проектор немесе жарық шығару экраны тақтаның сезімтал бетінің артына орналастырылады, соның салдарынан көлеңке пайда болмайды. Бұл сонымен қатар алдыңғы проекциялы тақталардағы мәселені де болдырмайды, яғни баяндамашы аудиторияға сөйлегенде проектордың жарығына қарамауы керек. Дегенмен, артқы проекция жүйелері әдетте алдыңғы проекциялы тақталардан әлдеқайда қымбат, көбінесе өте үлкен және қабырғаға біркелкі орнатылмайды, бірақ қабырғаға орнатуға болады. Кейбір өндірушілер дисплейді әртүрлі бойлы пайдаланушыларға ыңғайлы болуы үшін көтеру және төмендету опциясын ұсынады.
Қысқа уақытқа арналған проекциялық жүйелер және интерактивті тақталар
Кейбір өндірушілер қысқа тастау проекциялық жүйелерді ұсынады, онда арнайы кең бұрышты линзасы бар проектор интерактивті тақта бетіне әлдеқайда жақын орнатылады және шамамен 45 градус бұрышта төмен қарай проекциялайды. Бұл жүйелер дәстүрлі алдыңғы проекциялық жүйелердің көлеңке әсерін күрт азайтады және пайдаланушының проектор сәулесін көру мүмкіндігін жояды. Проекторды интерактивті тақтамен біріктіру арқылы проектор ұрлану қаупі, кейбір мектеп округтері үшін маңызды мәселе, азайтылады. Кейбір өндірушілер ақ тақталарды, қысқа тастау проекциялық жүйені және дыбыс жүйесін бір құрылғыға біріктіріп, оны әртүрлі биіктіктерге орнатуға және кішкентай балалар мен коляскада отырғандарға тақтаның барлық бөліктеріне қол жеткізуге мүмкіндік беретін бірыңғай жүйе ұсынды. Төмендетілген орнату шығындары осы қысқа тастау проекциялық жүйелерді экономикалық тиімді етеді.
Калибрлеу
Көп жағдайда сенсорлық бетті бастапқыда дисплейдегі кескінмен калибрлеу қажет. Бұл процеске сенсорлық бетке нүктелер немесе кресттерді көрсету және пайдаланушының осы нүктелерді стилус немесе саусақ арқылы таңдауы кіреді. Бұл процесс сәйкестендіру, калибрлеу немесе бағдарлау деп аталады. Төбеге және қабырғаға бекітілген проекторлар мен тақталар бар тұрақты орналымдар калибрлеу қажеттілігін күрт азайтады немесе жояды. Кейбір интерактивті тақталар басқа типтегі калибрлеу кезінде проекцияланған кескіндерді автоматты түрде анықтай алады. Технология Mitsubishi Electric Research Laboratories Inc. компаниясымен әзірленген және 7,001,023 патентінде жарияланған. Компьютер сенсорлық бетке ақ және қара жолақтардан тұратын сұр код тізбегін проекциялайды, ал сенсорлық беттің артындағы жарыққа сезімтал сенсорлар сенсорлық беттен өтетін жарықты анықтайды. Бұл тізбек компьютерге сенсорлық бетті дисплеймен сәйкестендіруге мүмкіндік береді; алайда, оның кемшілігі – жарық сенсорлары орналасқан резистивті сенсорлық беттегі өте кішкентай, жіптей өлшемдегі "өлі аймақтардың" болуы. "Өлі аймақтар" соншалықты кішкентай, сол аймақтағы тиісулер компьютерге дұрыс жеткізіледі. Тағы бір жүйе проекторға орнатылған және экранға қаратылған жарық сенсорын қамтиды. Проектор калибрлеу кескінін (оқу процесі деп аталады) жасағанда, ол қара жиектен және ақ беттен шағылысқан жарықтың өзгеруін анықтайды. Осылайша ол барлық сызықтық матрица коэффициенттерін есептей алады. Тағы бір жүйеде қолға ұсталатын қаламға кіріктірілген камера бар, проекторға немесе дисплейге жіберілетін бейне ағынына адам сезбейтін нысаналар қосылады, оларда орналасу туралы ақпарат бар, камера осы ақпаратты анықтап, тиісінше орналасуын есептейді, сондықтан калибрлеу қажет емес. Мұндай технология мен жүйе penveu құрылғысына енгізілген және 8,217,997 патентінде толығырақ сипатталған.