Эксперимент

Документ-камера на уроках и внеклассных занятиях

В арсенале рачительных учителей физики имеется довольно много, как говорили раньше, технических средств обучения. У меня до сих пор на «запасном  пути» стоят в полной боевой готовности  «бронепоезда прошлого» –  кинопроекторы, диапроекторы, графопроекторы, проигрыватели, магнитофоны и даже катушечные (!) видеомагнитофоны. Но время идёт. На смену старой технике пришла новая. И первое место по праву занял Его величество компьютер, по сути,  заменив всё, что я перечислил выше. А когда к нему добавили проектор и интерактивную доску, то большинство учителей решило: всё, приехали, больше ничего нового уже не появится.

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 познакомлю читателей. Это цифровое устройство нового поколения [1], состоящее из видеокамеры и цифрового блока управления. Документ-камера подключается непосредственно к устройству отображения – проектору, телевизору, монитору или к видеомагнитофону (при записи видеосюжетов). Это самый простой способ использования: достаточно иметь в классе одно из указанных устройств отображения информации и соответствующий кабель, чтобы включить документ-камеру в процесс обучения. 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.

Читатели, вероятно, догадались, что речь идёт об электронном аналоге знакомого  учителям графопроектора, вернее, более  «древнего» прибора – эпидиаскопа, – т. к. на экране отображаются непрозрачные предметы. Правда, если проявить немного смекалки, то можно самостоятельно сделать световой планшет, на который и помещать любимые ностальгические кодограммы или другие прозрачные объекты, например, кадры учебных диафильмов или диапозитивов, которые наверняка хранятся в архивах многих учителей со стажем. Наличие цифрового объектива видеокамеры позволяет демонстрировать  непрозрачные и прозрачные объекты в увеличенном виде, а также использовать документ-камеру в качестве цифрового фотоаппарата,  видеокамеры и сканера, причём получать объёмные изображения предметов.

В настоящее время выпускается достаточно большое количество документ-камер. Эти камеры просты, универсальны и разработаны специально для сферы образования.

Документ-камера может работать и как автономное устройство совместно с каким-либо устройством отображения видеоинформации, и как периферийное устройство в составе компьютеризированного рабочего места преподавателя, оборудованного интерактивной доской.  В этом случае необходимо специальное программное обеспечение, установленное на компьютер. Это значительно расширяет функциональные возможности документ-камеры: можно записывать изображения и видеосюжеты непосредственно в память компьютера, значительно расширить диапазон серийной съёмки, аннотировать запоминаемые изображения, работать в локальной сети.

Интересные  возможности открывают  различные  способы записи изображений в  память компьютера.  В моей документ-камере  AverVision CP300 их три:

– «Один кадр» – запись единичного изображения;

– «Непрерывный» – запись видеофрагмента;

– «Серийная съёмка» – запись видеофрагмента с возможностью до записи. При этом необходимо задать длительность времени записи («Время») и интервал записи, т. е. отрезок времени, через который будет происходить очередной захват изображения («Интервал»). Длительность записи регулируется от 1 мин до 72 ч, а интервал записи – от 5 с до 6 ч.

Варианты использования этого свойства документ-камер весьма широки. Допустим, вам нужно, не собирая весь класс у учительского стола, показать явление диффузии, которая происходит в небольшом сосуде на столе. 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 съёмка» и использовать его в дальнейшем на аналогичных занятиях. Налицо экономия времени учителя и затрачиваемых материалов.

Аналогично  на уроках можно записывать видеосюжеты, в которых отображаются «вживую» этапы сборки электрических цепей, и таким образом, 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.

Все сохранённые картинки и видеофайлы можно просматривать, нажимая на панели управления кнопку «Воспроизведение записанных изображений». Это можно делать и с помощью любой другой программы для просмотра графики или видеоизображений.

Ещё одним большим достоинством является возможность делать комментарии к демонстрируемым изображениям и сохранять их вместе с изображениями в памяти компьютера с целью последующего многократного использования на уроках. Комментарии могут представлять собой различные формы выделения фрагментов демонстрируемых картинок и текстов, а также текстовые примечания к ним.

Для создания комментариев в программе  предусмотрен целый ряд инструментов. Доступ к ним осуществляется посредством специальных кнопок в панели управления программным обеспечением. Названия кнопок, приведённые на рисунке, – это подсказки, всплывающие при наведении на кнопку указателя мыши. Так, кликнув на кнопке «Чертёж от руки», мы получаем возможность с помощью мыши рисовать и писать на видеоэкране от руки. Нажав кнопку «Линия», «Прямоугольник» или «Эллипс», можем рисовать соответствующую фигуру. Кнопка «Текст» позволяет делать надписи стандартными шрифтами. С помощью кнопки «Ластик» можно стереть всё или часть того, что мы нарисовали.  С помощью такого инструментария можно делать и самостоятельные рисунки, например, блок-схемы какого-либо процесса и т. п.

Эти инструменты позволяют практически  полностью заменить интерактивную  доску. Так что, приобретя документ-камеру, вы, по сути, приобретаете интерактивную доску в придачу.

Поскольку в настоящее время многие российские школы уже имеют локальную  сеть, объединяющую все школьные компьютеры и другое оборудование в единую информационную структуру, в документ-камеру заложили возможность работы в локальной  сети. Это позволяет преподавателю, находясь в классе, не оборудованном документ-камерой, проецировать на экран изображения с камеры, находящейся в другом помещении школы. Например, можно проводить урок физики в обычном классе, используя для показа физических приборов или оборудования для лабораторных работ документ-камеру, находящуюся в лаборантской кабинета физики. Эта же возможность позволяет в компьютерном классе вывести на мониторы учащихся изображение с документ-камеры, присоединённой к компьютеру преподавателя.

Возможности применения документ-камеры практически безграничны. Здесь всё зависит от опыта работы, изобретательности и фантазии учителя. Поэтому я остановлюсь лишь на некоторых.

С помощью документ-камеры очень удобно работать с учебником. Любой рисунок или текст можно увеличить до таких размеров, что даже школьная «камчатка» всё прекрасно увидит. На демонстрируемом рисунке можно выделить отдельный фрагмент и остановить на нём внимание учащихся. Очень удобно работать на уроках астрономии с подвижной картой звёздного неба.

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 её можно записать в память камеры или ПК простым нажатием кнопки. В этом случае документ-камера заменяет демонстрационные таблицы, что очень сильно экономит время учителя.

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 приём позволяет значительно уплотнить опрос.

Большую экономию времени даёт проверка решения  домашних заданий, выполняемых в домашних тетрадях. Методика проверки очень проста. Ученик выходит с домашней тетрадью, помещает её в поле зрения объектива камеры и объясняет решение. При этом все учащиеся класса принимают участие в обсуждении оформления 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.

С помощью документ-камеры можно проецировать на экран тексты вопросов для физических диктантов и кратковременных письменных опросов.

Документ-камеру можно с успехом использовать и на лабораторных работах. Я, например, в начале каждого цикла лабораторных работ подробно объясняю учащимся, как выполнить первую работу цикла. Используя документ-камеру, можно показать на экране крупным планом используемые приборы и оборудование, определить цену деления прибора, указать на особенности его использования в данном эксперименте.

В качестве примера приведу краткий  инструктаж по выполнению самой первой лабораторной работы по электричеству в 8-м классе «Сборка электрической цепи и измерение силы тока в её различных участках» [2].  В поле зрения объектива документ-камеры помещаю оборудование для данной лабораторной работы и подробно объясняю назначение каждого прибора. Особое внимание при этом обращаю на соблюдение полярности приборов при сборке электрической цепи, аккуратность во время сборки и надёжность электрических контактов, напоминая известный афоризм электронщиков: электроника – это наука о контактах. После такого инструктажа у моих учеников практически не возникает проблем при выполнении лабораторной работы.

При изучении курса физики довольно часто  приходится проводить эксперименты в плоскости демонстрационного  стола, например, опыты по поверхностному натяжению – плавание иголки или лезвия на поверхности воды, спектры электрических и магнитных полей, механические волны на поверхности воды и т. д. Для демонстрации таких опытов учителя используют наклонное зеркало, но,  во-первых у него сравнительно небольшая область видения, а во-вторых, демонстрируемые объекты, как правило, очень небольшого размера и плохо видны учащимся. И вот здесь документ-камера просто не заменима.

Вы только представьте, изображение иголки, плавающей на поверхности воды, занимает весь экран!  Или получили на поверхности воды стоячие волны и на экране демонстрационной линейкой измеряем длину волны (естественно, с учётом увеличения объектива).

К документ-камере легко подключить микроскоп и продемонстрировать на экране всему классу броуновское движение или микросхему. Для этого берём из отслужившего компьютера микросхему ППЗУ (они с прозрачным окошечком), кладём её на предметный столик микроскопа и в отраженном свете видим микротранзисторы, микродиоды и другие элементы микросхемы, погружая, таким образом, учащихся в мир нанотехнологий.

Определённое  место может занять демонстрация динамических средств наглядности – таблиц,  схем,  иллюстрированных  игр [3]. Я  использую их,  чтобы  в игровой  форме  объяснить, закрепить  или  проконтролировать знания  учащихся.    Динамическая  таблица представляет  собой незаполненную таблицу определённого формата. На её ячейки 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.

Имея  светящийся планшет,  можно  показывать  изображения с прозрачных плёнок – диафильмов, диапозитивов, кодограмм для графопроекторов. Но где его взять? Я нашёл простой выход из положения. Взял ноутбук, расположил его экран  горизонтально, открыл чистую страничку  в Microsoft Word и положил на неё диапозитив. Чтобы не было видно светящихся пикселей, из которых состоит изображение монитора, положил на экран лист белой бумаги, которая рассеивает свет. Установка работает хорошо, но я решил сконструировать для  документ-камеры универсальную приставку для демонстрации диафильмов и диапозитивов, чтобы мой богатый диа-архив получил вторую жизнь.

Особое  значение документ-камера приобретает  при самостоятельной  исследовательской  работе  учеников.  В частности, она даёт возможность сохранять  изображения, получаемые по ходу опыта, для последующего анализа, а также для создания отчётов  и презентаций. Это уникальная возможность сохранять изображения для последующей презентации или демонстрация опыта «вживую» [4].

О возможностях применения документ-камеры можно говорить ещё очень много, я уже упоминал выше, что всё зависит от фантазии учителя.

Но  что же делать, если её нет и приобретение не предвидится? Есть ли какой-нибудь выход?  Вспомните ещё один афоризм: если  нельзя, но очень хочется, то можно! Да,  выход есть! Много лет до приобретения документ-камеры я использовал на уроках обычную видеокамеру. Делается это очень просто. Берёте видеокамеру и устанавливаете  её на учебный штатив. Подключаете её аналоговый выход к видеопроектору или телевизору – и документ-камера готова! Так что, если у вас есть видеокамера или цифровой фотоаппарат с выходом на телевизор или на компьютер, то считайте, что  сравнительно неплохая документ-камера у вас есть,  и вы можете использовать практически все рекомендации по её использованию, приведённые выше.

Кстати, качество изображения в «самодельной»  документ-камере гораздо лучше, чем в оригинальной, т. к. в оригинальной увеличение цифровое,  а не оптическое, как в видеокамере. А оптическое увеличение даёт увеличенное изображение предмета, в то время как цифровое даёт только увеличение размера пикселей, поэтому при большом увеличении цифровое изображение будет состоять из вполне различимых прямоугольников, что заметно ухудшает качество изображения на экране.

На  этом я заканчиваю делиться опытом использования документ-камеры в преподавании физики и, как обычно, обращаюсь к читателям с предложением создать банк идей по использованию этого аппарата на уроках и во внеклассной работе по физике и астрономии. Давайте вместе разрабатывать методику применения документ-камеры на уроках физики и астрономии и во внеклассной работе. 

 

Литература

1. Документ-камеры AverVision / URL: http://www.avervision.ru.
2. Пёрышкин  А.В. Физика. 8 класс: учеб. для общеобразоват.  учреждений. М.: Дрофа, 2002.
3. Солдатова  И.И. Использование документ-камеры AverVision 300AF на уроках биологии // Биология-ПC. 2009. № 17. (Изд. дом «Первое сентября»).
4. Документ-камера / URL: http://ru.wikipedia.org/ wiki/