Экологический лагерь модели 1:1. Цифровая инфраструктура Компьютерной Пустыни-2009

Статья еще не закончена

Предпосылки

Повсеместное внедрение цифровых технологий в образование и, в частности, модели обучения в которой предусматривается личное владение учеником персонального компьютера (модель 1:1) сталкивается с консервативными устоями сложившейся классно-урочной системы обучения. Мобильные возможности ученика вооруженного ультрапортативным компьютером и другими цифровыми гаджедами ограничивается административным запретом в передвижении. Ученики во время уроков сидят за партами. В силу этого выгода от мобильного компьютера, по сравнению со стационарным, может оказаться не достаточно значимой для того, чтобы существенно повысить эффективность образовательного процесса.

Наиболее перспективными, на наш взгляд, являются интенсивные методы обучения, ориентированные на "погружение" учащихся в учебно-исследовательскую деятельность. Примерами таких интенсивов могут являться Летние научные школы и Учебно-исследовательские экспедиции.

В сезон 2009 года на базе организованного нами полевого стационара в селе Пустынь Нижегородской области нами, сотрудниками Медиалаборатории, при поддержке департамента экологии Нижегородской области и компании Intel, была организованна серия экологических школьных экспедиций, одна относительно большая научная школа - "Компьютерная Пустынь" и серия выездных студенческих семинаров.

На все время пребывания в проекте его участникам - школьникам, студентам и сопровождающим педагогам выдавались персональные ноутбуки, которые становились личной собственностью и использовались для работы в индивидуальных или групповых исследовательских проектах преимущественно экологической направленности, в том числе и в условиях похода, всегда и везде.

Полевой стационар

Полевой стационар Пустыни организован в двух деревенских домах. Это не только база, на которой размещаются участники проекта, но это еще и ресурсный центр проекта. Инфраструктура Полевого стационара предполагает наличие следующих компонент:

1. Комплекс цифровых гаджетов и персональных компьютеров(Мобильные компьютеры, фотоаппараты, диктофон, телефоны, GPS, солнечные батареи)
2. Беспроводная коммуникационная среда.
3. Реальная и виртуальная библиотека (Информационный ресурс).
4. Научное оборудование (Микроскопы, телескопы, цифровая лаборатория, метеостанция)

При формировании комплекса цифровых гаджетов организаторы полевого стационара стремятся максимально использовать индивидуальные устройства имеющиеся в наличие у учеников. Вопросы о том, какие устройства возьмут с собой ученики обсуждается с родителями на родительском собрании. Приветствуется, когда ученик имеют свой личный фотоаппарат, телефон, диктофон, GPS-навигатор. Очень часто все эти устройства совмещены в одном корпусе смартфона или коммуникатора.

Коммуникационная среда полевого стационара предполагает наличие собственного web-сервера, вики-вики среду, систему автоматического сбора и веб-представления данных с автоматической метеостанции. Для всего этого на выделенном стационарном компьютере со средними характеристиками (обычном) мы установили программный пакет XAMP, Mediawiki и программное обеспечение профессиональной цифровой метеостанции.

Коммуникация цифровых устройств обеспечивалась тремя типами компьютерных сетей. Основной сетью (Интранет) стала беспроводная WiFi-сеть. Для сообщения с миром использовался канал DSL подключения к глобальной сети Интернет. И, наконец, для коммуникации за пределами территории стационара использовалась mesh-сеть.

Нам пришлось ограничить свободный выход учащимися в Интернет. Это было сделано потому, что

• пропускная способность канал была не достаточной для большого количества подключенных в интрасеть компьютеров,
• было выявлено, что Интернет учениками использовался исключительно для общения в социальной сети, причем, часто, друг с другом в силу имеющегося стереотипа, и ,наконец, все это отвлекало от основной деятельности.

В итоге, для всех участников проекта был выделен один стационарный компьютер для организации доступа в интернет. Желающие в порядке очереди могли общаться с родителями в Скайпе или просматривать свою почту. Основная же необходимость в интернет канале для нас была связана с тем, что он обеспечил доступ к нашему web-серверу извне. Благодаря технологии DinamicDNS web-серверу стационара было присвоено доменное имя ecolab.blogsite.org Это решение позволило подключить родителей для совместного взаимодействия в нашем проекте.

Погружение в цифровые исследования

Согласно теории метода погружения каждый учащийся позиционировался как исследователь. Компьютер - личный инструмент исследователя. Сразу, по прибытию на базу учащиеся создают свои персональные вики странички на которых рассказывают о себе и своих интересах, размещают сделанные фотографии и описывают впечатления от каждого проведенного в экспедиции дня. Таким образом осуществлялась рефлексия. Личные странички учащихся мы превратили в индивидуальные блоги или личные полевые дневники создаваемые в режиме on-line. При этом учащиеся имеют возможность комментирования страниц друг-друга. А родители имеют установку на помощь своим детям и в частности, как минимум, мы просим их исправлять ошибки и помогать в администрировании вики-сайта.

Из числа участников ежедневно мы выбирали дежурных, которые вели общий полевой журнал, где были обязаны отразить всю хронометрию дня, что, где и когда происходило. При этом всем остальным предлагалось помогать и наиболее важные результаты дня вносить в полевой журнал экспедиции.

Начиная с третьего дня учащиеся выбирают темы исследовательских работ и начинают набирать наблюдательный материал по выбранной теме в своем блоге и на отдельных созданных для работы страницах. Как правило все исследовательские работы носят практический характер и предполагают то, что во время маршрутов учащиеся наблюдают и описывают объекты своих исследований, фотографируют, определяют координаты. В итоге формируется эмпирический базис исследовательской работы, на основании которого учащийся делает обобщения и строит выводы. Теоретические материалы по темам исследований учащиеся могут брать в реальной или виртуальной библиотеке стационара или просить помощи родителей. Вполне распространенной и приветсвуемой нами практикой было то, когда родители помогали детям и размещали параграфы теоретического материала на страничках своих детей.

Организация исследовательского практикума

Основной прием исследовательской деятельности в летней экологической школе - наблюдение. Переоценить роль непосредственного рассматривания предметов невозможно. Однако, использование дополнительных устройств расширяет возможности и, в частности, позволяет задокументировать (запечатлеть) объект наблюдения для дальнейшего анализа и представления в содержании работы. Во многих случаях цифровое оборудование может стать посредником между исследователями учащимися и животными ведущими скрытный образ жизни.

В практике летних экологических экспедиций мы использовали цифровые фотоаппараты (чаще) и видеокамеры (реже) для наблюдения за далекими птицами (вместо биноклей) и для рассматривания мелких животных (вместо лупы). Для наблюдения за скрытными животными использовался прием автоматического скрытого видеонаблюдения. Для организации скрытого видеонаблюдения достаточно было использовать школьный ноутбук и web-камеру встроенную или внешнюю. Ноутбук прятался в месте, где ожидалось появление животного (бобра у норы). Несколько часов система автоматически записывала все кадры на которых фиксировалось движение. В результате приобретался бесценный видеоматериал, который включался в исследовательскую работу. Следует отметить, что всегда делается избыточное количество медиаматериалов - фотографий, видео - и аудозаписей. Мы исходили из установки о том, что чем больше ты фотографий ты сделаешь для одного и того же объекта, тем больше вероятность, что среди этих фотографий окажутся достойные, наиболее характеризующие объект изображения. То же самое для видео и аудио записей. Поэтому процесс фотографирования или съемки видео занимал много времени, и все наблюдаемые животные (ящерицы, ежи пр.) участвовали в импровизированных фотосессиях с детьми. Перед загрузкой на сайт медиаматериалы копировались на ноутбуки и там тщательно отбирались учащимися, делалась обработка и необходимое сжатие. Кроме того, рекомендовалось локально сохранять большие форматы и забирать их с собой домой. В случае, если снимки наших детей кого-то из ученых заинтересуют, то наши дети должны быть готовыми выслать оригинальные, не сжатые, изображения с учетом своего авторского права и договоренности о передаче (продаже) в соответствии с законом.

В практике сезона 2009 нам удалось автоматизировать процесс измерений. В нашем распоряжении были устройства цифровой школьной лаборатории Nova 5000 и цифровой школьной метеостанции. Измерения предполагают получение числовых параметров характеризующих свойство объекта. Спектр измеряемых параметров определяется наличием датчиков. Методика проведения цифровых измерений универсальна. Не важно какой параметр мы меряем, на приборе это будет отражаться одинаково. Теоретически любой параметр измеряемый числами может иметь соответствующий датчик. К примеру компания Furier предлагает 65 типов датчиков для лаборатории Nova. Цифровая лаборатория и ее частный случай цифровая метеостанция позволяют организовывать мониторинговые наблюдения в автоматическом режиме, кроме того есть возможности организовать автоматическую обработку данных мониторинговых исследований и автоматическое "впечатывание" их на сайт. Что и было сделано нами для метеоданных. На главной страничке вики-сайта отображался виджет с параметрами погоды, которые автоматически обновлялись. Соответственно и и ученики и гости родители видели какая у нас в данный момент погода.

Хорошей практикой может стать приобретение интерфейсных плат, которые бы позволили школьный ноутбук использовать как цифровую лабораторию. Это было бы эффективнее и в плане экономии денег и в методическом плане, когда компьютер ученика становится измерительной лабораторией. Всякие измерения в оригинале представляют собой таблицы цифр, которые необходимо проанализировать и графически представить. Анализ и обработка измеряемых данных на персональном компьютере являются важными составляющими исслледдовательской работы учеников.