Исследовательская работа "Влияние интерактивной доски на здоровье учащихся"

Разделы: Биология

Аннотация

Цель моего исследования – это подтверждение безопасной работы с интерактивными досками.
В работе использовалась научная литература, имитационное моделирование, исследования и модели графиков, мнение специалиста. Для целостной постановки задачи управления мною использовалась модель, как элемент и информационно-технологический инструмент ее решения.
Я использовала исследовательно-познавательный метод: изучала научную литературу, проводила исследования (измеряла радиоактивный фон в классах, где работает доска, отклонения стрелки компаса, для определения магнитного поля); составляла графики, сравнивала показатели приборов, полученные при измерениях, анализировала результаты медицинских осмотров учащихся моего класса за последние два года, делала выводы. При проведении исследований с дозиметром и компасом, я были получены данные, позволяющие установить зависимость между площадью доски и количеством излучаемой ею радиацией и магнитными полями, возникающими при ее работе. Сделанные мною выводы подтверждают безопасность работы с современным школьным оборудованием.

План исследований

I. Введение

II. Общие сведенья об интерактивной доске:

  • Интерактивные доски, как эффективный способ обучения.
  • Трудности обучения с применением современных технологий и пути их решения.

III. Исследовательская часть:

  • Исследование радиационного фона в классах:
    • Географии
    • Истории
    • Физики
    • Биологии
  • Исследование магнитных полей в классах:
    • Географии
    • Истории
    • Физики
    • Биологии

IV. Влияние интерактивной доски на остроту зрения учащихся.

V. Общий вывод.

Влияние интерактивныхдосок на здоровье учащихся

В 2007 году в России был принят национальный проект «Образование». В течение этого года произошли большие изменения в материально-техническом оснащении школ нашего округа: в учебном процессе задействовано около 6300 компьютеров, большинство школ, были оборудованы интерактивными классами,95% всех школ округа были подключены к высокоскоростным каналам Интернета. Все это позволяет учащимся лучше и быстрее усваивать, изучаемый материал, расширять свой кругозор. В большинстве школ нашего города уроки проводятся с использованием интерактивных досок. Но так ли безопасны интерактивные доски?

Интерактивная доска – это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу. Специальное программное обеспечение для интерактивных досок позволяет работать с текстами и объектами, аудио- и видеоматериалами, Интернет-ресурсами, делать записи от руки прямо поверх открытых документов и сохранять информацию. Компания Polymedia-единственный официальный представитель SMART Technologies Inc. в России. Доска SMART Board предоставляет уникальные возможности для работы и творчества и потрясающе легка в управлении. Интерактивная доска основана назапатентованной технологии «электромагнетик», обеспечивающей высокое разрешение, наилучшую скорость реакции иточность рукописного текста, атакже прочность конструкции втечение многих лет активного использования. Активная поверхность интерактивной доски – твердая, износостойкая, матовая, антибликовая. Интерактивная доска позволяет использовать традиционные чертежные инструменты (линейка, транспортир, угольник) для различных построений на уроках геометрии, алгебры, черчения, физики. Она сохраняет работоспособность при частичном разрушении активной поверхности, что очень важно при эксплуатации вобразовательных учреждениях. Специальное полностью русифицированное и адаптированное программное обеспечение интерактивной доски представляет собой интуитивно просто и удобное средство, с помощью которого вы можете подчеркивать, обводить и делать примечания поверх любого компьютерного приложения. Интерактивная доска может быть оснащена встроенным модулем Bluetooth, либо внешним Ик-адаптером.

Что же дают интерактивные доски в обучении? Интерактивные доски – это эффективный способ внедрения мультимедийных материалов в среду обучения. Можно перечислить следующие виды образовательной деятельности, доступные при использовании электронной интерактивной доски: мультимедийные средства обучения нового поколения объединяют в себе все преимущества современных компьютерных технологий, выводят процесс обучения на качественно новый уровень; Соответствуют тому способу восприятия информации, которым отличается новое поколение школьников, выросшее на ТВ, компьютерах и мобильных телефонах.
Компьютерных наглядных материалов и обучающих ресурсов по любой теме можно найти великое множество и использовать их многократно. Не нужно беспокоиться за сохранность бумажных карт, плакатов – в них просто отпадает необходимость. Помогают избавить преподавателей от рутины и освобождают время для творческой работы. Учитель получает возможность полностью управлять любой компьютерной демонстрацией – выводить на экран доски картинки, карты, схемы, создавать и перемещать объекты, работать с любыми компьютерными программами. И все это прямо с доски, не теряя визуального контакта с классом и не привязываясь к своему компьютеру. Существенно повышается уровень компьютерной компетенции учителей.

Благодаря наглядности и интерактивности класс вовлекается в активную работу, обостряется восприятие, повышается концентрация внимания, улучшается понимание и запоминание материала. Ученики получают возможность самостоятельно овладевать навыками работы с интерактивной доской: коллективно просматривать Web-сайты; выступающий может свободно передвигаться по классу при демонстрации программного обеспечения или работе интерактивной доской; создавать с помощью шаблонов и изображений собственные задания для занятий; демонстрировать презентации и клипы, при этом наносить заметки поверх информации.

Обучение всегда было деятельностью социальной, так как свои убеждения и взгляды люди всегда утверждали посредством диалога с окружающими. Современные образовательные теории говорят о необходимости стимулировать заинтересованность учащихся, полагая ее краеугольным камнем знания. Эти теории содержат следующие компоненты:
Конструктивизм – предполагает выбор и обработку учащимся информации, создание гипотезы и достижение результата через личное освоение знания.
Коллективное обучение – в образовательный процесс вовлекается весь класс: преподаватель фокусирует внимание учащихся и по собственному усмотрению выстраивает взаимодействие отдельных групп.

Наверное, самой большой трудностью обучения с применением современных технологий является поддержание динамичного взаимодействия учителя с учащимися, каждый из которых сидит за своим компьютером. Электронные интерактивные доски помогают справиться с этой трудностью и обогащают возможности компьютерных технологий, предоставляя большой экран для работы с мультимедийными материалами вручную. Этот экран, который могут видеть все присутствующие в классной комнате, выводит взаимодействие учащихся с преподавателем на новый уровень. Перед классом, работая с доской, стоит один человек, а благодаря ее размерам участниками разворачивающегося процесса чувствуют себя все. Интерактивная сущность электронной доски и возможности поставляемого в комплекте программного обеспечения позволяют устраивать в учебном кабинете мероприятия, в которых участвуют все присутствующие. Электронные интерактивные доски – великолепное средство для мозгового штурма. Все записанные на интерактивной электронной доске в ходе обсуждения идеи надежно хранятся в компьютере и могут быть последовательно восстановлены.

Один из основных вопросов учебного процесса состоит в том, как повысить уровень усвоения учебного материала, т.е. улучшить понимание, запоминание и умение применять полученные знания. Уже давно было установлено, что около 80 процентов информации человек воспринимает через органы зрения, около 15 через слух и оставшиеся 5 процентов через осязание, обоняние и вкус. Но, когда речь идет не только о восприятии, но и о запоминании информации, то повышается роль моторной памяти, т.е. памяти движения. Это значит, что лучше всего человек запомнит материал, когда увидит, услышит и "потрогает", т.е. сам что-то воспроизведет (запишет, нарисует), применит на практике. Поэтому важно во время урока постоянно предоставлять ученикам возможность самим проделывать некоторые действия, относящиеся к излагаемому материалу.

Сенсорная резистивная электронная интерактивная доска состоит из двух слоев тончайших проводников, которые реагируют на прикосновение к поверхности экрана. Электромагнитная технология основана на передаче электронных сигналов с пишущего устройства, которым может быть либо специальный электронный карандаш, либо вложенные в электронные держатели маркеры. К достоинствам следует отнести возможность создания твердой и прочной поверхности. К недостаткам – работа с электромагнитным излучением и необходимость использования специального маркера. Важной характеристикой досок является реализованная в них функция автоматической калибровки. Если в процессе работы (или во время перерыва) доску случайно заденут, то достаточно просто нажать кнопку на пульте и калибровка будет проведена автоматически. Преподаватель может не прерываться на выполнение этого действия. Специально разработанное для учебных заведений светло-серое покрытие доски Penbord снижает утомляемость глаз при длительной работе. Так же основное характеристикой является световой поток. Световой поток – количество излучаемой энергии, протекающей через единицу площади за единицу времени. Чем выше световой поток, тем с большими размерами экрана может работать проектор и тем меньше требования к затемнению помещения Световой поток характеризует мощность источника света. Единица измерения светового потока – люмен (лм). Величина полного светового потока характеризует излучающий источник, и ее нельзя увеличить никакими оптическими системами. Действие этих систем может лишь сводиться к перераспределению светового потока в пространстве, например, большей концентрации его по некоторым избранным направлениям. Таким способом достигается увеличение силы света по данным направлениям при соответствующем уменьшении ее по другим направлениям. С величиной светового потока напрямую связана яркость экранного изображения (оно прямо пропорционально световому потоку),поэтому многие производители в технических характеристиках мультимедиа-проекторов предпочитают использовать термин «яркость» как более понятный большинству потребителей, хотя это и не совсем точно с точки зрения физики.

Некоторые производители предусматривают в наиболее дорогих и мощных моделях своих проекторов использование сменной оптики: дополнительные длиннофокусные объективы позволяют использовать проекторы в больших залах, а широкоугольные объективы – в условиях ограниченного пространства, а также позади просветного экрана. Здесь применимы основные свойства плоского зеркала: расстояния от предмета до зеркала до изображения предмета равны. Само изображение равно по величине размеру предмета. Оно прямое и мнимое (последнее вызвано тем, что при построении изображения за зеркалом пересекаются продолжения световых лучей, а не сами лучи.

В моей школе, за 2 года в различных кабинетах были установлены интерактивные доски. За этот год, как ученики, так и учителя овладели навыками работы с этими досками. Общее количество интерактивных досок в моей школе равно 9.

Меня очень заинтересовала работа досок. Какое магнитное поле доски на расстоянии, так как это техническая вещь, то должно быть и излучение. Я решила провести исследование и измерить радиоактивный фон, магнитные поля в классах, при работе доски.

Для этого я использовала дозиметр и компас. Первым исследованием было измерение радиоактивного фона в классах. Суть исследования заключается в следующем: я брала дозиметр, оставляя его на некоторое время на определенных расстояниях, после чего могла видеть изменения данных дозиметра.
Мной были исследованы кабинеты, где доски часто использовались и имели разные площади. Были выбраны кабинеты физики, истории, географии и биологии.

Первое исследование я провела в кабинете географии. В этом кабинете доска имеет наименьшую площадь равную 0.72 м2. Наибольшая радиация была у доски, и равнялась 0,19МкР/ч. На расстоянии 1м дозиметр показал наименьший результат 0,11МкР/ч. На расстоянии 2 м, 3 м, 4,5 показания дозиметра были одинаковы 0,16 МкР/ч, радиационный фон стабилен. На расстоянии 5м радиация от доски уменьшалась, радиационный фон составил 0,12 МкР/ч. Таким образом, наименьшие показатели дозиметра были получены на расстоянии 5м и возле доски. Результаты, проделанного опыта можно посмотреть на графике.

График 1 «Радиационный фон в кабинете географии».

График 1 «Радиационный фон в кабинете географии».

Следующий опыт был сделан в кабинете истории, где площадь доски равна 1,30м2.

Наибольший радиационный фон наблюдается возле доски и на расстоянии 1м. Радиоционный фон равен 0,16 МкР/ч.На расстоянии 2 м радиационный фон снизился и составил 0,12 МкР/ч.На расстоянии 3м наблюдается возрастание радиационного фона до показателей начального расстояния (1м).На расстояниях 4,5 м, 5 м радиационный фон начинал убывать и составил: на расстоянии 4,5м 0,11 МкР/ч; на расстоянии 5м 0,09 МкР/ч. Результаты этого опыта видны в построенном графике:

График 2 «Радиационный фон в кабинете истории».

График 2 «Радиационный фон в кабинете истории».

Еще один опыт был сделан в кабинете физики. Площадь доски равна 1,30м2. В этом кабинете наибольший радиационный фон наблюдался на расстоянии 4,5 м, равен 0,15 МкР/ч. Наименьший у доски, на расстоянии 1м,2м. 0,14 МкР/ч.На этом расстоянии стабильный радиационный фон. На расстоянии 5 м радиационный фон равен 0,12 МкР/ч. Эти данные можно увидеть на графике представленном ниже:

График 3 «Радиационный фон в кабинете физики».

В кабинете биологии, площадь доски равна 1,30м2. Наибольшая радиация наблюдалась возле доски, на расстоянии 4,5м, 5м. 0,16 МкР/ч. На расстоянии 2м самый низкий показатель, равный 0,10 МкР/ч. На расстоянии 1м и 3м наблюдались одинаковые показатели дозиметра, равные 0,11 МкР/ч. Радиационный фонд в этом кабинете сравнительно не велик по сравнению с кабинетом физики, где площадь доски равна площади изучаемого кабинета. В кабинете биологии показатели дозиметра отличаются неравномерным радиационным фоном, таким, какой был в кабинете географии, истории, физики. Причина этого в том, что в кабинете расположен зимний сад. Растения способны поглощать радиоактивные излучение. Каждое растение способно поглощать радиацию, так как отрицательные ионы посылаемые листьями растений могут нейтрализовать вредный эффект положительных ионов, исходящих от доски. Все растения могут поглощать разное количество радиации. Количество, поглощаемой радиации растением зависит от того к какому отделу оно принадлежит (голосеменные, покрытосеменные). На этом графике можно наблюдать «избирательное» поглощение радиации.

График 4. «Радиационный фон в кабинете биологии».

График 4. «Радиационный фон в кабинете биологии».

Кроме измерений радиоактивного фона в классах я так же уделила внимание магнитным полям. Измеряя магнитные поля, я брала те же расстояния как при измерении радиоактивности. Для того чтобы измерить магнитное поле я брала компас приставляла его к самой доски до тех пор, пока стрелка не начинала показывать север и юг. После чего отходила на заданное расстояние. При этом были исследованы доски: 3 доски площадью = 1,30 м2 и 1 доска площадью = 0,75 м2. У доски с меньшей площадью магнитные колебания стрелки почти не изменялись, отклонения составляли 3°.

(Приложение 1, схема 1)

У остальных досок отклонения были существенней. На расстоянии 1-3 м стрелка компаса менялась на 5°-10°. Ниже представлена схема отклонения стрелки компаса в кабинете физики (Приложение 1, схема 2). Наибольшее отклонение стрелки было установлено на расстоянии 1м. На этом расстоянии наибольшее магнитное поле. Наименьшее магнитное поле образовалось на расстоянии 5м. Этот вывод я сделала из наблюдений отклонения стрелки компаса. Отклонение составило 5°. На расстоянии больше 5 м стрелка компаса возвращалась в исходное положение.

(Приложение 1, схема 3)

На этой схеме изображены отклонения стрелки компаса в кабинете географии, где площадь доски равна 0,75 м2. На расстоянии 1 м до 3 м стрелка компаса не отклонилась ни на градус. Это говорит о том, что магнитное поле очень слабое у доски с наименьшей площадью. На расстоянии 4,5 м отклонение составило 10°. На расстоянии 5 м магнитное поле стало уменьшаться и отклонения стрелки компаса составили 5°. На расстоянии 5 м стрелка компаса возвращалась в исходное положение.

(Приложение 1, схема 4)

На этой схеме представлены отклонения стрелки компаса в кабинете биологии. На расстоянии 1 м, 2 м, 3 м отклонения стрелки компаса составили 15°. На этих расстояниях магнитное поле самое большое. В кабинете истории, где площадь доски такая же, как и в кабинете биологии, магнитное поле так же наблюдается на расстоянии 1м и держится до расстояния 4,5м. На расстоянии 4,5 и 5 м магнитное поле стабильно и отклонения стрелки компаса составляют 10°. На расстоянии больше 5м магнитное поле ослабевает.

Далее она возвращалась в исходное положение. Около всех электронных предметов образуется магнитное поле, а так как внутри интерактивной доски встроен магнит, благодаря которому мы можем работать пальцами и специальными маркерами, то очевидно, что будет создаваться магнитное поле. С точки зрения физики магнитное поле это область около магнита или проводника, по которому протекает ток, в которой могут наблюдаться магнитные эффекты, такие как отклонение стрелки компаса (что мы и наблюдали). На основании наблюдений за изменением показаний стрелки компаса я могу сделать следующие выводы: вокруг доски образуется слабое магнитное поле; чем дальше расстоянии, тем меньше магнитное поле; магнитное поле зависит от площади доски. Чем больше площадь, тем больше магнитное поле.
Когда я провела все исследования, составила графики и схемы, я увидела, что полученные мною данные по радиационному фону выше тех, которые получены при исследовании общего радиационного фона в школе, который равен 0,10 МкР/ч. Эти показатели (полученные в результате исследований радиационного фона в классах) соответствуют разрешенным нормам. Магнитное поле, образующееся при работе доски незначительно, и действует на небольших расстояниях.
Вывод: магнитное поле и радиационный фон в классах, где расположены интерактивные доски не значительны, поэтому не могут нанести вред здоровью учащихся.
Мною вместе с участковым педиатром был проведен анализ остроты зрения учащихся моего класса. В 2007 году, при проведении медицинского осмотра по системе АКДО у шести учеников из двадцати трех были выявлены нарушения зрения (миопия легкой степени, нарушение аккомодации, астигматизм легкой степени). В 2009 году после двух лет занятий, в классах, оборудованных интерактивными досками, количество учащихся с нарушением зрения осталось прежним. Степень тяжести нарушения зрения не изменилась: все нарушения зрения легкой степени. Это связанно, я думаю с тем, что доска покрыта антибликовым составом серо-белого цвета, который не раздражает глаза. Так же доски имеют большие размеры, что вынуждает переводить взор в разные части доски. Таким образом, работают разные группы мышц глаз, и глаза не устают.
Подводя итог своей исследовательской работе, я могу сказать о том, что интерактивные доски прочно вошли в жизнь учащихся, помогают лучшему усвоению знаний, на основе наблюдений за интерактивными досками можно изучать разделы физики. Я думаю, что интерактивные доски – это шаг вперед. Несмотря на сложность этой техники, она не оказывает существенного влияния на здоровье учащихся. Я думаю, в ближайшем будущем на смену обычным доскам придут интерактивные.

Комментарии специалиста

Как известно, состояние здоровья человека на 15% зависит от состояния окружающей среды,10% от наследственности,10% от состояния медицинского обслуживания,65% от образа жизни. В данной работе отражен интерес автора к влиянию окружающей среды на состояние здоровья подростков. Фактором окружающей среды являются интерактивные доски. Проведенные исследования и анализ состояния здоровья учащихся показали безопасность применения современного высокотехнологичного школьного оборудования. Автор обладает широким кругозором, пытливым умом. Отрадно, что у молодежи есть стремление и интерес к сохранению собственного здоровья и здоровья одноклассников, друзей, учителей.
Участковый врач-педиатр детской поликлиники № 3 по обслуживанию подростков, врач высшей квалификационной категории Черненко Н.И.

Список использованной литературы.

1. Е.М.Гершензон «Курс общей физики»;
2. И.К.Овчинников «Теория поля»;
3. О.Ф.Кабардин «Физика для старшеклассников»;
4. С.А.Тихомирова «Физика в школе».

Сайты в Интернете:

Приложение 2

Приложение 3 (презентация)