Комбинированные информационные технологии реального времени и их применение в системе общего образования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ  
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ 
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
Физический факультет 
 
 
 
 
 
 
 
В.С. Заседатель, Т.В. Руденко, Д.Ф. Якупов 
 
 
КОМБИНИРОВАННЫЕ  
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ  
РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ 
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ  
В СИСТЕМЕ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
Томск 
Издательский Дом Томского государственного университета 
2016 

РАССМОТРЕНО И УТВЕРЖДЕНО методической комиссией 
физического факультета 
Протокол № 3-16 от 7 апреля 2016 г. 
 
Председатель комиссии Н.Г. Брянцева 
 
 
Данное пособие подготовлено в соответствии с программой дисциплины «Проектирование образовательной деятельности», реализуемой в 
рамках программы высшего образования по направлению подготовки 
03.04.02 «Физика». 
Описаны информационные технологии реального времени (технологии вебинара, видеоконференцсвязи), настройки коммутации аудио- и видеосигналов, а также пошаговая демонстрация этапов организации занятий с использованием комбинированных технологий. Приведена модель 
урока в распределенной аудитории на основе технологий реального времени, раскрыты возможности организации проектной деятельности 
школьников. 
Для студентов, учителей школ, слушателей курсов повышения квалификации.  
 
 
 
 
АВТОРЫ: В.С. Заседатель, Т.В. Руденко, Д.Ф. Якупов 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
© Заседатель В.С., Руденко Т.В., Якупов Д.Ф., 2016 
© Томский государственный университет, 2016 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ПРЕДИСЛОВИЕ …………………………………..……..…………. 4 
 

1. Информационные технологии реального времени …….….....… 6 

1.1. Технологическое обеспечение образовательного  
процесса …...................................................................................... 6

1.2. Комбинированные технологии ………………………….…. 8

1.3. Использование вебинара на основе Adobe Connect ......…. 11

1.4. Настройка и использование Polycom QDX ……………..... 15

2. Организация учебной деятельности с использованием 

    технологий реального времени ……………………….…......…. 21 

2.1. Модели распределенных уроков …………………..……... 21

2.2. Организация проектной деятельности школьников …...... 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………….....…… 31 
 

ЛИТЕРАТУРА ……….….................................................................. 31 

 
 
 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Повышение качества общего образования, отвечающего требованиям современного уровня развития общества, всегда являлось 
стратегически приоритетной задачей системы образования. Современный этап модернизации российского образования актуализирует 
задачу, связанную с созданием устойчивой системы подготовки 
кадров и развитием непрерывного образования, начальным звеном 
которого является школа. Именно в общеобразовательной школе у 
молодых людей закладываются основы фундаментальных знаний, 
необходимые для последующего овладения профессией, формируются качества личности, ее мировоззренческие функции. 
В связи с этим основной вектор совершенствования системы образования должен быть направлен на создание оптимальных и равных условий для обучения, с одной стороны, способствующих знаниевому обогащению и формированию компетенций, с другой стороны – выявлению и развитию индивидуальных способностей обучающихся, их личностных качеств [1, 2].  
Дефицит высококвалифицированных учителей в школах – основной фактор, сдерживающий развитие школьного образования 
[3]. Кроме того, укоренившиеся в системе образования методы обучения недостаточно обеспечивают формирование практических 
компетенций обучающихся, что является критическим для последующего уровня обучения.  
Одним из эффективных механизмов повышения качества общего 
образования является взаимодействие школ с вузами. В вузах сосредоточен научно-педагогический потенциал, имеется современная 
лабораторная база, мощная информационная система. Кроме того, 
привлечение педагогов вуза, ученых к работе со школьниками способно оказать колоссальное влияние на формирование личности: 
даже просто беседа или лекция ученого могут стать определяющими в становлении жизненной траектории ребенка. А главное, учителя школ будут получать информацию из «первых рук», от профессионалов, владеющих современными знаниями.  

В условиях дефицита научно-педагогических кадров эффективность взаимодействия школы и вуза может достигаться с использованием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). 
Данные технологии обладают широкими возможностями и позволяют организовать обучение «на месте», без потери качества благодаря применению современных систем видеоконференцсвязи, облачных технологий и сервисов. Подобного рода технологии позволяют создать высокий эффект присутствия, наладить двусторонний 
диалог, разнообразить учебную деятельность, осуществить межкультурные личностные коммуникации. Еще одним неоспоримым 
преимуществом является доступность и программно-аппаратные 
решения, не требующие сложных процедур развертывания и 
настройки. Впервые подобные решения появились в 2000 г., когда 
фирмой Polycom была представлена «настольная» система видеоконференцсвязи ViaVideo, преобразованная впоследствии в 
Polycom PVX. На начальном этапе данная система имела очень высокую стоимость, но благодаря развитию цифровых систем и увеличению пропускной способности каналов связи появилось множество решений, которые на сегодняшний момент могут быть легко 
интегрированы в рабочий процесс любой организации. Помимо этого, с 2005 г. началось активной развитие технологии вебинаров, которые хоть и не обладали высокими параметрами качества связи, но 
могли быть легко интегрированы в привычную информационную 
среду и имели большое количество инструментов для взаимодействия участников. Поэтому они получили широкое распространение, особенно в образовательной среде. Возможность комбинирования технологий реального времени, таких как видеоконференцсвязь 
и вебинар, может существенно повысить степень интерактивного 
общения между участниками образовательного процесса, особенно 
при применении сетевых форм обучения. Это в значительной степени улучшает качество обучения и повышает его доступность. 
Представленные в данном методическом пособии технологии 
помогут в организации профессиональной деятельности учителя, 
являясь важной компетенцией на пути к достижению его личного 
профессионального роста.  

1. Информационные технологии реального времени 
 
1.1. Технологическое обеспечение  
Образовательного процесса 
 
Преподавание физико-математических дисциплин связано с 
формализованным представлением о содержании знаний, весомой 
долей учебного практикума и наличием большого количества 
наглядного материала, что отражает своеобразие предметной области и дает возможность наиболее полно осветить рассматриваемые процессы, явления и объекты.  
Усилить методические особенности позволяет использование 
в учебном процессе информационных технологий реального времени.  
На основе технологий видеоконференцсвязи, вебинара возможно проведение сетевых занятий, сопровождающихся демонстрационными экспериментами, интерактивными анимационными моделями, виртуальными лабораторными работами, тренажерами, конструкторами виртуальных экспериментов и т.д. (рис. 1.1). 
 

 

Рис. 1.1. Организация сетевых занятий 

Сетевые занятия осуществляются педагогами в «распределенной аудитории» одновременно с несколькими группами обучающихся, разделенными территориально. Занятия в «распределенной 
аудитории» проводятся в реальном времени, при этом часть обучающихся находится в аудитории образовательной организации 
вместе с преподавателем, а другая часть слушает лекцию в аудитории другой образовательной организации с использованием 
ИКТ.  
Современные системы видеоконференцсвязи представляют собой, как правило, программно-аппаратные платформы и обладают 
большими функциональными возможностями. К основным достоинствам этих платформ можно отнести [4]: 
− использование камер с высоким разрешением, оптическим 
зумом и возможностью дистанционного управления и предустановок; 
− высокочувствительные широкополосные микрофоны, поддерживающие режим стерео с высоким разрешением, эхо- и шумоподавление и защиту от радиопомех; 
− использование современных стандартов сжатия видео, таких 
как H.239; 
− поддержку нескольких источников видеосигнала (для подключения дополнительных камер, документ-камеры или персональных компьютеров (ПК)); 
− возможность задействовать низкоскоростные каналы связи в 
диапазоне от 256 кбит/с до 4 Мбит/с.  
Аппаратные возможности таких систем позволяют проводить 
сетевые занятия с высоким качеством и минимальными временными затратами на подготовку и настройку оборудования, однако 
имеют слабые возможности в работе с передаваемым контентом, 
не позволяя расширить виды совместной работы участников учебного процесса. В основном это стандартные функции по демонстрации презентаций и работе с документами.  
Наибольшими возможностями для совместной работы обладают вебинары. Вебинар – система проведения on-line мероприятий 
в веб-среде [5, 6]. В отличие от систем видеоконференцсвязи это 

программная платформа, которая также поддерживает видео в режиме реального времени, VOIP-связь и инструменты для совместной работы, но требующая дополнительного оборудования, подключаемого к персональному компьютеру.  
При использовании стандартного компьютерного мультимедиа 
оборудования, такого как веб-камера и настольный микрофон, качество видеосвязи, как правило, значительно хуже, чем в системах 
конференцсвязи, к тому же в вебинаре отсутствуют развитые системы их управления. Вебинары предоставляют разнообразные 
возможности по работе с передаваемым контентом и инструменты 
для совместной деятельности: 
− демонстрация презентаций; 
− интерактивная доска (whiteboard); 
− совместный доступ к экрану или отдельным приложениям 
(screen sharing); 
− возможность отдавать контроль над мышью и клавиатурой; 
− аннотация экрана; 
− мониторинг присутствия участников;  
− возможность менять ведущего; 
− модерация on-line встреч;  
− запись хода веб-конференции;  
− дополнительные модули: текстовый чат, примечания, файлы, 
ссылки, опросы, вопрос-ответ, режим подготовки, область только 
для докладчика. 

1.2. Комбинированные технологии 

Комбинирование технологий видеоконференцсвязи и вебинара 
позволяет в значительной степени повысить качество образовательного процесса и разнообразить формы образовательной деятельности для «распределенных аудиторий». Это достигается 
благодаря использованию ключевых особенностей каждой из 
технологий. К основным преимуществам такого подхода можно 
отнести:  

− отсутствие необходимости привязки преподавателя к определенному месту в аудитории благодаря широкополосному микрофону и управляемым камерам с заранее настроенными точками 
наблюдения (ведение традиционного урока);  
− возможность наблюдать за «распределенными аудиториями» и удаленно управлять камерами, меняя угол и точки обзора 
(например, переключаясь между аудиторией и обучающимися, 
выступающими у доски или за кафедрой), управление микрофонами; 
− совместная работа на интерактивной доске любой модели, 
используя встроенные средства самой доски; 
− совместная работа с рабочим столом, файлами, приложениями и документами; 
− возможность передачи прав на управление выбранным аудиториям или отдельным обучающимся;  
− возможность использования дополнительных инструментов: 
мгновенный обмен файлами, проведение опроса в «распределенных аудиториях», запись хода встречи.  
Комбинированная технология может реализовываться с использованием системы видеоконференцсвязи Polycom QDX 6000, 
оснащенной PTZ-камерой Polycom EagleEye QDX, и вебинара на 
основе Adobe Connect (рис. 1.2). Для работы технологии также 
необходимы:  
− матричный коммутатор Kramer VP-4x4K, позволяющий микшировать видеосигналы и выводить их при необходимости на различные устройства: проектор интерактивной доски, проектор 
экрана или плазменную панель;  
− усилитель Kramer VP-200K, позволяющий дублировать видеосигнал с компьютера преподавателя на дополнительный монитор; 
− масштабатор видеосигнала Kramer VP-413 для проецирования 
композитного видеосигнала или сигнала источника S-Video в 
WUXGA/HD.  
 
 

Рис. 1.2. Оборудование и схема видеокоммутации видеосигналов 
 
Схема аудиокоммутации представлена на рис. 1.3 и включает 
базовый микрофон системы Polycom, дополнительный микшер, 
необходимый для получения / передачи звука в вебинар и вывода 
на устройство воспроизведения звука. Аудиомикшер позволяет 
дополнительно усилить звуковой сигнал и при необходимости 
разделить вывод между устройствами.  
 

Рис. 1.3. Схема аудиокоммутации 
 
Организация занятий на основе комбинирования технологий 
видеоконференции и вебинара требует наличия идентичного оборудования учебных аудиторий организаций.  
Перед проведением занятия передача видеосигналов настраивается с помощью коммутаторов таким образом, чтобы в основной и 
удаленной аудитории на интерактивную доску (или экран) выводилось содержимое из вебинара, а сигналы с камер – на плазменные панели (или экран). Затем производится настройка остальных 
параметров вебинара и видеоконференции.  

1.3. Использование вебинара на основе Adobe Connect 

Работа в вебинаре осуществляется в едином виртуальном классе, вход в который производится с основных компьютеров, к которым подключены интерактивные доски в аудитории. Это позволя