· язык Java - специализированный объектно-ориентированный язык программирования, аналогичный языку C++. Данный язык был разработан специально для использования интерактивной графики и анимации в ресурсах Интернет. Многие готовые приложения (Java applets) доступны в Интернет и их можно выгрузить на компьютер пользователя для дальнейшего использования при создании собственных информационных сетевых и несетевых мультимедиа-ресурсов;

· язык VRML (Virtual Reality Modeling Language) позволяет создавать и размещать в сети объемные трехмерные объекты, создающие иллюзию реального объекта намного сильнее, чем простые анимации. Подобные трехмерные объекты в зависимости от их "объема" принято называть "виртуальными комнатами", "виртуальными галереями" и "мирами";

· CGI (Common Gateway Interface) - по сути является не языком программирования, а спецификацией, описывающей правила сбора информации и создания баз данных. Разработчики используют язык PERL или какой-либо другой язык для того, чтобы создавать CGI-программы, которые позволяют размещать в сети и обеспечивать работу "динамических документов". Так, например, пользователи сталкиваются с подобными программами, заполняя в режиме реального времени на Интернет-страницах бланки анкет и отзывов, отвечая на вопросы тестов и т.п.

Учителя и учащиеся могут использовать и другие инструменты для создания мультимедиа-ресурсов. Для этого педагоги должны выбрать программу-редактор, которая будет использоваться для создания страниц мультимедиа-средства. Существует целый множество инструментальных сред для разработки мультимедиа, позволяющих создавать полнофункциональные мультимедийные приложения. Такие пакеты, как Macromedia Director или Authoware Professional являются высокопрофессиональными и дорогими средствами разработки, в то время, как FrontPage, mPower 4.0, HyperStudio 4.0 и Web Workshop Pro являются их более простыми и дешевыми аналогами. Такие средства, как PowerPoint и текстовые редакторы (например, Word) также могут быть использованы для создания простейших мультимедиа-ресурсов.

Перечисленные средства разработки снабжены подробной документацией, которую легко читать и воспринимать. Конечно же, существует множество других средств разработки, которые могут быть с равным успехом применены вместо названных.

Мультимедийная информация, размещенная в Интернет может представлять из себя компьютерные файлы достаточно больших размеров. Это может быть связано с наличием средств интерактивности, подключения аудио- и видеофрагментов, графических изображений высокого разрешения и пр. В связи с недостаточной пропускной способностью и надежностью существующих каналов связи полномасштабное использование таких информационных ресурсов в учебном процессе может быть затруднено. В некоторых случаях избежать проблем, связанных с отсутствием или плохим качеством телекоммуникационных сетей, можно за счет работы с такими ресурсами в локальном режиме. В ходе локального взаимодействия с мультимедиа-ресурсом, школьники получают информацию не из телекоммуникационных сетей, а из источников внутренней или внешней памяти своего же компьютера. При этом содержание информационного ресурса и способы представления информации в нем полностью соответствуют тем, что размещены в Интернет. Зачастую, такие ресурсы просто копируются из сетевых источников в ходе сеанса телекоммуникационной работы, а затем предъявляются учащимся в локальном варианте.

Сравнительно большой объем предоставляемой в таком случае мультимедийной информации не позволяет использовать традиционные гибкие магнитные диски (дискеты) для ее переноса и хранения. Частично, хранение набора Интернет-сайтов может быть обеспечено за счет использования несъемных жестких магнитных дисков ("винчестеров"), имеющихся на всех современных компьютерах. Однако такой способ представления мультимедийной информации практически полностью блокирует возможность переноса информации с одного компьютера на другой. Наиболее перспективным, с точки зрения образования, средством хранения мультимедийной информации, получаемой из Интернет являются оптические лазерные компакт-диски (CD). Благодаря высокотехнологичным лазерным методам записи и считывания информации на этом носителе при его относительно малом физическом размере можно качественно представить достаточно большое количество мультимедиа информации.

Использование CD в качестве средства обучения может привнести в учебный процесс школы следующие основные преимущества:

· предоставление школьникам мультимедиа информации, традиционно размещаемой на средствах телекоммуникаций, с учетом ее структуры и специфики визуализации;

· предоставление обучаемым новых возможностей для глубокого понимания содержания учебных курсов и их взаимосвязей, тренинга навыков и умений, запоминания и самоконтроля знаний;

· компенсация недостаточности времени, уделяемого педагогом индивидуальной работе с учащимся, а в некоторых случаях и недостаточный профессионализм учителя;

· осуществление комплексного мультимедийного воздействия с обратной связью;

· обеспечение самоконтроля в режиме ограниченного времени;

· высокая мобильность, переносимость и тиражируемость мультимедийного информационного материала, используемого в учебном процессе.

Вопросы разработки мультимедиа-ресурсов для общего среднего образования являются многоаспектными и не простыми. Технические и технологические особенности таких разработок рассматриваются в специальной литературе. Основные вопросы содержательного наполнения и проблемы эргономического характера, касающиеся создания мультимедиа-ресурсов, будут частично рассмотрены в других подразделах настоящего Интернет издания. [8]

Вывод по первой главе

Использование телекоммуникационных сетей в школе в сочетании с использованием технологий и ресурсов мультимедиа открывает новые возможности, основными из которых являются:

· расширение доступа к учебно-методической мультимедиа информации;

· формирование у школьников коммуникативных навыков, культуры общения, умения искать мультимедиа информацию;

· организация оперативной консультационной помощи;

· повышение индивидуализации обучения, развитие базы для самостоятельного обучения;

· обеспечение проведения виртуальных учебных занятий (семинаров, лекций) в режиме реального времени;

· организация дистанционного обучения;

· организация совместных исследовательских проектов;

· моделирование научно-исследовательской деятельности;

· доступ к уникальному оборудованию, моделирование сложных или опасных объектов, явлений или процессов и пр.;

· формирование сетевого сообщества учителей;

· формирование сетевого сообщества школьников;

· выработка у обучаемых критического мышления, навыков поиска и отбора достоверной и необходимой мультимедиа информации.

Исходя из этого, можно сказать, что мультимедиа технологии могут очень сильно облегчить работу учителям и разнообразить деятельность школьников. Выбирая средства для написания демонстрационного материала к теме «Звуковая информация», я обратил своё внимание на математические пакеты. После анализа можно сделать вывод, что в данном случае нам больше подойдёт пакет Maple. Данный пакет совмещает в себе, с одной стороны, огромные возможности, а с другой простоту освоения.

информационный коммуникационный maple библиотека



ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ MAPLE ПРИ ИЗУЧЕНИЕ ТЕМЫ «КОДИРОВАНИЕ ЗВУКА»

§2.1 Психологические аспекты работы учителей и учеников с мультимедиа-средствами

Использование мультимедиа-технологий в обучении школьников порождает ряд особенностей, значимых с точки зрения психологии и педагогики. Одним из таких аспектов является психология общения преподавателей и учащихся с мультимедиа-ресурсами и компьютерной техникой. В философии и психологии использование орудий, преобразующих деятельность человека, считается одним из основополагающих условий и показателем человеческого развития. Совершенствование орудий деятельности, ее специализация, вычленение шаблонных операций и их последующая автоматизация и т.п., а также связанное с этим разделение труда служат важнейшими и определяющими характеристиками уровня развития человеческой цивилизации. Именно эти процессы обусловливают повышение производительности труда, увеличение выпуска продукции, улучшение ее качества, снижение себестоимости и т.п.

Генетически исходные формы деятельности обычно характеризуются тем, что субъект деятельности имеет целостное представление о структуре деятельности, умеет выполнять все входящие в нее действия и операции. Специализация и тем более автоматизация разрушают эту целостность, субъект в лучшем случае осмысливает и контролирует деятельность лишь с точки зрения результатов частичных действий, выполняемых им самим. Поэтому в условиях автоматизации любой производственной сферы увеличение доли творческого труда одних работников неминуемо сопровождается появлением новых шаблонных видов деятельности, выполняемых другими работниками.

В автоматизации умственной деятельности человека долгое время прогресс был достаточно скромным. Так, абак, применявшийся для арифметических вычислений еще в Древней Греции и Риме, использовался в Западной Европе вплоть до XVIII века. Появившиеся в прошлом веке ЭВМ произвели подлинный переворот в сфере умственной деятельности, который пока глубоко и всесторонне теоретически не осмыслен. В результате использования ЭВМ радикально меняются формы хранения, переработки и передачи общественного опыта, поэтому, несомненно, правы те ученые, которые говорят о том, что компьютеризация и современные информационные технологии открывают новый этап в природе функционального и онтогенетического развития человеческой психики. Неизбежным результатом этого может стать изменение структуры, стиля самой умственной деятельности и, как следствие, условий взаимопонимания специалистов, работающих в одной и той же области.

Рассмотрим некоторые аспекты деятельности субъекта в системе "человек - компьютер - мультимедиа-ресурс". Известный отечественный психолог О.К. Тихомиров, занимающийся философскими и психологическими вопросами проблемы искусственного интеллекта, анализируя роль и место ЭВМ в деятельности человека, пишет: "Для нас ЭВМ, как и другие машины, - это созданные человеческой рукой органы человеческого мозга. Если на этапе создания двигателей машины служили орудиями деятельности человека при выполнении работы, требующей большого расхода энергии, то на этапе развития компьютеров последние стали орудиями умственной деятельности человека.

Умственная деятельность сохраняет свое опосредствованное строение, но само средство является новым. Значит, вопрос о влиянии ЭВМ на развитие умственных процессов человека должен быть переформулирован так: в чем отличие опосредования умственных процессов компьютером от опосредования знаками? Вносит ли новое средство новые изменения в самую структуру умственных процессов? Можно ли, другими словами, выделить новый этап в развитии высших психических процессов человека?".

Он выделяет три основных точки зрения в описании взаимодействий человека, компьютера и мультимедиа-ресурсов в сфере умственного труда: теорию замещения, теорию дополнения и теорию преобразования. Замещение имеет место тогда, когда соответствующее программное обеспечение компьютера освобождает пользователя от знания алгоритмов решения многих классов конкретных задач в той или иной предметной области. Пользователю, чтобы получить интересующее его решение, достаточно "механически" ввести условия задачи в компьютер. Алгоритм как полностью формализованная процедура решения задач данного типа разрабатывается другими специалистами, программистами составляется соответствующая программа, которая затем вводится в компьютер; пользователь только использует алгоритм, хранящийся в памяти компьютера, не осваивая его. Во взаимодействии человека с машиной действие пользователя опосредствуется внешней, не усваиваемой им процедурой.

Разработчики же алгоритма и программисты не освобождают себя от этой формальной процедуры, наоборот, они специально проводят формализацию, чтобы освободить потенциальных потребителей продукта от необходимости повторного решения задачи, относящейся к известному типу. Налицо как новые формы человеческой деятельности, так и новое разделение труда.

Дополнение имеет место в случаях совместного решения одной задачи человеком и машиной, когда ЭВМ перенимает на себя решение некоторых частных задач, не важно как, но ранее решавшихся человеком. Компьютер дополняет человеческие возможности по переработке информации, увеличивая объем и скорость такой переработки.

Характеризуя возможные изменения в онтогенетическом развитии, которые могут стать результатом информатизации, О.К. Тихомиров пишет, что с появлением компьютера меняется сама форма хранения общественного опыта ("электронный мозг", например, вместо библиотек), процесс усвоения, где отношения учитель - ученик начинают опосредоваться компьютером, а также содержание процесса усвоения (возможность редукции усвоения формальных процедур благодаря использованию компьютеров). При этом, ссылаясь на Д. Ликлайдера, он пишет, что в подлинно симбиотическом взаимодействии человек не просто "партнер", он "лидер", ведущий игру. Вместе с тем этот вопрос требует конкретного анализа, поскольку существуют различные типы взаимодействия человека, компьютера и мультимедиа-ресурсов. В одних ситуациях, например при обучении, "лидерство" может переходить к компьютеру, который последовательно предъявляет задачи школьнику и оценивает его решения. Интересный вариант обучающих мультимедиа-ресурсов - так называемая сократическая программа, в которой задаваемые ученику вопросы обусловливаются как текущим контекстом общения, так и всей историей диалога во время урока. Диалог в этом случае индивидуализирован, т.е. приспособлен к своеобразию деятельности данного школьника.

Однако в более широком плане и здесь компьютер может и должен рассматриваться как орудие - орудие деятельности учителя, остающегося, "лидером" педагогического процесса. Вместе с тем, очевидно, что позиция или роль учителя и роль ученика разные. Значит, человек может играть роль субъекта или (и) объекта воздействия компьютеризированной системы. Кроме разгрузки умственной деятельности от рутинных компонентов можно выделить следующие психологические преимущества использования мультимедиа-ресурсов в процессе обучения школьников:

1. Визуализация. Работа с графической информацией позволяет мобилизовать ресурсы образного мышления даже при работе со знаковым материалом.

2. Ускорение процесса экстериоризации замысла, его материализация в виде рисунка или схемы.

3. Ускорение и увеличение полученных от компьютера результатов шаблонных преобразований ситуации.

4. Расширение возможностей осуществления пробующих поисковых действий, которые теперь совершаются компьютером.

5. Возможность вернуться к промежуточным этапам сложной деятельности (используя память компьютера).

6. Возможность одномоментного рассмотрения одного и того же объекта с нескольких точек зрения, сравнение нескольких вариантов преобразования объекта. [9]

С появлением компьютера и мультимедиа-ресурсов возникают новые формы опосредованного общения учеников и учителей. Раскрывая эту мысль, О.К. Тихомиров пишет: "Важным фактором, обусловливающим изменение умственной деятельности, является создание сети ЭВМ ... Эту ситуацию развития можно охарактеризовать как переход от индивидуального взаимодействия человека с ЭВМ к взаимодействию групп людей и групп ЭВМ, причем взаимодействия между людьми становятся опосредованными взаимодействием с ЭВМ. Возникает … "групповой симбиоз". Эффективность работы этой новой системы более высокого порядка увеличивается не только за счет простого суммирования индивидуального вклада возрастающего числа "подсистем", но и за счет ускорения обмена сведениями, необходимыми для решения задач, а также за счет гармонического сочетания работы людей, обладающих разным стилем мыслительной деятельности".

В деятельности школьника в системе "человек - компьютер - мультимедиа-ресурс", где отдельные умственные действия опосредствуются внешней изначально не усваиваемой им процедурой, формируется другой стиль мышления. Этот факт уже наблюдаем. Например, в последние годы резко выросло число учащихся, которые могут формально воспроизводить определения, доказательства и т.п., не понимая их смысла и не испытывают при этом никакого дискомфорта. Вероятно, освобождаясь от детального рассмотрения задач, алгоритм решения которых "известен" компьютеру, ученик лишается многих творческих моментов, возникающих в процессе поиска способа решения, а значит, не получает и каких-то важных компонентов опыта творческой деятельности.

Поэтому, применяя в общем среднем образовании современные информационные технологии и мультимедиа-ресурсы, не следует забывать, что "творческий" уровень интерактивного взаимодействия человека с компьютером определяется содержанием и уровнем интеллектуального развития человека. А это означает, что в основе взаимодействия, объединяющего человека и мультимедиа-ресурсов, должна лежать система личностных знаний.

В условиях информационного общества и информатизации образования самостоятельное непрерывное пополнение знаний и их применение становится потребностью человека на протяжении всей его жизни. Поэтому при обсуждении дидактических и методических аспектов использования компьютера и мультимедиа-ресурсов в общем среднем образовании основной упор делается на организацию самостоятельной познавательной (индивидуальной и/или групповой) деятельности школьников, развитие критического мышления, культуры общения, умения выполнять различные социальные роли. Резкой критике подвергаются традиционная классно-урочная система и практика обучения, построенные на трансляции и репродукции готового системного предметного знания, не мотивированного собственными потребностями школьников.

Рост активности и самостоятельности школьников в учебной деятельности часто напрямую связывают с наличием и умелым поддержанием у него непосредственного интереса к компьютеру, вызываемого привлекательностью и функциональными возможностями мультимедиа-ресурсов. Однако наличие этого интереса далеко не всегда гарантирует становление в будущем опосредствованного интереса к компьютеру как средству достижения истинных целей учебной деятельности. Чаще всего в этом случае срабатывает свойственный всему живому принцип экономии сил: скачанные в сети Интернет готовые проекты, рефераты, курсовые работы и другие мультимедиа-ресурсы стали сегодня в школе уже привычным фактом.

Определенную опасность таит внешнее поверхностное использование мультимедиа-ресурсов для выполнения малозначимых в общеобразовательном плане групповых и индивидуальных проектов. Наконец, для кого-то компьютер может просто остаться увлекательной игрушкой, стоит вспомнить "заигравшихся" школьников, которые, к сожалению, тоже не редкость.

Компьютер и мультимедиа-ресурсы могут стать не только мощным средством становления и развития школьника (как личности; субъекта познания, практической деятельности, общения, самосознания), но и, наоборот, способствовать формированию шаблонного мышления, формального и безынициативного отношения к деятельности и т.п. Поэтому в обсуждении перспектив использования мультимедиа-ресурсов в общем среднем образовании не должна умаляться, как иногда это делается, ни роль предметного обучения, ни роль учителя, хорошо знающего свой предмет и умеющего управлять развитием учебно-познавательной деятельности своих учеников. Только сделав учителя своим союзником, вооружив его конкретными мультимедиа-ресурсами, пригодными для использования на обычном школьном уроке, и методиками их применения, можно надеяться на успешное развитие на новой технологической базе педагогических технологий.

Использование мультимедиа-технологий в обучении школьников обычно рассматривается в четырех основных направлениях:

· компьютер и мультимедиа-технологии как объекты изучения;

· компьютер и мультимедиа-технологии как средства представления, хранения и переработки учебной информации;

· компьютер как средство организации учебного взаимодействия учащихся;

· компьютер как средство управления учебной деятельностью школьников.

Мультимедиа как форма представления информации разных видов, расширяет возможности организации учебной деятельности. Мультимедиа-ресурсы за счет увеличения доли информации, представленной в визуальной форме, открывают перед учителем новые возможности подачи учебного материала (цветные динамические иллюстрации, звуковое сопровождение, фрагменты "живых" уроков и пр.). Электронные способы получения, хранения и переработки информации несут с собой новые виды учебной деятельности (создание учебных сайтов, составление словарей, справочников и т.п.). У школ и отдельных учителей появляется возможность создания электронных библиотек с готовыми мультимедиа-ресурсами, автоматизированного составления разнообразных дидактических материалов.

При использовании мультимедиа-ресурсов на уроке учитель получает возможность гибко менять формы учебного взаимодействия с учащимися (смена фронтальных, групповых и индивидуальных форм; варьирование поля самостоятельности обучаемых, индивидуализация обучения на основе учета познавательного стиля школьника, предоставление учащемуся возможности работать в индивидуальном темпе и т.п.), а также применять новые формы учебного взаимодействия учащихся между собой.

Неслучайно, что в школьной практике все шире применяются такие формы организации учебного взаимодействия, как групповые проекты, при создании которых используются возможности глобальных сетей, коллективное участие в электронных конференциях, поиск мультимедиа-ресурсов для рефератов и докладов; создание презентаций и т.п. При желании учитель может, например, организовать сюжетно-ролевые игры по коллективному решению задач на основе общения, опосредствованного компьютером, между отдельными учениками, группами учащихся, смежными классами. Использование же интерактивной доски поможет ему значительно интенсифицировать и сделать более эффективными фронтальные формы работы. Все это усиливает эмоциональную составляющую учебного процесса, позволяет по-новому мотивировать и активизировать поисковую деятельность учащихся, делает ее привлекательной для них.

Наиболее часто в научных и учебно-методических публикациях описываются убедительные примеры управления учебно-познавательной деятельностью (оперативный контроль, направленный на активизацию внимания, на этапе изложения нового материала; интерактивное взаимодействие с компьютером на этапе повторения и закрепления усвоенных знаний, умений и навыков; текущий контроль на промежуточных этапах и итоговый контроль достигнутых результатов; коррекция как самого процесса обучения, так и его результатов на основе переструктурирования и дозировки учебного материала).

Принципиальным вопросом в построении и практическом применении мультимедиа-ресурсов для системы общего среднего является нацеленность соответствующей методики на формирование позитивных мотивов, основанных на насущных потребностях школьников. Только в случае высокой мотивации учащихся к использованию мультимедиа-ресурсов, возможно результативное обучение целенаправленному использованию образовательного потенциала таких ресурсов. Для того, чтобы определить характер обучения приемам работы с мультимедиа-ресурсами необходимо рассмотреть специфику мотивации поведения школьников при работе с мультимедиа-информацией. Понятием мотив обычно обозначают побуждение к деятельности, движущие силы поступка и поведения человека. Мотив - это желание удовлетворить какую-то потребность.

Мотивация играет важную роль в процессе обучения, и является ключевым фактором успешного обучения. Мотивация определяется совокупностью убеждений и взглядов учащегося в таких вопросах, как его собственный процесс обучения, поведение преподавателя, академические требования, качество учебных материалов и роль занятий. Исследования подтверждают, что применение мультимедиа-ресурсов в обучении стимулирует мотивацию обучаемых. Образовательные средства мультимедиа могут пробуждать в учащихся азарт к обучению и любопытство, а также помогают им формировать умозрительные образы и модели. Таким образом, в большинстве случаев применение мультимедиа положительно сказывается на мотивации учащихся. Однако средства мультимедиа - не панацея, и, как и всякий учебно-методический аппарат, они не могут с равным успехом быть эффективны одновременно для всех школьников.

Достаточно сложная структура мотивации, побуждающая учащегося к учению, обусловлена относительно постоянным и независящим от конкретной ситуации мотивом - изучить определенную область науки, окончить школу. Такие мотивы относительно постоянны, и, следовательно, при определенных внешних воздействиях они могут изменяться. Подобные факторы имеют непосредственное отношение к процессам реализации и использования мультимедиа-ресурсов в обучении, поскольку уровень овладения техническими средствами для работы с информацией и использования образовательного потенциала мультимедиа-ресурсов дает школьникам возможность в будущем продолжить свое образование и получить престижную профессию.

В начальный период работа обучаемых с мультимедиа-ресурсами носит, в основном, информативно-коммуникативный характер. Первоначальным мотивом выступает потребность получения новой, не слишком содержательной и достоверной информации. Как правило, подобная мультимедиа-информация не требует никакой критической переработки и осмысления. Далее в качестве основного мотива начинает выступать потребность в легком общении со сверстниками, во множестве контактов, позволяющих обмениваться информацией.

Современные компьютерные средства привлекают большинство обучаемых богатством красок, мультимедийными возможностями, оперативным поиском интересующей их информации о любимых музыкальных группах, музыкантах, футбольных командах, различных городах и странах, о домашних животных, о жизни других людей. Разброс поиска очень велик. Использование мультимедиа-ресурсов способствует развитию у обучаемых желания пробовать все новые и новые решения, при условии, что учитель обеспечивает должную поддержку.

Внутренняя мотивация, обуславливаемая чувством удовлетворения от процесса обучения, а не только от внешних поощрений, увеличивает индивидуальную вовлеченность ученика в процесс обучения и способствует улучшению результатов обучения. Одним из интересных открытий является тот факт, что поощрения могут скомпрометировать заинтересованность, если начальный интерес в поощряемой деятельности высок, а поощрение получить настолько просто, что это кажется нечестным. Если же начальная заинтересованность не столь высока, то легкое поощрение может увеличить интерес и, таким образом, положительно сказаться на эффективности. Примечательно, что функционирование многих современных мультимедиа-средств обучения основано на учете данного фактора.

Существует достаточно много естественных мотивационных аспектов при работе с мультимедиа-ресурсами. Практически у каждого школьника существует желание иметь свой собственный мультимедийный сайт в сети Интернет. Кроме того, школьники с удовольствием используют электронную почту и чат. Такие сервисы Интернет обеспечивают учащихся особыми способами коммуникативного общения, дают возможность обрести новых друзей, самовыразиться, заявить о себе, используя для этих целей элементы мультимедиа-технологий.

Повышению активности школьников в процессе обучения и более эффективному процессу усвоения новых знаний и технологических приемов способствует использование в мультимедиа-ресурсах различных проблемных ситуаций. Дело в том, что перед пользователями, работающими в реальных компьютерных сетях, проблемные ситуации возникают достаточно часто. Так, например, школьники могут осознавать, что перед ними открыт огромный объем мультимедиа-информации, но при ознакомлении с ним они могут не уложиться в то время, которое отведено для информационного взаимодействия. При этом, имеющихся у обучаемых умений поиска и переработки информации оказывается недостаточно, возникает проблемная ситуация и, как следствие, потребность совершенствовать подобные навыки и умения, прибегая к помощи учителя.

Наличие и потребность в решении проблемных ситуаций также является одним из мотивов работы обучаемых с мультимедиа-ресурсами. Проблемность ситуации заключается в том, что школьники заинтересованы в получении необходимой мультимедиа-информации за как можно более короткий временной отрезок. Для этого преподавателю необходимо научить обучаемых планировать время работы, обучить различным способам решения одной и той же задачи, приемам работы с поисковыми системами и каталогами, умению критически оценивать получаемую мультимедиа-информацию.

Использование мультимедиа-технологий может породить новые формы организации учебной деятельности в школе. В то же время такие технологии могут повысить эффективность и форм обучения, ставших традиционными, к которым, в первую очередь, необходимо отнести классно-урочную систему, применяемую в большинстве российских школ. Использование мультимедиа-технологий в условиях классно-урочной системы имеет свои положительные и отрицательные стороны, требующие более детального рассмотрения.

К достоинствам классно-урочной организации обучения относят:

· экономическую выгоду (по сравнению с индивидуальным обучением и воспитанием);

· организационную упорядоченность системы обучения и руководства ею (четкость и непрерывность учебно-воспитательного процесса);

· систематический и планомерный характер предъявления учебного материала;

· возможность сочетать фронтальные, групповые и индивидуальные формы работы, оперативно переходить от одних форм к другим;

· стимулирующее влияние классного коллектива на учебную деятельность каждого ученика на основе знания учителем индивидуальных особенностей учащихся, а учениками друг друга;

· своеобразное соревнование между учащимися при коллективном характере работы на уроке;

· возможность специализации учителей в рамках предметного обучения;

· тесное сочетание обязательной учебной деятельности с различными видами внеклассной и внеурочной работы.

К числу основных недостатков относят:

· ориентацию на среднего ученика, в результате которой создаются трудности при обучении слабых учеников, и происходит задержка развития сильных;

· преобладание однообразного, неиндивидуализированного характера идейно-эмоционального воздействия на учащихся со стороны учителя;

· как правило, стандартное построение уроков в течение всего периода обучения;

· преобладание фронтальных форм работы при изложении нового материала;

· работа с отдельными учениками при опросах и закреплении у доски изученного материала, при которой остальные учащиеся на уроке фактически не участвуют в процессе обучения;

· ограниченные возможности для применения коллективных форм учебной работы;

· невозможность "досрочного" изучения материала сильными учащимися и их перевода в следующий класс.

Обучение школьников большинству учебных предметов в рамках классно-урочной системы идет в специальных кабинетах. Основной формой организации обучения является урок. Поэтому перспективы повышения эффективности классно-урочной системы связываются с оснащением кабинетов дидактическими и техническими средствами обучения и с совершенствованием типов уроков и их модулей. Мультимедиа-технологии, как ничто другое, позволяют интегрировать эти два направления дидактических поисков.

Современные мультимедиа-технологии позволяют говорить о предметном уроке в компьютерном классе, например, с интерактивной доской.

Учитель на таком уроке, сохраняя почти весь арсенал имеющихся у него методических приемов, может многократно его преумножить возможностями мультимедиа-технологий. Для этого необходимы, прежде всего, мультимедиа-ресурсы, которые можно легко встраивать в структуру урока.

К сожалению, основные усилия отечественных разработчиков образовательных программных продуктов и мультимедиа-ресурсов направлены на создание различного рода интеллектуальных обучающих систем, рассчитанных на индивидуализированное обучение. Тактически более целесообразно дать учителю такие мультимедиа-ресурсы, которые он мог бы сам без значительных дополнительных временных затрат встраивать в урок, проводимый в условиях существующей классно-урочной системы. На сегодняшний момент одним из перспективных и важных может стать комплексный подход к использованию мультимедиа-технологий при изучении некоторого относительно замкнутого раздела школьной программы (с достаточно стабильным содержанием и устоявшимися методиками обучения) в условиях класса с интерактивной доской.

Вряд ли сегодня можно говорить, что произошел какой-то существенный перелом в сознании учителей-предметников и методистов в отношении перспектив использования предлагаемых мультимедиа-ресурсов в организации учебного процесса. В обозримом будущем массовая школа по-прежнему останется классно-урочной, а подавляющее большинство существующих мультимедиа-ресурсов рассчитано на индивидуальную работу. В настоящее время для школ наиболее доступными мультимедиа-средствами обучения являются имеющие сетевые версии мультимедийные CD-диски. Правда, за редкими исключениями эти материалы пока мало отличаются от обычных печатных изданий. По-прежнему основной теоретический материал представляется в знаково-символьной форме и сопровождается привычными готовыми статичными чертежами и рисунками. Учителей, в первую очередь, не устраивает то, что использование этих учебных материалов на уроке весьма проблематично. Такие мультимедиа-ресурсы, как правило, рассчитаны на внеурочную индивидуальную самостоятельную работу.

Необходимо переосмыслить и всесторонне использовать большой методический опыт, накопленный методикой обучения в области использования традиционных технических средств обучения. До недавнего времени все такие средства было принято подразделять на аудитивные (грамзаписи, магнитофонные записи), визуальные ("немые" кинофильмы и киноконцовки, диафильмы, серии диапозитивов, транспаранты - пленки с нанесенным на них рисунком - для графопроектора, наборы материалов для эпипроекции) и аудиовизуальные (звуковые кино- и видеофильмы, материалы телепередач, озвученные диафильмы). Имеется многочисленная методическая литература, посвященная использованию на уроке как отдельных технических средств, так и их комплексов. Описаны достоинства и недостатки конкретных технических средств обучения. Для разных видов технических средств разработаны рекомендации по их применению, созданы варианты заданий для самостоятельной коллективной и индивидуальной работы и пр.

Несмотря на все сказанное, перечисленные технические средства обучения удачно (или неудачно) дополняли и сопровождали учебный процесс, но никогда не определяли его лицо. Компьютер, мультимедиа-ресурсы и интерактивная доска позволяют интегрировать и существенно обогатить возможности перечисленных технических средств обучения и, тем самым, преобразить конструирование и проведение всех уроков. Специальный монтаж материала, записанного на разных носителях, позволяет реализовать достоинства учебного кинофильма: оптимальное сочетание разных выразительных языковых средств (текста, звука, статических и динамических демонстраций), выбор нужных планов и деталей изучаемого объекта, изменение его ракурсов и т.п. Столь же просто реализовать наиболее популярные приемы работы с графопостроителем: наложение и снятие пленок, каширование.

Мультимедиа-технологии позволяют сделать учащегося не только созерцателем готового учебного материала, но и участником его создания, преобразования, оперативного использования. Имеющиеся мультимедийные курсы и образовательные программные продукты позволяют уже сегодня по-новому строить уроки. Мультимедиа-технологии неизмеримо расширяет возможности в организации и управлении учебной деятельности и позволяет практически реализовать огромный потенциал перспективных методических разработок, найденных в рамках традиционного обучения, которые, однако, оставались невостребованными или в силу определенных объективных причин не могли дать там должного эффекта.

Вернемся к прежним техническим средствам обучения. Необходимость затемнения при использовании киноаппаратуры и эпипроектора не позволяла учителю должным образом управлять познавательной активностью учащихся и сводила на нет многие усилия разработчиков учебных материалов, обесценивала их методические замыслы. Не произошло значительных изменений в активизации познавательной деятельности и в управлении ею с появлением телевизоров, видеомагнитофонов, графопроекторов, используемых в незатемненной аудитории. Несмотря на то, что учитель перед просмотром на уроке учебного фильма или других материалов пытался сформировать у учащихся необходимую установку, а после просмотра организовывал специальную работу по усвоению просмотренной информации, многие учащиеся "пассивно воспринимали" предлагаемый материал.

Похожую картину можно наблюдать и при изложении учебного материала самим учителем у классной доски. Если к тому же материал приходится сразу записывать, то у учащегося зачастую ускользает и его понимание. Хорошо известно, что оперативно поставленные текущие контрольные вопросы, на которые по ходу занятия ученикам необходимо давать ответы, значительно повышают качество обработки и усвоения воспринимаемой ими информации.

В условиях традиционной классно-урочной системы эффективность такого дидактического приема, к сожалению, не велика - учитель физически не может быстро обработать и оценить ответы учащихся. Совсем другое дело, когда занятие проходит в компьютерном классе, а ответы рассчитаны на компьютерную обработку. Учитель получает возможность оперативно отслеживать "средний процент понимания" и вносить в ход урока необходимые коррективы. Более того, по окончанию занятия можно отследить и оценить работу каждого школьника. Таким образом, мультимедиа-технологии позволяют инициировать и стимулировать внутреннюю активность учеников даже в условиях применения объяснительно-иллюстративного метода. [2]

§2.2 Извлечение из государственного стандарта

Кодирование звуковой информации отражено в стандарте среднего (полного) общего образования по информатике и ИКТ профильного уровня.

В разделе «Обязательный минимум содержания основных образовательных программ», а точнее: «Базовые понятия информатики и информационных технологий».

В линии «Информация и информационные процессы» отмечены следующие знания, которые должны знать ученики: Виды информационных процессов. Процесс передачи информации. Сигнал, кодирование, декодирование, искажение информации. Дискретное (цифровое) представление текстовой, графической, звуковой информации и видеоинформации. Скорость передачи информации. Восприятие, запоминание и обработка информации человеком, пределы чувствительности и разрешающей способности органов чувств.

Целями данного урока будут: во-первых, дать ученикам представление о том, как представлена информация в компьютере, во-вторых, показать каким образом информация преобразуется из аналоговой в дискретную.

Из этих целей можно сформулировать следующие задачи урока:

- Повторение (объяснение) звука как физического явления (на что влияет амплитуда, на что влияет частота, в чём они измеряются).

- Объяснение процесса кодирования звука.

- Объяснение ученикам, как измерять объём звуковой информации. [12]

§2.3 Программная разработка библиотеки процедур по теме «Кодирование звука»

Библиотека состоит из набора процедур. Для того, чтобы подключить библиотеку к новому проекту, нужно прописать read <имя файла библиотеки>, в данном случае read lib.mws.

Перед тем, как объяснять тему «Кодирование звука», неплохо бы вспомнить какие физические параметры влияют на звук. Дети это изучали в курсе физики. С помощью средств языка Maple можно построить подобие звуковой волны и показать, что такое амплитуда и что такое частота.

sys:=proc(s,v)

plot(sin(x), x=0..s, y=0..v, color=white);

end proc;

sys(10,10);



amp:=proc(s)

local sn,gr,fr;

sn:=plot(s, x=0..8, color=green,legend=sin):

fr:=plot([[1.5,1],[7.8,1]],style=line,legend=частота):

gr:=plot([[1.5,1],[1.5,0]],style=line,color=blue,legend=амплитуда):

plots[display](fr,gr,sn);

end proc;

amp(sin(x));



Далее, мы рисуем пример звуковой волны.

> amp1:=proc(s)

local sn;

sn:=plot(s, x=0..5, y=0..3, color=green, legend=sin):

plots[display](sn);

end proc;

amp1(sin(x)+2);



Пакет Student позволяет легко разбить звуковую волну на «ступеньки».

> with(student):

lesenka:=proc(st)

middlebox(sin(t)+2,t=0..5, st, shading=BLUE,style = point );

end proc;

lesenka(5);

> with(student):

lesenka:=proc(st)

middlebox(sin(t)+2,t=0..5, st, shading=BLUE,style = point );

end proc;

lesenka(50);

Заменив 1 параметр, мы показываем, как изменится цифровое звучание при большем количестве герц, выделенных для кодирования.

Все процедуры сохраняются в одном файле.

save lesenka, amp, amp1, sys, "RulevMV lib.m"

§2.4 Конспект урока по теме «Кодирование звука» с использованием разработанной библиотеки процедур (перечень индивидуальных заданий)

Тема урока:

Кодирование звуковой информации.

Дидактическая цель

Обеспечение в ходе урока усвоения знаний о том:

- Как представляется звуковая информация в компьютере.

- О процессе преобразования аналоговой звуковой информации в дискретную.

Понимать:

Различия между аналоговой и звуковой информацией.

На что влияют глубина кода и частота дискретизации.

Знать:

Процесс кодирования звуковой информации. Что такое глубина кода и частота дискретизации. Взаимосвязь между глубиной кодирования и количеством уровней сигналов

Уметь:

Кодировать звуковую информацию.

Задачи развития:

Мышления (логическое).

развивать у учащихся такие интеллектуальные умения как анализ и синтез (структура описательного рассказа, востребованы для каждого пункта из «уметь»), установление причинно-следственных связей (объяснительный рассказ и обобщающая беседа);

Задачи воспитания:

Воспитание культуры работы с ПК.

Интерес к теме.

Этичное отношение к одноклассникам. (умение слушать, приводить адекватную критику)

Основные формы обучения

Фронтальная, индивидуальная (у доски).

Основные методы:

Объяснительно-иллюстративный, словесный, наглядный.

Средства обучения:

Доска, проектор, ПК.

Тип урока: урок обобщения и систематизации материала.

Список используемой литературы:

1. Левченко И.В. Частные вопросы методики обучения теоретическим основам информатики в средней школе: учебно-методическое пособие. - М.: МГПУ, 2007. - 160 с.

2. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии: Учебное пособие для 10-11классов. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. - 464 с.

Структура урока:

1) Организационный момент (2мин)

2) Актуализация знаний (7-8мин)

3) Всесторонняя проверка знаний. (32мин)

4) Подведение итогов. (3мин)

Этап урока Организационный момент (1мин) Подготовка к усвоению нового материала. (4мин) Введение нового материала. (15мин) Первичное закрепление материала. (20мин) Подведение итогов. (5мин)	Деятельность учителя Приготовьтесь к уроку. Здравствуйте, садитесь. Отмечаю отсутствующих. Открывайте тетради и запишите тему: «Кодирование звуковой информации». Как вы уже знаете вся информация, попадая в компьютер, преобразуется. С информацией какого вида работает компьютер? Да. И сегодня мы начнём изучать, каким же образом компьютер преобразует ту или иную информацию. Начнём мы со звуковой информации. Вы узнаете, как звук из аналогового состояния переходит в дискретное. Узнаете, как измерить звуковую информацию и от чего зависит объём звукового файла. Вы все изучали физику и в рамках этого предмета изучали звук. Вспомним, что такое звук? В этом нам поможет ответ на вопрос: Как он распространяется? Правильно. Но проводником может служить необязательно воздух, любая среда, кроме вакуума. Таким образом, звук - это волна с непрерывно меняющейся амплитудой во времени. Какие параметры звука вы помните из курса физики? А ещё? Чем выше громкость, тем больше амплитуда колебания воздуха. А чем чаще колеблется воздух, тем выше тон звука. Амплитуда измеряется в децибелах, а частота колебаний в герцах. Рисую синусоиду или несколько: Поясняю её, показываю, как определить амплитуду и частоту. Вспомнили, что такое звук, как он распространяется, о его основных характеристиках. Теперь разберёмся, как же он представляется в компьютере. Для этого нарисуем декартову систему координат. Разобьём линию времени, равную 1ой секунде на 5 равных частей. Т.е. у нас за 1 секунду звук будет иметь 5 состояний. Это количество изменений звука за секунды мы назовём частотой дискретизации. Запишите в тетрадь определение. Так же выделим четыре различных уровня амплитуды звучания. Сколько двоичных разрядов нам потребуется, чтобы закодировать 4 различных состояния? А как мы можем обозначить 4 различных состояния, используя два двоичных разряда? Правильно Каждый разряд это 1 бит, значит, нам потребуется 2 бита, для кодирования этой каждой 1\5 секунды. Количество бит, используемое для кодирования уровня звука, называется глубина кодирования. Далее я рисую пример звуковой волны. Возьмём, к примеру, вот такую звуковую волну. Нам нужно её оцифровать. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени А(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность “ступенек”. Хоть больше у нас нет таких плавных переходов звука, но графики более менее похожи. Далее разбираю случай, когда частота колебаний выше, чем в первом случае: Предположите, как нам стоит поступить, чтобы не потерять этот скачёк звука? Молодец. Таким образом, какой мы можем сделать вывод, исходя из этих 2ух примеров? Да. Какая характеристика влияет на количество измерений? Запишите себе в тетрадь: Чем выше частота дискретизации, тем качество кодирования будет выше. Запишите себе в тетрадь: Взаимосвязь между глубиной кодирования и количеством уровней сигналов: 2i = N, где N - количество сигналов, а i - глубина кодирования. Мы разобрались, как кодируется звук, как измерить частоту дискретизации, как измерить глубину кодирования. Теперь попробуем решить задачу. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен. Вызываю ученика к доске и вместе с классом мы решаем задачу. Поднимите руку, те, кому непонятно как мы выполнили это задание. Отвечаю на вопросы. Раз все теперь вам понятно, попробуйте решить задачу самостоятельно. Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 бит. Выполняем задание в тетради. Плохих оценок я ставить не буду, т.к. это новая тема, но тем, кто сделает задание, я обязательно поставлю 5 или 4. Даю вам 10 минут. Выставляю оценки тем, кто справился с заданием. Делаю разбор задания, вызывая ученика к доске. Подведём итог урока. Какие основные характеристики имеет звуковая волна? Что влияет на громкость звука? А что влияет на высоту звука? Какая величина отвечает за количество уровней громкости звука? А за частоту колебания звука? Всё верно. Урок окончен, спасибо, до свидания.	Деятельность учеников Здравствуйте. С числовой. С 0 и 1. Голосовые связки колеблют воздух. И это колебание передаётся дальше и дальше, пока колебания не затихнут. Громкость Высота. Частота дискретизации - количество измерений сигнала в секунду. Измеряется в герцах. 2 разряда. 00, 01, 10, 11 Глубина кодирования - количество бит, используемое для кодирования уровня звука. Нам нужно разбить линию времени на более мелкие части, тогда мы сможем более чётко изобразить кривую. Чем чаще мы делаем замер уровня сигнала, тем более точно мы оцифруем звук. Частота дискретизации. Записывают: Чем выше частота дискретизации, тем качество кодирования будет выше. Взаимосвязь между глубиной кодирования и количеством уровней сигналов: 2i = N, где N - количество сигналов, а i - глубина кодирования. Громкость, высота. Амплитуда колебания воздуха. Частота колебания звуковой волны. Глубина кодирования. Частота дискретизации.

[6], [10], [11]

Вывод по второй главе

Можно выделить следующие психологические преимущества использования мультимедиа-ресурсов в процессе обучения школьников: 1. Визуализация. Работа с графической информацией позволяет мобилизовать ресурсы образного мышления даже при работе со знаковым материалом. 2. Ускорение процесса экстериоризации замысла, его материализация в виде рисунка или схемы. 3. Ускорение и увеличение полученных от компьютера результатов шаблонных преобразований ситуации. 4. Расширение возможностей осуществления пробующих поисковых действий, которые теперь совершаются компьютером. 5. Возможность вернуться к промежуточным этапам сложной деятельности (используя память компьютера). 6. Возможность одномоментного рассмотрения одного и того же объекта с нескольких точек зрения, сравнение нескольких вариантов преобразования объекта.

Был создан демонстрационный материал, который отражает в себе преимущества использования мультимедиа-ресурсов, как для учителя, так и для учеников. С помощью математического пакета Maple можно довольно быстро создать материал по теме данного урока, который отражает в себе тему. Уже написанные ресурсы довольно просто преобразовывать, что упрощает объяснение материала на уроке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование на школьных уроках по информатике мультимедиа технологий даёт новые возможности, как для учителя, так и для учеников. Мультимедиа средства позволяют привнести в образовательную деятельность возможность оперирования с информацией разных типов таких, как звук, текст, фото и видео, изображения.

В данной дипломной работе представлен демонстрационный материал для школьного урока по информатике на тему «Кодирование звука», разработанный с помощью средств математического пакета Maple. Возможности Maple позволяют достаточно быстро составить визуальное сопровождение к уроку по теме «Кодирование звука». Главным преимуществом данной библиотека процедур является её гибкость, т.е., для изменения отображения материала, достаточно изменить несколько параметров, передаваемых в процедуры.