Размещено на http://www.allbest.ru/

• Разработка электронного учебного практикума «Подготовка звуковых фрагментов для образовательных ресурсов»
• Оглавление
• Введение
• Глава 1. Информационные технологии как средство совершенствования учебного процесса
• 1.1 Роль ИКТ в совершенствовании образовательного процесса
• 1.2 Классификация электронных учебных средств
• 1.3 Классификация программного обеспечения для работы со звуком
• Глава 2. Разработка электронного учебного практикума «Подготовка звуковых фрагментов для образовательных ресурсов»
• 2.1 Структура и содержание электронного учебного практикума
• 2.2 Реализация практикума «Подготовка звуковых фрагментов для образовательных ресурсов» и методика его использования в учебном процессе
• 2.3 Организация и результаты апробации лабораторного практикума в учебном процессе педвуза
• Заключение
• Литература

Введение

В настоящее время все шире начинают использоваться новейшие информационные технологии и средства телекоммуникаций не только в научных исследованиях и управлении различными социальными, экономическими и политическими процессами, но и в системе образования.

Особенность образовательных компьютерных технологий состоит в том, что их новые содержательные подходы оказываются вторичными по отношению к техническим возможностям. Другими словами, сначала появляются новые технические решения, а затем уже отыскиваются варианты их использования в образовании. Из технических достижений последнего времени, оказавших значительное влияние на образовательные технологии, следует выделить системы мультимедиа и компьютерные телекоммуникации.

Мультимедиа оказались чрезвычайно полезной и эффективной технологией освоения самых разных отраслей знания. Благодаря ей изучаемый предмет становиться наглядным, «живым» и полученная с экрана информация надолго останется в памяти человека.

Современная компьютерная техника помимо улучшающихся средств визуализации предоставляет учащимся возможность использовать еще одну линию восприятия информации - звуковую. С точки зрения теории информации тем самым расширяется канал связи, по которому информация поступает к учащемуся, и, следовательно, растет его общая пропускная способность. Для разработчиков программ и для учителя - это дополнительная возможность сделать учебную информацию более выразительной, наглядной и естественной по форме представления. Как показывают исследования психологов, звук в учебных программах весьма сильное средство акцентирования, и, следовательно, им необходимо пользоваться для поддержания внимания учащегося в ходе обучения, создания положительной мотивации, уменьшения влияния внешних отвлекающих (как правило, звуковых) факторов. Именно применение мультимедиа-систем создает предпосылку использования новых информационных технологий (НИТ), например, на уроках музыки, при звуковом интерактивном изучении иностранных языков, в биологии и природоведении и иных учебных дисциплинах и ситуациях, где звук является содержательной основой знания. Другой стороной этого же аспекта мультимедийности является возможность озвучивания самими учащимися результатов своей учебной деятельности: текстов, слайд-фильмов, Web-страниц.

Однако методика подготовки и использования звука в учебных материалах разработана недостаточно. Таким образом, актуальность настоящей работы вытекает из необходимости разрешения противоречия между тем, что с одной стороны существует необходимость использования звука в учебных материалах, с другой стороны, отсутствует методика подготовки педагогов-разработчиков электронных учебных материалов (ЭУМ) в вопросах создания звукового сопровождения.

Необходимость разрешения указанного противоречия определила объект и предмет исследования данной работы, а также ее цели и задачи.

Объектом исследования является процесс информационно-технологи-ческой подготовки студентов педагогического вуза.

Предметом исследования является процесс подготовки студентов в вопросах создания и использования звуковых фрагментов в образовательных ресурсах при помощи различных классов программ обработки звука и музыки.

Целью настоящего исследования следует считать разработку электронного практикума «Подготовка звуковых фрагментов для образовательных ресурсов» для студентов педагогического вуза, а также методики его использования.

Для достижения поставленной цели в работе поставлены и решаются следующие задачи:

1. Произвести анализ библиографических данных по теме исследования с целью изучения особенностей применения звуковых фрагментов в мультимедийных ЭУМ, а также оптимального выбора базового программного обеспечения.

2. Определить структуру и содержание лабораторного практикума «Подготовка звуковых фрагментов для образовательных ресурсов»по освоению различных классов программ обработки звука и музыки, произвести его разработку в html-формате.

3. Разработать методику использования электронного лабораторного практикума в учебном процессе педагогического вуза.

4. Провести апробацию практикума в учебном процессе УрГПУ и сделать заключение о целесообразности и возможности его дальнейшего использования в реальном учебном процессе педвуза.

Глава 1. Информационные технологии как средство совершенствования учебного процесса

1.1 Роль ИКТ в совершенствовании образовательного процесса

Создание и развитие информационного общества (ИО) предполагает широкое применение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании, что определяется рядом факторов.

Во-первых, внедрение ИКТ в образование существенным образом ускоряет передачу знаний и накопленного технологического и социального опыта человечества не только от поколения к поколению, но и от одного человека другому.

Во-вторых, современные ИКТ, повышая качество обучения и образования, позволяют человеку успешнее и быстрее адаптироваться к окружающей среде и происходящим социальным изменениям. Это дает каждому человеку возможность получать необходимые знания как сегодня, так и в будущем постиндустриальном обществе.

В-третьих, активное и эффективное внедрение этих технологий в образование является важным фактором создания системы образования, отвечающей требованиям ИО и процессу реформирования традиционной системы образования в свете требований современного индустриального общества.

Важность и необходимость внедрения ИКТ в процесс обучения отмечаются международными экспертами во «Всемирном докладе по коммуникации и информации 1999 - 2000 годы», подготовленном ЮНЕСКО и изданным в конце прошлого тысячелетия агентством «Бизнес-Пресс» [9]. В предисловии к докладу Генеральный директор ЮНЕСКО Федерико Майор пишет, что новые технологии должны способствовать «созданию лучшего мира, в котором каждый человек будет получать пользу от достижений образования, науки, культуры и связи». ИКТ затрагивают все названные сферы, но, пожалуй, наиболее сильное позитивное воздействие они оказывают на образование, так как «открывают возможности совершенно новых методов преподавания и обучения».

Глобальное внедрение компьютерных технологий во все сферы деятельности, формирование новых коммуникаций и высокоавтоматизированной информационной среды стали не только началом преобразования традиционной системы образования, но и первым шагом к формированию информационного общества.

Главным фактором, определяющим важность и целесообразность реформирования сложившейся системы образования, включая и российскую, является необходимость ответа на те основные вызовы, которые сделал человечеству XXI век [26]:

необходимость перехода общества к новой стратегии развития на основе знаний и высокоэффективных информационно-телекоммуникационных технологий;

фундаментальная зависимость нашей цивилизации от тех способностей и качеств личности, которые формируются образованием;

возможность успешного развития общества только в опоре на подлинную образованность и эффективное использование ИКТ;

теснейшая связь между уровнем благосостояния нации, национальной безопасностью государства и состоянием образования, применением ИКТ.

Как показано в ряде работ [26,36] основными направлениями формирования перспективной системы образования, которые имеют принципиально важное значение для России, находящейся на этапе сложных экономических преобразований, являются следующие:

повышение качества образования путем его фундаментализации, информирования обучаемого о современных достижениях науки в большем объеме и с большей скоростью;

обеспечение нацеленности обучения на новые технологии ИО и, в первую очередь, на ИКТ;

обеспечение большей доступности образования для всех групп населения;

повышение творческого начала в образовании.

Применение компьютеров в образовании привело к появлению нового поколения информационных образовательных технологий, которые позволили повысить качество обучения, создать новые средства воспитательного воздействия, более эффективно взаимодействовать педагогам и обучаемым с вычислительной техникой. По мнению многих специалистов [9,26,36], новые информационные образовательные технологии на основе компьютерных средств позволяют повысить эффективность занятий на 20-30%. Внедрение компьютера в сферу образования стало началом революционного преобразования традиционных методов и технологий обучения и всей отрасли образования. Важную роль на этом этапе играли коммуникационные технологии: телефонные средства связи, телевидение, космические коммуникации, которые в основном применялись при управлении процессом обучения и системах дополнительного обучения. Новым этапом глобальной технологизации передовых стран стало появление современных телекоммуникационных сетей и их конвергенция с информационными технологиями, то есть появление ИКТ. Они стали основой для создания инфосферы, так как объединение компьютерных систем и глобальных телекоммуникационных сетей сделало возможным создание и развитие планетарной инфраструктуры, связывающей все человечество.

Примером успешной реализации ИКТ стало появление Internet - глобальной компьютерной сети с ее практически неограниченными возможностями сбора и хранения информации, передачи ее индивидуально каждому пользователю. Интернет быстро нашел применение в науке, образовании, связи, средствах массовой информации, включая телевидение, в рекламе, торговле, а также в других сферах деятельности человека. Первые шаги по внедрению Internet в систему образования показали его огромные возможности для ее развития. Идет процесс накопления опыта, ищутся пути повышения качества обучения и новых форм использования ИКТ в различных образовательных процессах.

Таким образом, на пути движения России к ИО и внедрения ИКТ в образование можно выделить три этапа:

начальный, связанный с индивидуальным использованием компьютеров, в основном, для организации системы образования, ее административного управления и хранении информации о процессе управления;

современный, связанный с созданием компьютерных систем, Internet и конвергенцией информационных и телекоммуникационных технологий;

будущий, основанный на интеграции новых ИКТ с образовательными технологиями (ОТ).

Российская система образования способна конкурировать с системами образования передовых стран. При этом необходимы широкая поддержка со стороны общественности проводимой образовательной политики, восстановление ответственности и активной роли государства в этой сфере, глубокая и всесторонняя модернизация образования с выделением необходимых для этого ресурсов и созданием механизмов их эффективного использования.

Развитие и широкое применение информационных и коммуникационных технологий является глобальной тенденцией мирового развития и научно-технической революции последних десятилетий.[30] Применение ИКТ имеет решающее значение для повышения конкурентоспособности экономики, расширения возможностей ее интеграции в мировую систему хозяйства, повышения эффективности государственного управления и местного самоуправления. Модернизация образования является одной из основных целей развития информационных технологий в Российской Федерации.

Распоряжением Правительства Российской Федерации от 12 февраля 2001 года, № 207-р принято решение о разработке Федеральной целевой программы «Электронная Россия: 2002 -2010 годы»; основной целью программы является создание условий для построения в РФ эффективной сбалансированной экономики, ориентированной на внутреннее потребление и экспорт информационных технологий и услуг.

Проблемы, решаемые в рамках настоящей федеральной целевой программы, базируется на приоритетах и целях стратегии социально-экономического развития России на период до 2010 года и отвечают критериям формирования перечня федеральных целевых программ, начиная с 2002 года, одобренным Правительством Российской Федерации на заседании 21 сентября 2000 года, протокол №31 [24].

Процессы информатизации уже активно идут на всех уровнях, многие мероприятия, направленные на развитие информационных технологий, реализуются в рамках других федеральных, региональных и ведомственных программ, поэтому одной из важных задач ФЦП «Электронная Россия на 2002-2010 годы» должно стать дополнение и координация других программ, придание процессу информатизации комплексного характера. В этом смысле программа «Электронная Россия» оказывается тесно связана с ФЦП «Развитие электронной торговли в России на 2002-2006 годах» и ФЦП «Развитие единой информационно-образовательной среды Российской Федерации в 2002-2006 годы». Вместе с тем три названные программы решают разные задачи. Если ФЦП «Электронная торговля» ориентирована преимущественно на создание предпосылок для внедрения информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в коммерческом секторе, а ФЦП «Единая информационная образовательная среда» акцентирует внимание на развитие новых образовательных технологий и формирование материальной базы для их внедрения, то программа «Электронная Россия» призвана в первую очередь устранить общие институциональные барьеры для развития ИКТ, содействовать расширению взаимодействия между государством и гражданами на основе использования ИКТ, а также обеспечить развитие инфраструктуры публичных сетей доступа. Основной акцент направления программы «Электронная Россия» в образовании делается на ориентированную на ИКТ подготовку кадров[27].

Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды (2001--2005 годы)» концептуально и технологически связана с «Электронной Россией». Эта программа отражает расширение внимания правительства ко всем уровням образования, включая среднее и начальное профессиональное. Программа нацелена на создание информационной инфраструктуры системы образования посредством обеспечения учреждений образования компьютерной техникой, системным и специализированным программным обеспечением, предоставления доступа к глобальным информационным ресурсам и организации технического обслуживания. Планируется также интегрировать ИКТ в образовательный процесс -- путем внедрения унифицированных и сертифицированных электронных учебных материалов и обеспечения подготовки учителей, администраторов и технического персонала по эффективному использованию современных информационных технологий.

Обе программы «Развитие единой образовательной информационной среды» и «Электронная Россия» являются взаимосвязанными. Но отсутствует четкий административный механизм их координации. Трудностью является и то, что несмотря на четырехлетний план финансирования, конкурсы на исполнение контрактов в этих программах проводятся каждый год заново, что не позволяет устойчиво осуществлять систематическую стратегию. Наряду с трудностями финансирования программы по внедрению ИКТ в образования существуют и другие сложности.

Проблемы освоения ИКТ в образовании возникают из-за отсутствия не только методической базы их использования в этой сфере, но и методологии разработки ИКТ для образования, что заставляет педагога на практике ориентироваться лишь на личный опыт и умение эмпирически искать пути эффективного применения информационных технологий.

Сложность внедрения современных ИКТ определяется и тем, что традиционная практика их разработки и внедрения основывается на идеологии создания и применения информационных и телекоммуникационных систем в совершенно иных сферах: связи, военно-промышленном комплексе, в авиации и космонавтике. Адаптацию ИКТ к конкретной сфере применения здесь осуществляют специалисты конструкторских бюро и научно-исследовательских институтов, имеющие большой опыт разработки подобной техники и, следовательно, хорошо понимающие назначение систем и условия их эксплуатации. В современном образовании таких специализированных научно-исследовательских структур нет, они только начинают создаваться. По этой причине возникает «разрыв» между возможностями образовательных технологий и их реальным применением. Примером может служить до сих пор существующая практика применения компьютера только как печатающей машинки. Этот разрыв часто усиливается тем, что основная масса школьных учителей и преподавателей гуманитарных вузов не владеет современными знаниями, необходимыми для эффективного применения ИКТ. Ситуация осложняется и тем, что информационные технологии быстро обновляются: появляются новые, более эффективные и сложные, основанные на искусственном интеллекте, виртуальной реальности, многоязычном интерфейсе и т.п. Выходом из создавшегося противоречия может стать интеграция технологий, то есть такое их объединение, которое позволит преподавателю использовать на уроках и лекциях понятные ему сертифицированные и адаптированные к процессу обучения технические средства. Интеграция ИКТ и образовательных технологий должна стать новым этапом их более эффективного внедрения в систему российского образования.

Вместе с тем, они же выявили сложности, которые требуется преодолеть для повсеместного применения ИКТ в образовательных учреждениях:

· значительно большая стоимость организации обучения, по сравнению с традиционными технологиями

· необходимость использования большого количества технических средств (компьютеры, модемы и т.п.)

· необходимость использования программных средств (поддержка технологий обучения)

· подготовка дополнительных организационно-методических пособий (специальные инструкции учащимся и преподавателям и др.)

· подготовка новых учебников и учебных пособий и т.п.

Новым направлением повышения эффективности внедрения ИКТ является интеграция информационно-коммуникационных технологий и технологий обучения. В качестве первых и необходимых шагов, способствующих ускоренному внедрению этого процесса в систему образования, можно рекомендовать:

· организацию семинаров и учебных курсов для администрации и сотрудников вузов, преподавателей школ и учебных центров по применению в обучении новых ИТО;

· создание условий для стимулирования развития Internet-услуг, связанных с применением новых ИТО;

· активизацию работы по созданию тематической системы «ИТО» в рамках международной информационной сети по ИТ;

· разработку методологических и методических основ системного анализа и синтеза ИТО, методов оценки обучения и образования на их основе.

В таких условиях чрезвычайно актуальной становится разработка инновационного компонента учебно-методического комплекса, позволяющего повысить эффективность и информационное наполнение каждого часа занятий. Следует отметить, что информационные, компьютерные и мультимедийные технологии обучения являются средством, но никак не целью педагогического процесса и должны играть роль связующей (интегрирующей) среды для более широких педагогических технологий.

Мультимедийные технологии основаны на технических средствах телевидения, кино- и видеофильмах, фотодокументалистики и других аудиовизуальных способов представления информации. Их применение в комплексе с компьютерными технологиями позволяет расширить спектр педагогического воздействия. Динамичные и образные, наглядные аудиовизуальные формы подачи информации на экране компьютера способствуют созданию положительной мотивации к использованию новых технологий, более легкому и более прочному запоминанию материала, позволяют использовать различные типы мышления и виды познавательной деятельности.

Анализируя проблемы использования ИКТ в образовании при движении России к ИО, следует, в первую очередь, отметить процесс внедрения ИКТ в систему образования, обеспечение учебных учреждений, школ и вузов компьютерной техникой, развитие программно-технического и учебно-методического обеспечения, глобальных и локальных образовательных сетей.

1.2 Классификация электронных учебных средств

В педагогической литературе существуют различные подходы к классификации программ и электронных материалов, используемых в целях обучения - общепринятой и устоявшейся классификации в настоящее время не существует. Поэтому была принята классификация, присваивающая всем подобным продуктам учебного назначения обобщающее название - электронные учебные средства (ЭУС). [33]

Первый классификационный признак, в соответствии с которым можно разделить ЭУС - это ЭУС-программы (обычно они называются программными педагогическими средствами - ППС) и ЭУС-документы (материалы) - их в дальнейшем будем называть электронными учебными материалами (ЭУМ).

Различие указанных двух типов ЭУС в том, что:

Программные педагогические средства (ППС) - это комплекс, предназначенный для достижения конкретной цели обучения и включающий программы для ЭВМ, а также методическое и дидактическое сопровождение данных программ. [12,c.53]

Их разработка осуществляется с применением сред программирования и, естественно, требует умений, связанных с разработкой компьютерных программ.

Электронные учебные материалы (ЭУМ)- учебные материалы, представленные в виде файлов на электронном носителе.[39] Могут включать как отдельные текстовые файлы, иллюстрации, аудио и видеофрагменты, так и их упорядоченную совокупность, предназначенную для изучения определенного электронного учебного курса или его фрагмента. Разрабатываются в средах, работа с которыми не требует знания программирования. Это, как правило, объектно-ориентированные среды-конструкторы, которые позволяют пользователю (разработчику) создать необходимый ему документ из подготовленного набора объектов. Другими словами, результатом разработки является не программа, а некоторый документ, для предъявления которого учащемуся, требуется некоторая программная среда.

В свою очередь, ЭУМ с определенной долей условности можно подразделить на материалы, используемые непосредственно в процессе обучения (передаче новых знаний) и материалы, предназначенные для иных видов учебной деятельности - контроля, тренажа и пр.

К ЭУМ первого типа можно отнести: электронные учебники (ЭУМ) и пособия (ЭУП), электронные учебные курсы (ЭУК), лабораторные работы, компьютерные демонстрации, энциклопедии и справочники. Он предусматривает разработку ЭУ на основе различных технологий.

Электронный учебник (ЭУ) - это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельного или при участии преподавателя освоения учебного курса или его большого раздела именно с помощью компьютера [39]. Электронный учебник или курс обычно содержит три компонента: презентационную составляющую, в которой излагается основная информационная часть курса; упражнения, способствующие закреплению полученных знаний; тесты, позволяющие проводить объективную оценку знаний учащегося [27]

Электронное учебное пособие (ЭУП)- электронный учебный курс, частично или полностью заменяющий или дополняющий учебник и официально утвержденный в качестве данного вида издания [32]

Электронный учебный курс (ЭУК) - программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел. Соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума. Основное назначение компьютерного учебного курса - формирование и закрепление новых знаний, умений и навыков в определенной предметной области и в определенном объеме в индивидуальном режиме, либо при ограниченной по объему методической помощи преподавателя (в частности, сетевых консультациях).

Современные компьютерные дидактические программы: электронные учебники, компьютерные задачники, учебные пособия, гипертекстовые информационно-справочные системы - архивы, каталоги, справочники, энциклопедии, тестирующие и моделирующие программы-тренажеры разрабатываются на основе мультимедиа-технологий, которые возникли на стыке многих отраслей знания.

Использование цветной компьютерной анимации, высококачественной графики, видеоряда, схемных, формульных, справочных презентаций позволяет представить изучаемый курс в виде последовательной или разветвляющейся цепочки динамических картинок с возможностью перехода (возврата) в информационные блоки, реализующие те или иные конструкции или процессы. Мультимедиа-системы позволяют сделать подачу дидактического материала максимально удобной и наглядной, что стимулирует интерес к обучению и позволяет устранить пробелы в знаниях. Кроме того, подобные системы могут и должны снабжаться эффективными средствами оценки и контроля процесса усвоения знаний и приобретения навыков.

Т.Н.Балаховская выделяет три значения термина «мультимедиа»:

· во-первых, это комплексное (синтетическое) представление в компьютере всевозможных видов информации - текстов, статической графики, анимации, речи, музыки, видеоизображения;

· во-вторых, это оборудование, позволяющее работать с информацией различной природы;

· в_третьих, это интерактивный программный продукт, объединяющий все перечисленные виды информации.

Главная черта такого продукта - значительный объем и разнообразие данных, а также возможность прямого доступа к ним [6,с.37].

Ключевую роль в создании мультимедийных учебников играет методическое обеспечение разработок. Мультимедиа-учебники призваны автоматизировать все основные этапы обучения - от изложения учебного материала до контроля знаний и выставления итоговых оценок. При этом весь обязательный учебный материал переводится в яркую, увлекательную, с разумной долей игрового подхода, мультимедийную форму с широким использованием графики, анимации, в том числе интерактивной, звуковых эффектов и голосового сопровождения, включением видеофрагментов и т.п.

Электронный учебник - это не только комплексная, но и целостная дидактическая, методическая и интерактивная программная система, которая позволяет изложить сложные моменты учебного материала с использованием богатого арсенала различных форм представления информации, а также давать представление о методах научного исследования с помощью имитации последнего средствами мультимедиа. При этом повышается доступность обучения за счет более понятного, яркого и наглядного представления материала. Процесс обучения проходит более успешно, так как он основан на непосредственном наблюдении объектов и явлений. Дидактические аспекты, касающиеся наиболее общих закономерностей обучения, и методические аспекты, определяемые спецификой преподавания тех или иных конкретных дисциплин или групп дисциплин, тесно взаимосвязаны между собой и с вопросами программной реализации электронного учебника. Общепринятого определения понятия "электронный учебник" пока не существует, несмотря на наличие стандартов на электронные учебники. Электронный учебник или курс обычно содержит три составляющих: презентационная часть, в которой излагается основная информационная часть курса, упражнения, с помощью которых закрепляются полученные знания, и тесты, позволяющие проводить объективную оценку знаний студента. Электронный учебник должен соединять в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума.

Электронный учебник должен обеспечивать выполнение всех основных функций, включая предъявление теоретического материала, организацию применения первично полученных знаний (выполнение тренировочных заданий), контроль уровня усвоения (обратная связь), задание ориентиров для самообразования. Реализация всех звеньев дидактического цикла процесса обучения посредством единой компьютерной программы существенно упростит организацию учебного процесса, сократит затраты времени учащегося на обучение и автоматически обеспечит целостность дидактического цикла в пределах одного сеанса работы с электронным учебником. Процесс обучения происходит на принципиально новом, более высоком уровне, так как электронный учебник дает возможность работать в наиболее приемлемом для обучаемого темпе, обеспечивает возможность многократных повторений и диалога между обучаемым и обучающим, в данном случае компьютером. Методическая сила мультимедиа как раз и состоит в том, что ученика легче заинтересовать и обучить, когда он воспринимает согласованный поток звуковых и зрительных образов, причем на него оказывается не только информационное, но и эмоциональное воздействие.

Психологи и преподаватели говорят, что каждый из нас обучается по-разному - некоторые лучше обучаются на слух, другие являются зрительными или тактильными обучающимися. В соответствии с основами теории мультисенсорного обучения необходимо в максимальной степени использовать тот стиль обучения, который является предпочтительным для конкретного учащегося. Привлечение всех органов чувств ведет к исключительному росту степени усвоения материала по сравнению с традиционными методами. Обучение с использованием аудиовизуальных средств комплексного предъявления информации является наиболее интенсивной формой обучения; учебный материал, дидактически подготовленный специалистами, ориентируется на индивидуальные способности учащихся. Индивидуальная диалоговая коммуникация с помощью видео, графических, текстовых и музыкально-речевых вставок настолько интенсивна, что максимально облегчает процесс обучения; гиперсреда позволяет расширить возможности информационного воздействия на пользователя и вовлекает обучаемого непосредственно в процесс обучения. К числу существенных позитивных факторов, которые говорят в пользу такого способа получения знаний, относятся лучшее и более глубокое понимание изучаемого материала, мотивация обучаемого на контакт с новой областью знаний, значительное сокращение времени обучения, лучшее запоминание материала (полученные знания остаются в памяти на более долгий срок и позднее легче восстанавливаются для применения на практике после краткого повторения) и др..

Решение проблемы соединения потоков информации разной модальности (звук, текст, графика, видео) делает компьютер универсальным обучающим и информационным инструментом по практически любой отрасли знаний и человеческой деятельности[7].

Многочисленные исследования подтверждают успех системы обучения с использованием компьютеров. Очень трудно сделать объективное сравнение со старыми традиционными методами обучения, однако можно сказать, что внимание во время работы с обучающей интерактивной программой на базе мультимедиа, как правило, удваивается, поэтому освобождается дополнительное время. Экономия времени, необходимого для изучения конкретного материала, в среднем составляет 30%, а приобретенные знания сохраняются в памяти значительно дольше [20].

Если же учащийся имеет возможность воспринимать этот материал зрительно, то доля материала, оставшегося в памяти, повышается до одной трети. При комбинированном воздействии (через зрение и слух) доля усвоенного материала достигает половины, а если вовлечь учащегося в активные действия в процессе изучения, например, при помощи интерактивных обучающих программ типа приложений мультимедиа, то доля усвоенного может составить 75%.

Параллельная передача аудио- и визуальной информации отличает мультимедиа от гипертекстов, дающих возможность ориентироваться в больших массивах текстовой информации (например, справочники и помощь в компьютерных программах). С другой стороны, мультимедиа не сводится к обычной видеозаписи, исключающей элементы интерактивности, т.е. возможности управлять последовательностью вывода информации.

Использование мультимедиа в американских школах началось с 1986 г. С тех пор накоплен немалый опыт, который выявил ряд достоинств использования мультимедиа в образовательных целях:

· Ученик получает возможность использовать значительные объемы разнообразной информации в комплексном ее представлении, доступ к которой иными способами не может быть обеспечен.

· Оперативность получения нужных сведений позволяет использовать мультимедиа непосредственно в ходе учебного занятия. Никакие иные «некомпьютерные» источники информации: библиотеки, архивы, справочники, книги - такой оперативности, безусловно, не обеспечивают.

· Наличие точек ветвления в мультимедийной программе, что позволяет обучаемым самостоятельно управлять процессом предъявления информации; чем более развита эта система ветвлений, тем выше интерактивность программы и ее гибкость в процессе обучения.

· Аудиосопровождение учебной информации значительно повышает эффективность ее восприятия. Еще больший эффект достигается сочетанием аудиокомментариев с видеоинформацией или анимацией, так как представляется возможность объяснения хода некоторого процесса или явления в его развитии.

· Мультимедиа-программы могут включать элементы контроля знаний учащегося, например, путем включения вопросов с набором альтернатив, выбор каждой из которых может сопровождаться оценочными комментариями; данная возможность особенно важна в процессе самообразования.

· Представление информации для учащегося в наглядной и занимательной форме. Построение обучения в виде развивающих интерактивных игр значительно повышает интерес к учебному материалу, причем не только у младших школьников.

· Возможность создания учащимися и учителями собственных презентационных, справочных и прочих мультимедиа-продуктов в рамках внеклассной работы или проектировочной деятельности.

Именно благодаря перечисленным достоинствам мультимедийное образование получает все большее распространение, например, в США. В работе Н.Ю.Ротмистрова приводятся следующие данные о результативности мультимедийного образования в средних американских школах:

· количество учащихся, с первого раза сдающих устные экзамены, выросло в 2 раза, а письменные - в 6 раз;

· число ошибок в чтении у детей снизилось на 20-65%;

· число прогулов занятий сократилось вдвое;

· число учащихся, бросивших школу, сократилось до 2% (против 27% в среднем по стране) [31,с.94].

Последние два факта связываются с тем, что резко снизилось число учащихся со слабыми навыками чтения и письма, что было основным препятствием для дальнейшего обучения.

Учителями отмечается также значительный рост аналитических и логических способностей учащихся.

В мультимедийных классах изменилась и роль учителя. Вместо утомительных повторов информации он получил возможность переключиться на оказание индивидуальной помощи ученикам, обсуждении полученных ими знаний, развитии исследовательского подхода.

По-видимому, следует согласиться с мнением Т.Н.Балаховской, что «не только мультимедиа-продукт обязательно оказывается образовательным, но и, наоборот, всякий образовательный продукт должен с необходимостью приобрести черты мультимедиа. Мультимедиа во всех трех своих смыслах вторгается в область образования и не просто становится инструментом или учебным пособием, а влияет на саму структуру этой области, а заодно и на наше отношение к образованию и информации вообще» [6,с.39].

Таким образом, встает вопрос о необходимости обучения работы со звуком и разработки пособий по его применению.

1.3 Классификация программного обеспечения для работы со звуком

Большинство выпускаемых персональных компьютеров предлагают пользователю определенные возможности музыкального программирования. Наличие звукогенерирующего устройства в системе ПЭВМ или возможность ее соединения с электронным синтезатором позволяют не только решить какую-то формальную задачу построения музыкального текста, но и реализовать результат в живом звучании. Кроме того, в настоящее время создаются специальные музыкально-ориентированные компьютеры, являющиеся своего рода музыкальными инструментами с электронным синтезатором звука и электронной памятью, позволяющими запоминать и воспроизводить импровизации композитора, печатать их в нотном виде, ``играть" по введенным в него нотам и многое другое.

Существуют специальные музыкальные компьютеры, к которым, кроме обычного дисплея, подключается также музыкальная клавиатура, аналогичная фортепианной. Так, например, музыкальный синтезатор представляет собой процессор, вмонтированный в музыкальную клавиатуру. С его помощью можно имитировать рояль, хор, различные духовые, струнные и ударные инструменты. В настоящее время применяются и специализированные музыкальные приставки, которые с помощью соответствующего математического обеспечения позволяют выполнять те же функции на обычном компьютере, обладающем достаточной мощностью (IBM 486). Такой компьютер должен быть оснащен специальной звуковой системой. Компьютеры такого типа можно использовать как специализированное рабочее место музыканта при аранжировке и сочинении музыки, а также в музыкальном обучении [3].

Существует большое количество программного обеспечения для работы со звуком:

Проигрыватели (плейеры)

Задачей проигрывателя является простое воспроизведение звукового или музыкального потока. Можно выделить основные классы проигрывателей:

Auduo - для воспроизведения audio-файлов. Сюда относятся простые проигрыватели форматов WAV, VOC, AU, а также сжатых потоковых форматов - MP3/VQF/AAC, ADPCM, GSM и т.п.;

MIDI - для воспроизведения MIDI-файлов. В функцию проигрывателя входит только объединение виртуальных «дорожек» файла и отправка MIDI-событий на заданный MIDI-порт. Собственно интерпретацией данных занимается MIDI-устройство - аппаратный или программный синтезатор[10];

сетевые - для воспроизведения широковещательных сетевых потоков в реальном времени. При помощи специальных протоколов (RealAudio, AudioActive, StreamWorks, NetShow) организуются вещательные серверы, которые в реальном времени передают звуковую и видеоинформацию всем подключившимся к серверу клиентам. В задачу сетевого проигрывателя входит расшифровка сжатого формата звука и его воспроизведение через audio-порт [5].

Существуют универсальные проигрыватели, сочетающие в себе свойства нескольких классов.

Примеры: WinAMP (поддерживает большинство форматов, а также звуковые компакт-диски (CD-DA), Direct CD Player («цифровой» проигрыватель CD), MegaMID (для воспроизведения MIDI-файлов), RealPlayer G2 (сетевой проигрыватель в стандарте RealAudio).

Звуковые редакторы (или аудиоредакторы)

Объединяют функции цифрового магнитофона, звуковой монтажной станции и набора устройств обработки звука (процессоров). Осуществляют запись, воспроизведение и монтаж (вырезка, вклейка, замена фрагментов фонограммы). Чаще всего имеют набор встроенных и/или подключаемых звуковых процессоров, с помощью которых реализуется сложная обработка записанной фонограммы.

Примеры:

Sound Forge - один из лидеров среди звуковых редакторов. Обладает мощными функциями редактирования, позволяет встраивать любые подключаемые модули, поддерживающие технологию DirectX, имеет удобный современный интерфейс. Имеется возможность создания проекта, перетаскивание данных из одного окна в другое при вставке, микшировании.

Cool Edit Pro - многодорожечный звуковой редактор с разнообразными средствами записи, воспроизведения и обработки звука, а также конечного сведения (Mixdown) многоканальных фонограмм. Имеет два режима работы - редактирования оцифровки (waveform edit) и многодорожечного сведения (multitrack). Первый используется для монтажа и обработки отдельных фонограмм, второй - для сведения дорожек в единую фонограмму.

Cool Cool Edit Pro Edit Pro 2000 - программа Cool Edit Pro позволяет работать с подключаемыми модулями DirectX и имеет собственные возможности обработки звука. Одна из них - тридцатиполосный графический эквалайзер, который имеет три режима: 10-полосный (октавный) эквалайзер, 20-полосный (полуоктавный) и 30-полосный (третьоктавный) [28].

WaveLab - один из наиболее мощных и удобных современных редакторов. Входит в группу лидеров среди звуковых редакторов. Она обладает мощными средствами для редактирования и обработки звука, имеет возможность работы со встроенными подключаемыми модулями DirectX и VST, поддерживает многие форматы звуковых файлов, в том числе и MP3. Существует возможность открывать несколько файлов одновременно. Они могут быть сведены в группу и сохранены как проект (project). Большой массив звуковых файлов можно объединить в базу данных (database).

Gold Wave - небольшой, но мощный звуковой редактор со всеми типовыми функциями. Поддерживает извлечение звуковых потоков из видеороликов AVI и считывание звуковых дорожек с CD [8].

Системы многоканальной записи и сведения

Предназначены для многодорожечной записи и воспроизведения фонограмм, подобно многоканальному магнитофону, а также для конечного сведения (микширования) многодорожечной фонограммы. Основными функциями являются монтажные операции на дорожках, совмещение звуковых фрагментов, организация плавного перехода одних фрагментов в другие, регулировка громкости и положения на стереопанораме для каждой дорожке, перезапись всей дорожки или ее отдельных фрагментов.

В многоканальных системах используется преимущественно неразрушающий монтаж. Это означает, что программа оперирует на многодорожечной панели не с самими звуковыми данными, а лишь со ссылками на их фрагменты. Это заметно уменьшает требования к памяти, ускоряет доступ к данным, и вдобавок защищает их от нежелательного изменения.

Примеры:

SAW Plus 32 - Software Audio Workshop, одна из первых систем многодорожечной записи. Имеет 32 моно/стереодорожки (64 в версии SAW Pro), до 12 звуковых адаптеров с возможностью одновременной записи, синхронизация по MIDI/SMPTE. Разрядность оцифровки выше 16 бит не поддерживается. Позволяет организовать до девяти версий сеанса работы, фиксируя в каждой из них ключевые этапы записи или сведения.

Samplitude Studio - мощная система записи и сведения с поддержкой MIDI-дорожек. Возможны разрушающий и неразрушающий монтаж, прямая загрузка звуковых дорожек с компакт-диска, импорт видеороликов в форматах AVI/MPEG и синхронизация с ними.

Adobe Auditio - программа предназначена для профессионалов в области аудио- и видео и обладает большими возможностями по аудиомикшированию, редактированию, записи и наложению звуковых эффектов [16].

MIDI-секвенсоры и виртуальные студии

MIDI-секвенсоры предназначены для записи, воспроизведения и редактирования музыкальных MIDI-партитур в нотном и схематическом виде, осуществляют типовые музыкальные операции - транспонирование, изменение темпа, длительности и динамики нот, а также монтаж фрагментов партитуры. Всегда многодорожечные - допускают формирование произведения из множества независимых партий. Большинство современных секвенсоров имеет поддержку аудиотехнологии, позволяя размещать на отдельных дорожках акустические или голосовые партии; окончательное смешивание сигналов при этом выполняется внешними аппаратными (звуковой адаптер, микшерный пульт) или программными (виртуальный синтезатор, многоканальный рекордер) средствами [25].

Виртуальные студии совмещают в себе секвенсор и многоканальный магнитофон. Они не только могут работать с любыми MIDI-устройствами (каждая из этих программ имеет обширную библиотеку поддерживаемых синтезаторов, процессоров эффектов, цифровых микшеров и т.д.), но и не уступают по возможностям работы с «живым» звуком любым профессиональным программам многоканальной записи и обработки.

Примеры:

Cakewalk Pro Audio - профессиональный многодорожечный секвенсор, пользуется популярностью у профессионалов. Поддерживает до 64 аудиодорожек и 256 - MIDI, 64 канала звуковых эффектов. Cakewalk был одним из первых программных продуктов, в котором появилась поддержка дополнительных подключаемых модулей (plug-in) разнообразных аудиоэффектов, созданных для интерфейса DirectX. Характерная особенность DirectX-эффектов заключается в том, что все они работают в реальном времени. Имеет удобный и интуитивно понятный интерфейс, широкий спектр необходимых функций редактирования и обработки. Версию 9.0 уже можно считать виртуальной студией [2].

Cubase VST - универсальный и сложный профессиональный секвенсор фирмы Steinberg. Он имеет большее количество способов просмотра и манипулирования музыкой, чем какая-либо другая программа. В отличие от других, эта программа использует много непривычных терминов, поэтому для работы с ней требуется подготовка. Программа поддерживает как подключаемые модули с интерфейсом DirectX, так и с интерфейсом VST [13].

Нотные редакторы

Нотный редактор подобен секвенсору - многие из них также могут записывать и воспроизводить MIDI-партитуры, однако основной задачей нотного редактора является подготовка партитуры к печати и изданию. Благодаря этому в нотных редакторах существуют лишь минимальные средства работы с MIDI-сообщениями, необходимые лишь для записи и воспроизведения. Остальные функции ориентированы на работу с нотным текстом - ввод нот, аккордов, расположение партий на нотных станах, снабжение их нужными музыкальными знаками и т.п. Результатом работы в нотном редакторе является правильно и красиво напечатанная нотная партитура.

Примеры:

NoteWorthy Composer - редактор средней мощности и сложности. Позволяет импортировать MIDI-файлы, вводить музыкальный текст с клавиатуры компьютера или MIDI-клавиатуры, расставлять нужные знаки нотации, размещать рядом с нотами вокальные партии, прослушивать звучание партитуры на MIDI-устройстве и печатать подготовленные партитуры.

Finale 2000 - профессиональный нотный редактор. Предоставляет три способа ввода нот и аккордов: с клавиатуры компьютера или мышью, с MIDI-клавиатуры с заданной постоянной ритмикой, путем игры на MIDI-клавиатуре в реальном времени или импорта MIDI-файла. Ритмические параметры определяются автоматически [21].

Музыкальные процессоры

Служат для обработки музыкальных партий в формате MIDI - внесения исполнительских нюансов, изменения стиля исполнения, «оживления» композиции. Процессоры работают обычно с готовой партитурой, построенной «математически точно» - все ноты стоят в точности на своих местах, нюансы изменения высоты и громкости отсутствуют.

Примеры:

Style Enhancer - первый интеллектуальный MIDI-процессор, разработанный в Новосибирской Государственной консерватории. Фактически процессор выполняет моделирование исполнения - имитирует приемы, которыми музыкант воздействует на реальный инструмент.

В составе SE поставляется набор готовых стилей - гитарные, скрипичные, фортепианные, духовые и т.п.

Pattern Variator - другой музыкальный процессор. Предназначен для внесения в готовые MIDI-композиции динамического изменения параметров звучания - громкости, модуляции, панорамы, плавных и дискретных изменений высоты, характеристик фильтров и эффектов, и т.п. Традиционные секвенсорные операции редактирования самих MIDI-дорожек не поддерживаются - целью процессора является только управление параметрами. Параметром может быть любая MIDI-переменная - интенсивность ноты, темп, длительность ноты, интервал между нотами, значение любого из контроллеров [23].

Виртуальные синтезаторы

Имитируют игру музыкального инструмента путем моделирования процессов, происходящих при извлечении звука. Преимущественно используется три основных метода синтеза звука:

Семплерный (sample) или таблично-волновой (wavetable) - создание звука из одного или нескольких заранее записанных фрагментов исходного звучания, с возможной параллельной обработкой сигналов.

Аналоговое моделирование - имитация работы аналогового синтезатора путем математического суммирования, вычитания, модуляции и фильтрации сигналов различной формы, создаваемых также математическим путем.

Физическое моделирование - создание математической модели реального акустического инструмента и получение на ее основе формул звуковых колебаний, создаваемых инструментом.

Виртуальные синтезаторы используются, если:

на звуковой карте нет синтезатора для воспроизведения MIDI-файлов;

качество воспроизведения MIDI на звуковой карте невысокое.

Примеры: Generator (мощный модульный синтезатор), GigaSampler (MIDI-синтезатор реального времени, не требующий полного размещения сэмплов в ОЗУ - считывание с диска происходит прямо в процессе проигрывания), VSC-88 (виртуальный MIDI-синтезатор реального времени), S-YXG100plus (виртуальный MIDI-синтезатор реального времени, является развитием виртуального синтезатора S-YXG50, для надежной работы требует Pentium-166, 16 Мбайт памяти и Windows 95/98), Stomper Ultra++ (синтезатор отдельных звуков, преимущественно ударного характера, предназначен только для создания звуков, не содержит секвенсора и средств управления по MIDI), Probe (виртуальная аналоговая студия, содержит 16-голосый синтезатор, арпеджиатор на 100 нот, 17-дорожечный секвенсор, эффект-процессор и вокодер) [14].

Автокомпозиторы

Пользуясь различными приемами, автоматически создают элементы музыкального творчества - мелодический или гармонический рисунок, либо готовую композицию, составленную из типовых схем и фрагментов. Чаще всего служат для быстрого создания заготовок композиций, а не особо требовательным пользователям - и конечного продукта.

Примеры:

ACID Pro - программа для создания композиций по принципу «последовательность сэмплов». Проста в эксплуатации и обладает интуитивно понятным интерфейсом. Подходит, как для новичков, так и для профессионалов. Все изменения происходят в реальном времени, что позволяет прослушать изменения во время воспроизведения создаваемой композиции.

Koan Pro - интересная программа для создания фоновой музыки. Идея заключается в группировке голосов различных типов, каждый из которых либо исполняет заданную партию, либо импровизирует под управлением программы (иначе говоря, программа в некотором роде сочиняет музыкальные шаблоны).

Wind Chimes - программа имитирует трубчатые колокольчики, подвешенные в ряд или по кругу, и настроенные так, что соприкосновение друг с другом под действием ветра порождает приятные мелодичные последовательности звуков. Требуется задать настройку колокольчиков, параметры ветра, выбрать MIDI-адаптер и инструмент для вывода нот, после чего генерация нот выполняется автоматически. Wind Chimes создает приятный ненавязчивый музыкальный фон.

FractMus - программа для создания музыки при помощи теории чисел, фракталов и клеточных автоматов. Предлагает 12 алгоритмов генерации последовательностей нот [37].

Автоаккомпаниаторы

Программы, облегчающие создание и аранжировку MIDI-композиций. Эти программы анализируют сыгранную мелодию и подбирают аккомпанемент в одном из музыкальных стилей. Чаще всего их используют для обучения музыке, так как ничего оригинального при помощи таких программ создать нельзя.