информационные технологии и тсо в образовательном процессе

НИТ и ТСО
1
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТСО В
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ
§ 1. Информатизация образования как веление времени
Современное человечество включилось в общеисторический процесс, называемый
информатизацией. В данный период развития общества производство информации становится
основным видом деятельности, и компьютеризация выступает как часть этого процесса.
Развитие информатизации вызвано тем, что человечество осознало ограниченность
естественных ресурсов среды своего обитания в связи с усложнением производственных
отношений, появлением глобальных проблем, решение которых невозможно прежними
средствами.
Информация становится главным ресурсом научно-технического и социальноэкономического развития мирового сообщества и существенно влияет на ускоренное развитие
науки, техники и различных отраслей хозяйства, играет значительную роль в процессах
воспитания и образования, культурного общения между людьми, а также в других социальных
областях.
Информатизация (по А. П. Ершову) - это система следующих взаимосвязанных процессов:
информационного - обособления и представления всей социально значимой информации в
форме, доступной для хранения, обработки и передачи электронными средствами;
познавательного - формирования и сохранения целостной информационной модели мира,
позволяющей обществу осуществлять упреждающее динамическое регулирование своего развития
на всех уровнях: от индивидуальной деятельности до функционирования общечеловеческих
институтов;
материального - строительства глобальной инфраструктуры электронных средств
хранения, обработки и передачи информации.
Информатизация современного общества влечет за собой следующие социальные
последствия:
 увеличение числа занятых в информационной сфере (производители, обработчики,
распространители информации);
 интеллектуализация многих видов труда и повышение требований к
общеобразовательной подготовке специалистов, профессиональной подготовке на
основе НИТ (новых информационных технологий) (большинство населения должно
уметь работать с автоматизированными информационными системами);
 появление совершенно новых профессий и отмирание существующих (особенно в
связи с роботизацией многих рабочих специальностей и внедрением систем
искусственного интеллекта).
Отсюда очевидно, что информатизация образования становится ключевым условием развития
общества.
НИТ в сфере образования выступают одним из ведущих факторов формирования личности.
Понятие информации является основополагающим в этом процессе. Любая деятельность
человека представляет собой процесс сбора и переработки информации, принятия на ее основе
решений и их выполнения. С появлением современных средств вычислительной техники
информация стала выступать в качестве одного из важнейших ресурсов научно-технического
прогресса. Информация содержится в человеческой речи, текстах книг, журналов и газет,
сообщениях радио и телевидения, показаниях приборов и т.д. Человек воспринимает информацию
с помощью органов чувств, хранит и перерабатывает ее с помощью мозга и центральной нервной
системы. Понятие информации используется во всех сферах: науке, технике, культуре, социологии
и повседневной жизни. Конкретное толкование элементов, связанных с понятием информации,
зависит от метода конкретной науки, цели исследования или просто от наших представлений.
Термин «информация» происходит от латинского informatio разъяснение, изложение,
осведомленность. Энциклопедический словарь (М., 1990) определяет информацию в исторической
НИТ и ТСО
2
эволюции: первоначально - как сведения, передаваемые людьми устным, письменным или другим
способом (с помощью условных сигналов, технических средств и т.д.); с середины XX в. - как
общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом,
обмен сигналами в животном и растительном мире (передача признаков от клетки к клетке, от
организма к организму). Более узкое определение дается в технике, где это понятие включает в
себя все сведения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования. Наиболее общее
толкование имеет место в философии. Информацию как философскую категорию рассматривают в
качестве одного из атрибутов материи, отражающих ее структуру. Классическое определение
информации, введенное американскими учеными, трактует ее как такие сведения, которые
уменьшают или полностью снимают существовавшую до их получения неопределенность
(энтропию) Наименьшее количество информации, снимающей неопределенность системы с
двумя равновероятностными состояниями, равно одному биту. Все современные системы
коммуникаций построены на этой основе. Так, для реле это наличие электрического тока в
катушке (да-нет), для азбуки Морзе - длительность сигнала (точка-тире), для ЭВМ последовательность нулей и единиц в ячейках памяти (0-1).
В эволюционном ряду вещество-энергия-информация каждое последующее проявление
материи отличается от предыдущего тем, что людям было труднее его распознать, выделить и
использовать в чистом виде.
Информация как продукт производства имеет следующие качественные отличия от других
видов производимой человеком продукции:
а) не уменьшается при потреблении;
б) обладает возможностью одновременного использования многими потребителями;
в) легко и быстро транспортируется на значительные расстояния;
г) производство разнообразной информации возможно с помощью универсальных средств;
д) отсутствуют пределы в росте потребностей в информации;
е) производство и потребление информации сливаются в единый процесс.
Информационные процессы (сбор, обработка и передача информации) всегда играли
важную роль в науке, технике и жизни общества. В ходе эволюции человечества просматривается
устойчивая тенденция к автоматизации этих процессов, хотя их внутреннее содержание по
существу осталось неизменным.
Сбор информации - деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об
интересующем его объекте. Сбор информации может производиться или человеком, или с
помощью технических средств и систем - аппаратно.
Обмен информацией - процесс, в ходе которого источник информации ее передает, а
получатель - принимает.
Обмен информацией производится с помощью сигналов, являющихся ее материальным
носителем. Источниками информации могут быть любые объекты реального мира, обладающие
определенными свойствами и способностями. Принятую информацию получатель может
использовать неоднократно. С этой целью он должен зафиксировать ее на материальном носителе
(магнитном, фото, кино и др.).
Процесс формирования исходного несистематизированного массива информации
называется накоплением информации. Среди записанных сигналов могут быть такие, которые
отражают ценную или часто используемую информацию. Другая часть информации в данный
момент времени особой ценности может не представлять, хотя, возможно, потребуется в
дальнейшем.
Хранение информации - это процесс поддержания исходной информации в виде,
обеспечивающем выдачу данных в требуемые сроки.
Обработка информации - это упорядоченный процесс ее преобразования в соответствии с
алгоритмом решения задачи. После решения задачи обработки информации результат должен
быть выдан конечным пользователям в требуемом виде. Эта операция реализуется в ходе решения
задачи выдачи информации.
Информационная техника представляет собой материальную основу информационной
технологии, с помощью которой осуществляются сбор, хранение, передача и обработка
информации. До середины XIX в., когда доминирующими были процессы сбора и накопления
информации, основу информационной техники составляли перо, чернильница и бумага.
НИТ и ТСО
3
Коммуникация (связь) осуществлялась посылкой нарочных с депешами. На смену ручной
информационной технике в конце XIX в. пришла механическая (пишущая машинка, телефон,
телеграф и др.), что послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки
информации. Понадобилось еще много лет, чтобы перейти от запоминания и передачи
информации к ее переработке. Это стало возможным с появлением во второй половине XX
столетия такой информационной техники, как электронные вычислительные машины,
положившие начало компьютерной технологии.
Древние греки считали, что технология (techne - мастерство + logos - учение) - это
мастерство (искусство) делать вещи. Более емкое определение это понятие приобрело в процессе
индустриализации общества. Технология - это совокупность знаний о способах и средствах
проведения производственных процессов, при которых происходит качественное изменение
обрабатываемых объектов.
Технологиям управляемых процессов свойственны упорядоченность и организованность,
которые нетипичны для стихийных процессов. Информационную технологию в данном контексте
можно считать технологией использования программно-аппаратных средств вычислительной
техники в какой-либо предметной области.
Информационная технология (ИТ) - это совокупность методов, производственных
процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку,
обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации с
целью снижения трудоемкости процессов использования информационного ресурса, а также
повышения их надежности и оперативности. «Новая технология хранения и обработки
информации совершила революцию в организации умственного труда подобно тому, как
изобретение двигателя открыло эру автоматизации труда физического», - считает академик
В.М.Глушков. [Глушков В. М. Основы безбумажной информатики. - М., 1982. - С. 10.]
Информационные технологии характеризуются следующими основными свойствами:
а) предметом (объектом) обработки (процесса) являются данные;
б) целью процесса является получение информации;
в) средствами осуществления процесса являются программные, аппаратные и программноаппаратные вычислительные комплексы;
г) процессы обработки данных разделяются на операции в соответствии с данной
предметной областью;
д) критериями оптимизации процесса являются своевременность доставки информации
пользователю, ее надежность, достоверность, полнота.
Три технических достижения составляют основу ИТ:
появление новых средств накопления информации на машиночитаемых носителях
(магнитные ленты, кинофильмы, магнитные и лазерные диски и т. п.);
развитие средств связи, обеспечивающих доставку информации практически в любую
точку земного шара без существенных ограничений во времени и расстоянии, широкий охват
населения средствами связи (радиовещание, телевидение, сети передачи данных, спутниковая
связь, телефонная сеть и др.);
возможность автоматизированной обработки информации с помощью компьютера по
заданным алгоритмам (сортировка, классификация, представление в нужной форме и др.).
Информационные технологии делят на три группы: сберегающие, рационализирующие и
созидающие. Сберегающие экономят труд, время, материальные ресурсы. Рационализирующие
улучшают автоматические системы поиска, заказа и т.п. Созидающие (творческие)
информационные технологии включают человека в систему переработки и использования
информации. Примером последних является технология организации телеконференций, на
которых может осуществляться «мозговой штурм» определенной проблемы с использованием баз
данных, вычислительных средств, моделирования и т.п. Технические средства ПИТ включают
компьютерную технику, обеспечивающую хранение и переработку информации, и
коммуникационную технику (телефон, телеграф, радио, телевидение, спутниковая связь, сети
ЭВМ), передающую эту информацию на большие расстояния, доводящую ее до пользователей.
Современные новые информационные технологии обучения (НИТО), исходя из
принципов, сформулированных Б.Е.Патоном, В. И. Гриценко и Б. Н. Паньшиным, определяются
как совокупность внедряемых (встраиваемых) в системы организационного управления
НИТ и ТСО
4
образованием и в системы обучения принципиально новых систем и методов обработки данных,
представляющих собой целостные обучающие системы, и отображение информационного
продукта (данных, идей, знаний) с наименьшими затратами и в соответствии с
закономерностями той среды, в которой они развиваются. Это синтез современных достижений
педагогической науки и средств информационно-вычислительной техники. НИТО подразумевают
научные подходы к организации учебно-воспитательного процесса с целью его оптимизации и
повышения эффективности, а также постоянного обновления материально-технической базы
образовательных учреждений.
§ 2. Технические средства обучения в учебно-воспитательном процессе и
компетентность учителя в их использовании
По данным ЮНЕСКО, когда человек слушает, он запоминает 15 % речевой информации,
когда смотрит - 25 % видимой информации, когда видит и слушает - 65 % получаемой
информации. Необходимость применения ТСО, которые в качестве аудиовизуальных средств
могут воздействовать на различные органы чувств, несомненна. Использование технических
средств отбора, передачи, преобразования и отображения информации позволяет механизировать
и автоматизировать такие интеллектуальные процессы, которые всегда были прерогативами
человека, - управление, проектирование, исследование и т. п. Необходимость ТСО обусловлена и
значительным усложнением объектов обучения: невозможно продемонстрировать сложное
техническое устройство, микросхему или технологический процесс только вербальными
средствами и с помощью мела и доски. ТСО позволяют выйти за рамки учебной аудитории;
сделать видимым то, что невозможно увидеть невооруженным глазом, имитировать любые
ситуации. Многие современные технические средства вплоть до персональных компьютеров стали
или становятся привычными в повседневном быту многих обучаемых.
ТСО при рациональном использовании улучшают условия труда как учителя, так и
учеников, при этом их ценность тем выше, чем в больших пределах они позволяют
целенаправленно трансформировать учебное пространство и время. Применение ТСО
интенсифицирует передачу информации, значительно расширяет иллюстративный материал,
создает проблемные ситуации и организует поисковую деятельность учащихся, усиливает
эмоциональный фон обучения, формирует учебную мотивацию у обучаемых, индивидуализирует
и дифференцирует учебный процесс. Много новых возможностей ТСО открывают для проведения
внеучебной и досуговой работы с детьми.
Интенсивно, особенно в последние годы, разрабатываются оригинальные ТСО и
компьютерные технологии, предназначенные для обучения и воспитания детей с нарушением
слуха, зрения, умственно отсталых. К сурдотехническим средствам такого рода относится,
например, звукоусиливающая аппаратура коллективного и индивидуального пользования, с
помощью которой ведется работа по развитию нарушенного слухового восприятия у
слабослышащих и глухих детей, имеющих остатки слуха; используются приборы и
приспособления, которые передают информацию о звуковых явлениях, преобразуя их в световые
сигналы, воспринимаемые зрением, или в тактильно-вибрационные сигналы, воспринимаемые
поверхностью тела, и др.
Эффективность использования ТСО определяется тремя взаимосвязанными аспектами ее
обеспечения - техническим, методическим и организационным. Техническое обеспечение
включает в себя адаптацию, совершенствование и разработку ТСО, используемых для передачи
информации учащимся, обратной связи от учащихся к преподавателю, контроля знаний,
организации самостоятельных занятий, обработки и документирования информации. Но даже
сверхсовременные ТСО не обеспечат необходимого эффекта, если они будут использоваться
неумело, без необходимой методической подготовки и разработки дидактических материалов, с
нарушением эргономических и психолого-педагогических требований, с необоснованным
расширением областей их применения, т. е. методически неграмотно.
Большое значение имеет организационное обеспечение ТСО в образовательных
учреждениях - их обслуживание и поддержание в рабочем состоянии, модернизация и
своевременная замена оборудования. Одна из причин слабого использования ТСО многими
учителями и воспитателями дошкольных учреждений состоит в том, что в их составе много
НИТ и ТСО
5
женщин, плохо разбирающихся в технике, да и не все учителя-мужчины, особенно с
гуманитарным образованием, умеют обеспечить техническую работоспособность подобных
средств обучения. Боязнь технической сложности аппаратуры и затруднений, возникающих при ее
неисправности, является сильнейшим психологическим барьером для широкого использования
ТСО. И чем современнее и дороже по цене они становятся, тем менее охотно многие учителя
склоняются к их использованию. Поэтому необходимо не только знакомить будущего педагога с
ТСО и методикой их использования на занятиях по данному курсу, но и активно вовлекать ТСО во
все виды педпрактики студентов, давать разнообразные практические задания по их применению.
Степень применения ТСО зависит от характера преподаваемой дисциплины,
подготовленности и интересов учащихся, формы занятий, склонностей и пристрастий самого
преподавателя, наличных средств, программно-методического обеспечения. Возможны условно
выделяемые три уровня использования ТСО: эпизодический, систематический и синхронный. На
эпизодическом уровне ТСО используются учителем от случая к случаю. Систематический
позволяет значительно расширить объем изучаемой информации и разнообразие ее представления
для восприятия, когда учитель продуманно и последовательно включает ТСО в процесс
преподавания. Синхронный уровень предполагает практически непрерывное сопровождение
изложения материала применением ТСО на протяжении всего занятия или значительной его
части.
Однако при любой степени технизации учебного процесса ведущая и решающая роль
принадлежит преподавателю, а ТСО, даже в самых современных вариантах, всегда будут лишь
его помощником. Самый высокий уровень технизации учебно-воспитательного процесса не
заменит положительного влияния личности преподавателя на обучение и воспитание личностных
качеств учащихся.
Все вышеизложенное определяет место и значение изучения ТСО и ВТ (вычислительной
техники) и методики их использования в процессе профессиональной подготовки будущих
воспитателей и учителей, которым предстоит работать в современном информационном обществе.
Они должны прослушать специальный курс, цель которого сделать компетентным каждого
выпускника педагогического учебного заведения в области применения НИТО.
В результате изучения курса ТСО студенты должны:
- получить представление о состоянии и перспективах применения ТСО и компьютеров в
учебно-воспитательном процессе образовательных учреждений разных типов;
- научиться рационально использовать разные виды ТСО в учебном и воспитательном
процессах на основе общепедагогических и психологических требований, анализировать и
обобщать опыт использования ТСО;
- научиться пользоваться программными педагогическими продуктами (ППП);
- уметь разрабатывать планы учебных и воспитательных занятий с использованием ТСО и
проводить их;
- уметь анализировать учебные и воспитательные занятия с использованием ТСО и
компьютеров;
- уметь использовать ТСО и компьютеры для упрощения труда по сбору, обработке,
сохранению и передаче информации;
- уметь подготовить презентации и микропрезентации экранных наглядных материалов;
- уметь изготовлять раздаточный материал, подбирать программное обеспечение и задания
для индивидуальной работы учащихся;
- уметь фиксировать элементы образовательного процесса с помощью современных средств
видеосъемки, фотографирования;
- уметь находить необходимую в учебном процессе информацию в мировой
информационной системе;
использовать НИТО для развития собственных творческих способностей, удовлетворения
познавательных и профессиональных потребностей;
- знать правила эксплуатации технической аппаратуры, санитарно-гигиенические
требования и требования пожарной безопасности и техники безопасности при использовании
ТСО.
НИТ и ТСО
6
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ И ИХ
ХАРАКТЕРИСТИКА
§ 1. Классификация технических средств обучения
Технические средства обучения - совокупность технических устройств с дидактическим
обеспечением, применяемых в учебно-воспитательном процессе для предъявления и обработки
информации с целью его оптимизации. ТСО объединяют два понятия: технические устройства
(аппаратура) и дидактические средства обучения (носители информации), которые с помощью
этих устройств воспроизводятся.
В англоязычных источниках ТСО называют аудиовизуальными средствами, которые
делятся на жесткие (hardware) и мягкие (software). К жестким относятся магнитофоны,
проекторы, телевизоры, компьютеры, к мягким - носители информации: грампластинки,
магнитная лента, магнитные и оптические диски, слайды, кинофильмы.
Классифицировать технические средства обучения сложно в силу разнообразия их
устройства, функциональных возможностей, способов предъявления информации. Перечислим их
основные классификации:
1) по функциональному назначению (характеру решаемых учебно воспитательных задач);
2) принципу устройства и работы;
3) роду обучения;
4) логике работы;
5) характеру воздействия на органы чувств;
6) характеру предъявления информации.
По функциональному назначению ТСО подразделяют на технические средства передачи
учебной информации, контроля знаний, тренажерные, обучения и самообучения,
вспомогательные. Кроме того, существуют технические средства, совмещающие функции
различного назначения - комбинированные.
Технические средства передачи информации, диапроекторы, графопроекторы,
эпипроекторы, магнитофоны, радиоустановки, музыкальные центры (аудиосистемы),
проигрыватели, радиоузлы, кинопроекторы и киноустановки, телевизоры, видеомагнитофоны,
ПЭВМ и т. п. Отличительной особенностью всех этих технических устройств является
преобразование информации, записанной на том или ином носителе, в удобную для восприятия
форму.
Технические средства контроля объединяют всевозможные технические устройства и
комплексы, позволяющие по определенной программе и заданным критериям с той или иной
степенью достоверности оценивать степень усвоения учебного материала. С этой целью
используются как старые модификации устройств типа «АМК-2», так и новейшие компьютерные
технологии. Контролирующие ТСО бывают индивидуальные и групповые. Они отличаются типом
обучающих программ и методом ввода ответа учащихся. По степени сложности ТСО контроля
знаний варьируются от простых карт, кассет и билетов автоматизированного контроля до
специальных компьютерных программ. Однако применение этих устройств, как показала
практика, целесообразно лишь в узких пределах и не может заменить непосредственные контакты
учителя с учащимися во время анализа и оценки результатов их работы.
Технические средства обучения и самообучения обеспечивают предъявление учебной
информации обучаемым по определенным программам, заложенным в технические устройства, и
самоконтроль усвоения знаний. Такие программы подают учебный материал в виде небольших
доз, после каждой из которых следует контрольный вопрос. Скорость усвоения материала
устанавливается в зависимости от индивидуальных возможностей, потребностей и способностей
обучаемого. Обучающие программы бывают линейные, разветвленные и комбинированные.
Линейные программы не зависят от правильности ответа по каждой порции материала.
Разветвленные программы дают возможность продвигаться по ним только при условии
правильного ответа. Если ответ ошибочный, обучаемый возвращается программой к предыдущему
материалу до тех пор, пока не будут ликвидированы возникшие пробелы в знаниях и не получены
НИТ и ТСО
7
правильные ответы при каждом предъявлении проверяющих вопросов. Комбинированные
программы, как ясно из их названия, сочетают оба варианта.
Тренажерные технические средства - специализированные учебно-тренировочные
устройства, которые предназначены для формирования первоначальных умений и навыков.
Использование тренажеров в обучении основано на применении специально разработанных
программ действий, составляемых на основе процесса моделирования осваиваемой деятельности.
Особенно широко используются в процессе обучения техническим специальностям.
Вспомогательные технические средства объединяют средства малой автоматизации
(механизации) и аппараты, используемые для вспомогательных целей: движущиеся ленточные
классные доски, устройства для перемещения карт, плакатов; устройства дистанционного
управления комплексами ТСО и затемнением предметных кабинетов; радиомикрофоны,
микрофонную проводную технику, усилители, полиэкраны, электронные доски и т. п.
К комбинированным техническим средствам (универсальным), выполняющим
несколько функций, относятся лингафонные устройства, замкнутые учебные телевизионные
системы, компьютерные системы.
По принципу устройства и работы ТСО бывают механические, электромеханические,
оптические, звукотехнические, электронные и комбинированные.
По роду обучения выделяют технические устройства индивидуального, группового и
поточного (для больших групп обучаемых, например, в вузах для целого потока) пользования.
По логике работы ТСО могут быть с линейной программой работы, т. е. не зависеть от
обратной связи, и с разветвленной программой, обеспечивающей различные режимы работы в
зависимости от качества и объема обратной связи.
По характеру воздействия на органы чувств выделяют визуальные, аудиосредства и
аудиовизуальные ТСО.
По характеру предъявления информации ТСО можно разделить на экранные, звуковые и
экранно-звуковые средства.
К средствам обучения предъявляют разносторонние требования:
функциональные, педагогические, эргономические, эстетические, экономические.
Функциональные - способность аппаратуры обеспечивать необходимые режимы работы
(громкость и качество звучания; вместимость кассет аудиовизуальных средств, достаточная для
проведения занятия с минимумом перезарядок; универсальность прибора).
Педагогические - соответствие возможностей технического средства тем формам и
методам учебно-воспитательного процесса, которые согласуются с современными требованиями.
Эргономические - удобство и безопасность эксплуатации; минимальное количество
операций при подготовке и работе с аппаратом; уровень шума; удобство осмотра, ремонта,
транспортирования.
Эстетические - гармония формы (наглядное выражение назначения, масштаб,
соразмерность); целостность композиции, товарный вид.
Экономические - относительно невысокая стоимость при высоком качестве и
долговечности технических средств.
Функции
ТСО
в
учебно-воспитательном
процессе
многообразны.
Они
взаимодополняющие, взаимообусловленные, и выделение их достаточно условно. Не все функции
могут быть присущи тому или иному ТСО в полном объеме.
Первая из функций ТСО - коммуникативная, функция передачи информации.
Вторая - управленческая, предполагающая подготовку учащихся к выполнению заданий и
организацию их выполнения (отбор, систематизация, упорядочивание информации), получение
обратной связи в процессе восприятия и усвоения информации и коррекцию этих процессов.
Третья - кумулятивная, т. е. хранение, документализация и систематизация учебной и
учебно-методической информации. Это осуществляется через комплектование и создание фоно- и
видеотек, накопление, сохранение и передачу информации с помощью современных
информационных технологий.
Четвертая - научно-исследовательская функция, связана с преобразованием получаемой с
помощью ТСО информации учащимися с исследовательской целью и с поиском вариантов
использования технических средств обучения и воспитания педагогом, моделированием
содержания и форм подачи информации.
НИТ и ТСО
8
§ 2. Экранные средства обучения и воспитания
В предыдущем параграфе было показано многообразие существующих видов ТСО. Чтобы
не упустить каких-либо существенных характеристик технических средств обучения, соединим
два типа классификаций: по характеру предъявления (экранные, звуковые и экранно-звуковые
средства и аппаратура); по функциональному назначению (комбинированные средства компьютеры, мультимедийная аппаратура, аудиторные технические комплексы и группа
вспомогательных ТСО). Начнем с рассмотрения экранных средств обучения и воспитания.
Проекция (от лат. projecto - выбрасываю вперед) – оптическое изображение объекта
увеличенного размера на рассеивающей поверхности, служащей экраном.
Неподвижное (статическое) изображение на экране можно получить двумя способами
проекции: диапроекцией и эпипроекцией. Подвижное изображение - это кинопроекция немого
кино и неозвученных анимационных фильмов.
Различают проекции диаскопическую и эпископическую, плоскую, стереоскопическую и
голографическую, статическую и динамическую.
При диаскопической проекции изображение на экране создается световыми лучами,
проходящими сквозь прозрачный носитель информации.
При эпископической проекции изображение на экране создается световыми лучами,
отражаемыми и рассеиваемыми непрозрачными источниками информации.
Плоская проекция обеспечивает получение двухмерного изображения соответствующего
объекта.
Стереоскопическая (от греч. stereos - объемный, пространственный) проекция обеспечивает
получение изображения, создающего иллюзию объемности объекта, пространственности
наблюдаемой картины.
Носителями информации для стереоскопической проекции служат плоские цветные или
черно-белые стереопары – совокупность двух изображений одного и того же объекта (как
правило, на прозрачной основе), полученных с двух ракурсов.
Голографическая (от греч. holos - весь, полный и grapho - пишу) проекция обеспечивает
получение объемного изображения объекта.
Для голографической проекции носителями информации служат голограммы зафиксированные излучения, рассеиваемые объектом, на плоской (как правило, прозрачной)
основе.
К числу статических экранных средств обучения и воспитания относятся диапозитивы,
диафильмы, транспаранты, эпиобъекты. В настоящее время в некоторых пособиях их называют
видеограммами, определяя их как визуальный образ, предназначенный для представления
учебной информации посредством проекции.
Диапозитивы (слайды) (от греч. dia - через и лат. positivus - положительный) фотографическое позитивное изображение на прозрачной основе (стекло, пленка),
рассматриваемое на просвет или проецируемое на экран, предназначенное для учебных и
воспитательных целей. Могут быть черно-белые и цветные, озвученные и неозвученные.
По характеру изображений диапозитивы бывают штриховые и полутоновые. На штриховых
диапозитивах изображение выполняют линиями, штрихами, точками и сплошной заливкой. Так
выполняют схемы, чертежи, штриховые рисунки, таблицы, текст. Полутоновые диапозитивы - это
фотографии, рисунки, выполненные карандашом с растушевкой, тушью, пастелью с плавным
переходом от затемненных участков к свету. Они имеют постепенные переходы от теней к свету с
обилием промежуточных полутонов.
Диапозитивы могут быть выполнены на стеклянной или пленочной основе. Достоинство
стекла - отсутствие коробления нагреваемого во время демонстрирования диапозитива.
Недостатки - хрупкость, плохая транспортабельность и большая масса.
Диапозитивы подразделяются на крупноформатные, рассматриваемые невооруженным
глазом на просвет, и малоформатные для показа с помощью проекционных аппаратов.
Крупноформатные диапозитивы используют для оформления классных комнат и рекреаций
образовательных учреждений в виде витражей, подсвечиваемых стендов. Их наклеивают на
защитное стекло, реже - окантовывают между стеклами.
НИТ и ТСО
9
Применять диапозитивы в просветительных целях начали во второй половине XIX в.
Демонстрировали их проекционным («волшебным») фонарем, изобретенным еще в 1640 г.
физиком Афанасием Кирхером. В книге Н. И. Борисова «Волшебный фонарь в народной школе»,
опубликованной в 1869 году, указывалось, что стеклянные диапозитивы, которые
демонстрировались при помощи проекционного фонаря, использовались не только в высших
учебных заведениях, но также в полковых учебных командах и народных школах.
Виднейшие профессора Московского университета К.А.Тимирязев, Н. Е. Жуковский и
другие сопровождали свои лекции показом диапозитивов. Учителя и земские деятели
использовали «волшебный» фонарь А. Кирхера для публичных лекций в самых глухих деревнях
России. Такие сеансы «туманных картин» обычно собирали столько народа, что тесные классы
школы не могли вместить всех желающих.
В начале века в Москве уже существовало производство черно-белых и раскрашенных
учебных диапозитивов по предметам школьной программы. В 1904-1905 годах появились первые
диафильмы на целлулоидной пленке. Широкое применение они нашли в советской школе. В
системе наглядных средств им отводят как самостоятельную, так и вспомогательную роль в
качестве средства, уточняющего понятия, получаемые с помощью других технических средств кино- и видеофильмов, теле- и радиопередач.
Работа в классе с диапозитивами во многом подобна работе с учебной настенной картиной.
Но в отличие от последней диапозитив имеет свои преимущества: спроецированный на экран, он
образует большую световую картину, позволяющую ученикам, сидящим в конце класса, детально
рассмотреть изображение. Диапозитив можно задержать на экране столько времени, сколько
необходимо учителю.
Для успешного усвоения содержания диапозитива изображение не должно быть
перегруженным малосущественными деталями, загромождающими картину и отвлекающими
внимание учеников от главного.
Текст диапозитива должен быть лаконичен. Он дает понятие о том, что изображено в кадре,
не раскрывая его содержания в подробностях. Такой текст удобен для использования
диапозитивов по отдельности. Иногда в диапозитивной серии делается попытка излагать ее
содержание от кадра к кадру в виде связного текста, предполагающего показ всей серии именно в
том порядке, который предусмотрен ее автором.
Диапозитивный фильм, или сокращенно диафильм (от англ. film пленка), - это серия
черно-белых или цветных диапозитивов, объединенных в единое произведение и отпечатанных на
кинопленке в определенной последовательности. Только при просмотре кадров диафильма в той
последовательности, как это задумано автором, можно получить необходимый учебный,
воспитательный и эмоциональный эффект. На ленте обычно монтируют от 25 до 45 кадров.
Диафильмы бывают с размером кадра 18 х 24 мм или 24 х 36 мм. Диафильмы также бывают
озвученные и неозвученные. Диафильм можно считать переходным наглядным средством
обучения от статической световой картины к кинофильму. Только в диафильме кадр несет
большую смысловую нагрузку, нередко отражая то, что по смыслу в динамических кинокадрах
равноценно эпизоду или небольшой сцене. Как и в кинофильме, в диафильме часто одни кадры
раскрывают замысел, тему произведения, другие служат монтажными (связующими) звеньями,
помогающими глубже раскрыть содержание основных кадров, например, путем укрупнения
существенных для понимания содержания деталей предыдущего кадра.
При изготовлении диафильмов используют различные приемы монтажа, внутрикадрового
построения изображения, композиции кадра. Монтаж обеспечивает выделение сущности,
наиболее важного, главного в объекте или явлении. Он несет определенную идею, мысль, причем
раскрывает ее в движении, становлении. В учебном процессе монтажное сочетание кадров
диафильма, как и кинофильма, служит инструментом формирования мысли ученика.
Текст в диафильме играет значительно большую роль, чем в серии диапозитивов. Он
раскрывает идею и содержание произведения, смысловые связи, поясняет, помогает лучше
воспринимать зрительные образы. Увязывая предыдущий кадр с последующим и будучи тесно
связан с изображением, текст служит как бы элементом монтажа, в целом образуя законченное,
самостоятельное литературное произведение. В силу ограниченности места в кадре язык текста
предельно лаконичен и выразителен. В ряде диафильмов в конце или через определенные порции
НИТ и ТСО
10
материала (что гораздо целесообразнее в большинстве случаев) предлагаются вопросы и задания
для проверки усвоения материала учениками.
Учитель или воспитатель, выбирающий диафильм, обращает внимание на взаимосвязь
текста и изображения, учитывает, насколько они помогают друг другу раскрывать содержание.
Плохо, когда в тексте говорится о действии, не отраженном в кадрах. В этом случае содержание
диафильма усваивается хуже и дети не всегда улавливают все взаимосвязи.
В свою очередь, и изображение часто выходит за рамки иллюстрируемого текста, углубляя
содержание произведения и акцентируя внимание зрителя на том, что автор упоминает лишь
вскользь. В художественных диафильмах кроме повествовательного текста используют и прямую
речь. Диалоги оживляют диафильм, заставляют его персонажей играть, что повышает
эмоциональное воздействие произведения, придает действию динамичность.
Сюжет в диафильмах развертывается не так постепенно, как в кинофильме. В нем
ощущаются смысловые пропуски, скачки в изобразительной части. Пропущенные эпизоды
зритель восполняет мысленно. Чтобы легче, безболезненнее проходил этот процесс восполнения
отсутствующих звеньев в цепи повествования, в диафильме слово и изображение постоянно
передают ведущую роль: в одних кадрах главенствует в развитии сюжета изображение, в других
текст. Поэтому существуют также диафильмы, где текст дается в кадрах или в сопроводительной
брошюре, и диафильмы с записью текста и музыки на грампластинке или магнитной пленке (для
их воспроизведения используют обычную проекционную аппаратуру, электропроигрыватель или
магнитофон).
Применяются в диафильмах и целиком текстовые кадры без изображения, или титры.
Прибегают к ним, когда содержание не поддается иллюстрированию. Обычно они совпадают с
паузами при переходе от одной сюжетной линии к другой, развивающейся параллельно. Часто
диафильм начинается со вступительного титра, знакомящего со сведениями общего порядка,
рисующими историческую обстановку или географическое положение местности, где
развертывается событие, и т. п.
К сожалению, прекрасное дидактическое средство обучения и воспитания, каким является
диафильм, активно вытесняется современными ТСО с другими носителями информации. Между
тем диафильмы до сих пор являются самым распространенным ТСО, которым наиболее широко и
охотно пользуются учителя на всех ступенях школьного обучения и воспитатели дошкольных
учреждений. Диафильмы всегда были недорогими, доступными, выпускались в большом
количестве и самой разнообразной тематики, жанра и назначения. Проста в пользовании и
аппаратура для их трансляции. Во многих образовательных учреждениях страны бережно
сохраняют накопленные фонотеки и фильмоскопы, которые могут еще использоваться
определенное время, но без восполнения и обновления скоро сойдут на нет.
Создать серию диапозитивов или диафильм доступно каждому учителю и воспитателю,
владеющему элементарными знаниями и навыками по технике фотосъемки и обработки
фотоматериалов. Дополнительных знаний тут потребуется очень немного. Если невозможно снять
объект на натуре, то подбирают изобразительный материал из имеющихся фотографий, рисунков,
схем, хороших репродукций картин, качественных иллюстраций из книг и т. п. Кроме
изобразительного материала надо подготовить текст. Работать над текстом для серий
диапозитивов еще проще, чем над текстом для диафильмов, так как диапозитивы требуют лишь
лаконичных подписей, в которых указывается, что изображено. В сюжетной серии текст сложнее,
поскольку он должен связывать отдельные диапозитивы единой сюжетной линией. Так как в
диафильме кадры еще теснее
связаны текстом, предварительно разрабатывают
кадроплан,содержащий текст к каждому кадру позитивного процесса. Современная цветная
фотография позволяет получать многокрасочные картины на большом экране.
Центр наглядных средств обучения (Москва) распространяет диафильмы из фонда студии
«Диафильм». Предлагаемые им наборы слайдов и транспарантов обеспечены методическими
рекомендациями в помощь преподавателям математики, биологии, географии, физики, химии,
истории, МХК, предметов начальной школы.
Транспаранты (кодопособия) - изображена на фолиях - прозрачной термоустойчивой
пленке, выполняемые полиграфическим и фотографическим способами или напечатанные на
принтере, ксероксе. Размеры кадров транспарантов широко варьируются. Максимальные размеры
кадров ограничиваются площадью стола графопроектора - 142 х 103 мм, 250 х 250 мм.
НИТ и ТСО
11
Применяют транспаранты, состоящие из одного кадра или серии 2-6 накладывающихся
один на другой кадров (многослойные) или смонтированные на непрерывной прозрачной ленте
шириной 260 мм и длиной до 30 м. Серии бывают трех видов: одни предназначены для
демонстрации способом наложения, другие – способом снятия, третьи - способом кашетирования
(каширования), смещения. Серия накладывающихся транспарантов позволяет создать на экране
как целостный образ из составляющих его частей или воспроизвести процесс и представить
изучаемое явление в развитии, так и выделить эти составляющие части путем последовательного
снятия транспарантов. Кашетирование - способ, при котором на транспаранте, содержащем
сложный рисунок или схему, закрывают большинство деталей любым непрозрачным материалом
(шторками), а затем, постепенно снимая прикрытия, усложняют рисунок, выводя на экран новые
элементы.
Использование прозрачной ленты освобождает преподавателя от работы с доской.
Находясь лицом к аудитории, он фломастером, стеклографом или шариковой ручкой (при
хорошем качестве пленки) делает необходимые записи и графические изображения. Можно до
урока прорисовать простым карандашом контуры наиболее сложных рисунков, схем.
Используются в образовательных учреждениях и самодельные транспаранты,
изготовляемые на полиэтиленовой, лавсановой, диацетатной и другой пленке с помощью
фломастеров, туши, чернил, пастельных или стеклографических карандашей. Схемы, тексты,
рисунки, чертежи учитель может заготовить заранее или выполнить в процессе урока.
Кодопособие может быть выполнено в виде прозрачной модели из пленки или тонкого
оргстекла различных расцветок.
§ 3. Технические устройства экранной статической проекции
Проекционные аппараты - оптические устройства, образующие на экране увеличенные
изображения различных объектов.
Источником света в проекционных аппаратах служит специальная электрическая лампа
накаливания - проекционная лампа.
Зеркальный отражатель, или рефлектор (от лат. reflecto - загибаю назад, поворачиваю) вогнутое сферическое зеркало для отражения световых лучей.
Конденсор (от лат. condenso - уплотняю, сгущаю) – оптическая система, которая
собирает расходящиеся лучи, испускаемые проекционной лампой, и обеспечивает равномерное
освещение объекта проекции. В проекционных аппаратах встречаются конденсоры, состоящие из
двух или трех линз различного диаметра и кривизны поверхности.
Проекционный объектив (от лат. objectus - предмет) – линзовая оптическая система для
получения на экране увеличенного резкого изображения предмета. Основные характеристики
объективов: фокусное расстояние, относительное отверстие. Объективы для проекционных
аппаратов подразделяют на короткофокусные, нормальные и длиннофокусные.
Проекционная лампа, зеркальные отражатели, конденсор и объектив образуют
осветительно-проекционную систему проекционного аппарата. Механическая часть аппарата
служит для фиксации объектов проекции относительно осветительно-проекционной системы,
обеспечения смены объектов проецирования и требуемой длительности их пребывания на экране.
Качество получаемого на экране изображения при использовании проекционных аппаратов
любого типа зависит от величины создаваемого проектором светового потока, качества оптики,
размеров кадрового окна, расстояния до экрана, угла наклона оси проецирования, цветности, от
тщательности исполнения носителей информации, отражающей способности, угла наклона и
степени боковой засветки экрана (рис. 4).
Световой поток - основная характеристика проектора любого типа. Световой поток
оценивает мощность оптического излучения по вызываемому им световому ощущению и
измеряется в люменах (лм).
Фокусными расстояниями оптической системы проектора называют расстояния от его
главных точек до соответствующих им фокусов.
Ограниченное определенными размерами изображение объекта на носителе информации
называется кадром (от франц. cadre, буквально - рама). Ширина и высота кадрового окна
проектора обозначаются соответственно a и b.
НИТ и ТСО
12
В большинстве школьных проекционных аппаратов (графопроекторах, диапроекторах,
эпипроекторах, кинопроекторах и т. п.) устанавливают кварцевые галогенные малогабаритные
(КГМ) лампы накаливания (например, КГМ 12-100, КГМ 24-150, КГМ 220-500 и др.). Эти лампы
обладают рядом преимуществ перед обычными лампами накаливания: у них практически
постоянны в течение всего срока службы световой поток и цветовая температура; более высокая
световая отдача (при одинаковой мощности и одинаковой цветовой температуре); больший срок
службы и значительно меньшие размеры; большая механическая прочность.
Основная часть лампы - вольфрамовая нить накала – заключена в кварцевой колбе
небольших размеров. Колба наполнена газом с небольшим добавлением йода или другого
галогена. Для вводов в галогенной лампе используют молибденовую фольгу или проволоку,
которую впаивают в кварц. Максимальная температура молибденовых вводов в этих лампах не
должна превышать 350 °С, так как при более высокой температуре молибден окисляется, кварц
может лопнуть и лампа выйдет из строя. Эту особенность кварцевых галогенных ламп следует
учитывать при эксплуатации: их не рекомендуется применять без принудительной вентиляции,
которую чаще всего осуществляют электрическим вентилятором.
В работе с этими лампами следует соблюдать еще одну предосторожность: баллон лампы
нельзя брать незащищенными руками, потому что отпечатки пальцев загрязняют поверхность
лампы, вызывают ее затемнение, а следовательно, уменьшение полезного светового потока и
преждевременный выход лампы из строя.
Маркировка проекционных ламп наносится на цоколь
баллона. Она состоит из букв и двух групп цифр, обозначающих
тип лампы, напряжение накала и потребляемую мощность.
Например:К-30-400 - это кинопроекционная лампа с напряжением
накала 30 В и мощностью 400 Вт; ПЖ-220-500 - это прожекторная
лампа (для эпипроекторов) с напряжением накала 220 В и
мощностью 500 Вт;КГМ-12-150 - это кварцевая галогенная
малогабаритная лампа с напряжением накала 12 В и мощностью
150 Вт.
Качество проекционного аппарата зависит не только от
источника света, но и от использования излучаемого им света. С
целью лучшего использования света увеличивают угол захвата, т.
е. добиваются, чтобы осветительная система аппарата захватывала
возможно большую часть светового потока, создаваемого источником света.
рис. 5. Схема кодопроекции: (1 - рефлектор; 2 - источник света; 3 - теплофильтр; 4 - линза
Френеля;5 - объектив с зеркалом; 6 – экран)
Осветительно-проекционная система всех типов диапроекторов (кроме кодоскопов)
расположена горизонтально, а объект проекции (диапозитив) расположен вертикально. Световой
поток от проекционной лампы, отраженный рефлектором, проходит через конденсор, кадровое
окно с диапозитивом и объектив, образуя на экране увеличенное изображение объекта.
НИТ и ТСО
13
Особую схему диапроекции имеют кодоскопы (графопроекторы). Осветительнопроекционная система кодопроектора расположена вертикально, а объект проекции горизонтально. Световой поток от проекционной лампы отражается рефлектором вертикалью
вверх, проходит через конденсор (линза Френеля) и предметный столик с кодопозитивом,
попадает в объектив с поворотным зеркалом и формирует на экране увеличенное изображение
объекта (рис. 5).
Первый проектор, как уже упоминалось, появился в 1640 г. Его изобрел немецкий физик и
математик, монах Афанасий Кирхер (1601-1680). В латинском трактате «Великое искусство света
и тени» А. Кирхер назвал свой аппарат «волшебный фонарь» (Laterna magica). Аппарат позволял
создавать теневые проекции изображений людей, животных или предметов, вырезанных из
картона. Источником света служила свеча.
В 1839 г. французский художник Л. Дагер изобрел фотографию. Это позволило
демонстрировать изображения на стеклянных диапозитивах. В проекторах конца XIX в. в качестве
источника света уже использовались электрические лампы двух типов: угольная лампа
накаливания (изобретатель - русский электротехник А.Н.Лодыгин (1847-1923) и дуговая лампа,
или «свеча Яблочкова» (изобретатель - русский электротехник П.Н.Яблочков (18471894). Лампа
накаливания была изобретена в 1872 г., а дуговая в 1875 г. В 1879 г. лампа накаливания была
значительно усовершенствована Т. Эдисоном, который заменил уголь в лампе на вольфрамовую
нить; лампа почти без изменений применяется в современных проекторах.
Проекционную аппаратуру различают в зависимости от того, какое пособие используют
для получения изображения на экране.
1-я группа. Аппараты для демонстрации диапозитивов. Кадропроекторы - только для
демонстрации диапозитивов (слайдов). Универсальные диапроекторы - для диапозитивов и
диафильмов. Эпидиаскопы - для диапозитивов и эпипособий.
2-я группа. Аппараты для демонстрации диафильма. Это фильмоскопы и универсальные
диапроекторы.
3-я группа. Аппараты для проекции эпипособий: эпипроекторы и эпидиаскопы,
специальные видеокамеры.
4-я группа. Аппаратура для демонстрации кодопособий - кодоскопы (графопроекторы,
оверхеды).
По степени автоматизации процессов фокусирования и смены кадров различают
проекторы с полностью автоматическим устройством, с полуавтоматическим и неавтоматическим
управлением.
Аппараты с полностью автоматическим устройством работают без оператора
(учителя) по заданной программе (от реле времени, программного устройства или магнитофона) и
оснащены автофокусирующим устройством.
Первыми отечественными аппаратами такого типа стали диапроекторы «Диана-207»,
«Пеленг-700АФ». Последний имеет световой поток до 700 лм, дистанционное управление,
сменные объективы, приставку для диафильмов, автоматический привод, таймер, автофокус,
систему выбора диапозитивов. В автоматическом режиме; слайды демонстрируются с интервалом
30 с. После показа последнего слайда кассета возвращается в исходное положение. Затемнения
помещения не требуется.
Автоматическими называют аппараты, в которых отработка процесса смены кадров,
подфокусировка производятся механизмами с собственными приводными устройствами при
подаче соответствующих команд. К ним относят диапроектор «Свитязь-авто», модификации
«Протона», «Пеленг-500А», «Пеленг-500АФ», «Пеленг-700АД», «Пеленг-700ИК» и «Пеленг-800».
Технические характеристики: охлаждение принудительное, световой поток от 350 до 500 лм,
дистанционное управление фокусировкой и сменой кадров,; таймер, прямое и обратное движение
кадров. Диапроектор «Протон» позволяет демонстрировать слайды по заданной программе,
синхронизированной с фонограммой магнитофона. Диапроектор. «Диана-205» имеет пульт
дистанционного управления с сенсорными контактами и механизм изменения мощности светового
потока в пределах от 0 до 500 лм.
Полуавтоматическими называют аппараты, в которых отработка процессов смены кадров
осуществляется механизмами при управлении или при контроле оператора (учителя). К
полуавтоматическим относятся диапроекторы «Свитязь», «Свитязь-М», «Пеленг500К». Такой
НИТ и ТСО
14
диапроектор имеет световой поток до 350 лм, ручной привод и принудительное охлаждение. При
демонстрации диапозитивов требуется частичное затемнение помещения. Диапроектор «СвитязьМ» снабжен приставкой для демонстрации диафильмов.
Неавтоматические аппараты те, в которых учитель управляет сам всеми процессами. К
этим аппаратам относятся диапроектор «Экран», различные модификации диапроектора «Свет» и
др., а также графопроекторы «Лектор-2000», «Пеленг-2400» и др.
Среди традиционных и до сих пор довольно распространенных по образовательным
учреждениям диапроекторов можно назвать разные модификации «Свитязя» и «Протона».
Диапроектор «Свитязь» предназначен для демонстрирования цветных и черно-белых
диапозитивов, установленных в рамках 50 х 50 мм.
На рис. 6 приведен общий вид диапроектора, где: 1 - толкатель; 2 - кнопка для включения
проекционной лампы; 3 - кассета; 4 ручка для точной наводки объектива на резкость; 5 - съемная
крышка
диапроектора;
7
проекционный объектив. Съемная
крышка крепится на диапроекторе
винтом 6. Диапроектор снабжен
ножкой 8, при помощи которой
изменяют положение изображения
на экране по вертикали. Внутри
корпуса
смонтированы
лампа
накаливания галогенного типа КГМ
24-150 напряжением 24 В и
мощностью 150 Вт, зеркальный
отражатель,
трехлинзовый
конденсор с теплофильтром, проекционный объектив «Триплет» с фокусным расстоянием 78 мм и
относительным отверстием 1:2,8, расположенным в объективодержателе, электродвигатель с
вентилятором и трансформатором. На дне корпуса находится предохранитель типа ВП-1-2 А.
Кассета рассчитана на 36 диапозитивов, которые подаются в кадровое окно вручную
толкателем. При установке диапозитива в кадровое окно передвигают толкатель вперед от себя.
Для смены диапозитива необходимо полностью выдвинуть толкатель до упора на себя. При этом
диапозитив возвращается из кадрового окна в кассету, а кассета перемещается вперед, тем самым
подготавливая очередной диапозитив для проекции. Это позволяет ввести следующий диапозитив
в кадровое окно при движении толкателя в обратном направлении. Кассету устанавливают на
диапроектор при заранее вытянутом до упора толкателе. Диапозитивы укладывают в кассету
эмульсионным слоем к источнику света с изображением, перевернутым на 180°.
§ 4. Звуковые и экранно-звуковые средства обучения и воспитания
Звук - это колебания воздуха, воздействующие на орган слуха человека. Впервые запись и
воспроизведение звука осуществил выдающийся американский изобретатель Томас Эдисон в 1877
г. Он изобрел фонограф - восковой валик, на котором игла фонографа при вращении валика
оставляла звуковую дорожку. Звуковые колебания передавались на иглу от мембраны,
находящейся в рупоре. Так осуществлялась запись звука. Для воспроизведения звука
использовался тот же валик, покрытый путем электролиза металлом. Игла фонографа, двигаясь по
канавке, передавала колебательные движения на мембрану и рупор. Так воспроизводился звук.
Этот способ записи звука называется механическим. В дальнейшем он был значительно
усовершенствован.
В 1888 г. была изобретена грампластинка, и на смену фонографу пришел граммофон. Его
изобрел немецкий инженер Эмиль Берлинер. Ему удалось устранить такой недостаток фонографа,
как невозможность тиражирования записей. Он отделил запись звука от воспроизведения и создал
матрицу для штампования грампластинок.
В это же время французский инженер Шарль Кро предложил портативный вариант
граммофона - патефон. Его выпускала в Париже фирма «Пате» (отсюда и название - патефон).
К концу XIX столетия начался век электричества, и в связи с этим изобретатели вели
активные поиски новых способов записи звука. В 1888 г. знаменитый русский физик А. Г.
Столетов создал первый в мире фотоэлемент. Это открытие позволило русскому ученому А. Ф.
НИТ и ТСО
15
Викшемскому разработать в 1889 г. аппарат для оптической записи звука на светочувствительной
ленте. Суть изобретения - в преобразовании звуковых колебаний в электрические и затем - в
переменные световые. При освещении таким модулированным светом фотобумаги получается
фотографическая фонограмма. Затем был найден способ воспроизведения звука с
фотографической фонограммы. Его предложил в 1900 г. русский инженер И. Л. Поляков.
В 1928 г. русские ученые П.Г.Тагер и А.Ф.Шорин разработали фотографический способ
записи звука на кинопленке. Это изобретение способствовало созданию и развитию звукового
кино.
Третий способ записи и воспроизведения звука - магнитный. Его изобрел датский физик
В.Паульсен в 1898 г. Он предложил записывать звук на стальную проволоку. Магнитный способ
основан на свойстве ферромагнитных материалов намагничиваться под воздействием магнитного
поля и сохранять состояние намагниченности при снятии магнитного поля.
В 1928 г. было предложено вместо проволоки использовать бумажную ленту, на которую
наносили порошок окиси железа. В дальнейшем бумагу заменили лентой с хлопчатобумажной или
лавсановой основой. Такая лента применяется и в современных магнитофонах.
Четвертый способ записи и воспроизведения звука основан на лазерной технологии,
реализующей цифровую систему записи и воспроизведения звука. Возможность создания лазера
обосновали в 1958 г. американские физики - лауреаты Нобелевской премии Чарльз Таунс и Артур
Шавлов.
Новый вид грампластинки - оптический компакт-диск для лазерного проигрывателя
появился в США в 1983 г. Вначале это были диски для воспроизведения звука (аудиодиски), а
затем, через год, появились видеодиски новой конструкции, вмещающие 250 тыс. страниц текста
(что равно объему 500 книг). Следует отметить, что производство таких уплотненных средств
(медиа) обходится в 5 раз дешевле, чем печатание книг с эквивалентным количеством
информации.
Необычные возможности лазерной технологии способствовали прогрессу в области
создания новейших средств обучения, таких как интерактивное видео, технология
телекоммуникаций (телеконференции), технология на компактных дисках, технология гипертекста
и др.
В начале 80-х годов традиционные способы записи и воспроизведения звука получили
возможность для дальнейшего развития в виде цифровой записи звука, которая реализуется на
оптических (лазерных) дисках или на уплотненных (магнитных) дисках.
Сущность цифровой записи и воспроизведения звука состоит в считывании
микроотверстий в металлизированном диске (или считывании электрических зарядов - единиц и
нулей на поверхности магнитного диска) и преобразовании полученных данных в электрические
сигналы.
Звуковые технические средства - комплексы аппаратуры, обеспечивающие запись и
воспроизведение звука. В этом комплексе носителями информации являются грампластинки,
магнитофонные записи на кассетах, магнитная лента, гибкие магнитные диски, лазерные
(оптические) диски. Есть еще мини-лазерные диски для плеера и компакт-кассеты для
диктофонов. Своеобразным средством выступает радио.
Грамзапись (граммофонная запись) -механический вид записи звука на диске (пластинке)
из синтетических материалов. В предыдущий период в стране было налажено производство
целых фонотек для школ, много познавательных пластинок выпускалось для домашнего
использования. Были созданы серии учебных грампластинок. Это комплекты к учебникам
иностранного языка (английского, немецкого, французского) для всех классов, фонохрестоматии
по истории, литературе и для начальных классов, звуковые пособия к учебникам русского языка и
литературы для национальных школ, комплекты грампластинок для уроков физического
воспитания, музыки, диктанты по математике.
На пластинках были записаны голоса великих людей, чтение классических произведений
известными актерами, театральные постановки, документальные записи, голоса птиц и зверей,
музыка самых разных жанров. Во многих школах, где с пластинками обращались бережно, они
вполне пригодны для использования. По возможности их надо переписать на магнитные ленты.
Для воспроизведения пластинок до сих пор можно приобрести электрофоны (проигрыватели) в
магазинах-учколлекторах.
НИТ и ТСО
16
Магнитофонные записи - магнитная запись звука на магнитную ленту. Запись и
воспроизведение осуществляются при помощи магнитофона (диктофона). В зависимости от
дидактической задачи магнитофонные записи монтируют в определенной системе и
воспроизводят в процессе занятий.
Магнитные ленты являются аналогом обычных музыкальных кассет. Устройство,
обеспечивающее работу с магнитной лентой, называется стриммером. Стриммеры представляют
собой лентопротяжный механизм, аналогичный магнитофонному. Стриммер относится к
устройствам с последовательным доступом к информации (надо воспроизвести всю запись,
чтобы дойти до нужной) и характеризуется гораздо меньшей скоростью записи и считывания
информации по сравнению с дисководами.
Основное назначение стриммеров - создание архивов данных, резервного копирования,
надежное хранение данных. Информация на лентах записывается параллельно по дорожкам.
Накопители на магнитных лентах бывают рулонного и кассетного типов. Емкость современных
стриммеров может достигать нескольких десятков Гигабайт (Гб).
Гибкие магнитные диски, или флоппи-диски (floppy disk:), являются наиболее
распространенными носителями информации для воспроизведения на компьютере. Наиболее
популярны гибкие диски размером 3,5" (дюйма). Диски называются гибкими потому, что
пластиковый диск, расположенный внутри защитного конверта, действительно гнется. Именно
поэтому защитный конверт изготовлен из твердого пластика.
Диск покрывается сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивает хранение
данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют
собой концентрические окружности. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения
дорожек на поверхность, так называемого числа дорожек на поверхности диска, а также от
плотности записи информации вдоль дорожки.
Обычно при покупке на поверхность диска не нанесены дорожки и секторы. В таком случае
диск надо отформатировать самостоятельно. Для этого в состав системного программного
обеспечения
компьютера
включена
специальная
программа,
которая
производит
форматирование диска - его разметку на секторы (кластеры).
Дисковод для гибких дисков относится к группе накопителей прямого доступа (когда
нужная информация может быть воспроизведена сразу, как только в ней возникает
необходимость) и устанавливается внутри системного блока. Диск вставляют внутрь дисковода, и
при обращении к нему соответствующей программы головка записи/чтения устанавливается на
нужное место. Один двигатель дисковода обеспечивает вращение диска внутри защитного
конверта. Чем выше скорость вращения, тем быстрее считывается информация, а значит,
увеличивается скорость обмена информацией. Второй двигатель перемещает головки
записи/чтения по поверхности диска и определяет другую характеристику внешней памяти - время
доступа к информации.
Защитный конверт диска имеет область доступа к данным и средства закрепления диска на
кронштейне внутри дисковода для обеспечения вращения диска. Диск имеет также окошко
защиты от случайной записи.
Для обращения к диску, установленному в дисководе, компьютер использует специальные
имена. Как правило, дисководу для считывания информации с 3,5-дюймового диска присваивается
имя в виде латинской буквы с двоеточием А:, а для 5,25-дюймового или второго 3,5-дюймового - в
виде латинской буквы с двоеточием В:. Наличие после буквы двоеточия позволяет компьютеру
отличить имя дисковода от буквы.
Правила работы с дисками рекомендуют не дотрагиваться до поверхности диска руками, не
держать диск вблизи сильного магнитного поля, не подвергать его нагреванию. Лучше всего
сделать его копию на случай выхода диска из строя.
Лазерные, или оптические, диски внешне напоминают обычный музыкальный компактдиск. Благодаря незначительным размерам и большому объему хранимой информации,
надежности и долговечности лазерные диски стали популярными носителями информации. Объем
информации, хранящейся на лазерном диске диаметром 120 мм, достигает 650 Мегабайт (Мб), что
соответствует информации звукового файла длительностью 74 мин.
Название диска определяется методом записи и считывания информации. Информация на
дорожке создается мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска впадины, и
НИТ и ТСО
17
представляет собой чередование впадин и выступов. При считывании информации островки
отражают свет лазерного луча и воспринимаются как единица (1), впадины не отражают луч и
соответственно воспринимаются как ноль (0).
Бесконтактный способ считывания информации с помощью лазерного луча определяет
долговечность и надежность компакт-дисков. Как и магнитные диски, оптический диск относится
к устройству с произвольным доступом к информации.
Обычно компьютеры и современные аудиосистемы оснащаются дисководами, которые
имеют источник слабого лазерного луча, способного только считывать информацию с лазерного
диска, но не изменять ее. Поэтому такие дисководы называют дисководами только для чтения,
что является переводом английского термина Compact Disk Read Only Memory, или сокращенно:
CD-ROM.
Лазерный диск, информация которого может быть изменена, называется СВ-К.УУ
(Кеууп1аЫе). Информация на перезаписываемых компакт-дисках может быть изменена с
помощью специального дисковода, оптическая система которого имеет источник мощного
лазерного луча.
Цифровая технология мини-дисков обеспечивает превосходное качество звука в сочетании
с предоставляемыми пользователю лучшими возможностями для записи. Заключенный в
квадратную жесткую оболочку с размером стороны 64 мм MD является самым универсальным
носителем цифровой звукозаписи. Можно до миллиона раз записывать звук, стирать,
перезаписывать и монтировать записи без потери качества звучания. Один мини-диск
обеспечивает 74 мин высококачественного звучания при воспроизведении. Уже имеется в продаже
большое количество наименований мини-дисков с музыкальными записями.
В последнее время находят применение новые виды носителей информации:
магнитооптические диски и диски Бернулли, используемые для сохранения накопленной
информации. Диски имеют большую емкость и высокую скорость доступа к информации.
Перспективными разработками в области носителей информации является создание носителей на
основе голографии. При стандартных размерах носителей 3,5 и 5,25 дюйма объем информации
расширяется до сотен Мб и даже нескольких Гб.
В последние годы было очень много учебных радиопередач, разработанных специально для
учебных целей. Теперь, к сожалению, такого вещания практически нет, да и качество звука при
радиотрансляции значительно ниже. Но по-прежнему можно использовать отрывки из
разнообразных познавательных радиопередач, записав их с помощью современных
звукозаписывающих средств на магнитную ленту или диск. Особенностью современных
радиопередач является то, что в студию приглашаются известные ученые, политики, писатели и т.
д. Информация эта оперативная и имеет интерактивный характер, так как нередко можно
позвонить в студию и задать приглашенному человеку свои вопросы.
Записанные на магнитную пленку передачи или другая информация носят название
магнитофильмов. Из них в ряде школ и при институтах усовершенствования учителей в свое
время были созданы фонотеки.
Построенные в форме инсценировок, литературно-музыкальных композиций, сюжетных
рассказов с элементами драматизации, бесед и лекций ученых, радиопередачи служат для
учащихся источником новых знаний, помогают им проникнуть в творческую лабораторию
ученого, писателя, актера.
К некоторым радиопередачам (особенно на уроках физики, математики, астрономии и
трудового обучения), записанным на магнитную ленту, целесообразно подбирать иллюстративный
материал (диапозитивы, диафильмы, транспаранты) и демонстрировать его либо по ходу передачи,
либо после нее.
Комбинированные технические средства (экранно-звуковые) обеспечивают подачу и
восприятие информации, предназначенной для зрения и слуха. К ним относят звуковое кино,
видеофильмы, учебное телевидение, видеодиски - CD и DVD.
НИТ и ТСО
18
§ 5. Звуковая и экранно-звуковая аппаратура
Аудиоаппаратура и ее характеристики
Наиболее важными критериями при выборе аудиотехники считаются широта диапазона
воспроизводимых частот и выходная мощность усилителя. Техника класса Hi-End - это
высококачественные акустические системы, усилитель, эквалайзер, двухкассетная дека, СД-плеер.
Она очень дорогая. Аудиоцентр класса Hi-Fi дает хорошее звучание, относительно прост в
управлении и существенно дешевле.
Аппараты класса Hi-Fi делятся на три основные группы: миди, мини и микро.
Миди - крупнее по размеру и строже по дизайну (Sony LBT-A 590, LBT-390, Sharp CMS-R
500 CD и др.); мини - меньше, более «свободны» в оформлении и пользуются наибольшим
спросом (Sony FH-G 50, Technics SC-CA 1060, Panasonic SC-CH 72, Technics SC-CH 505, Philips
FW 650 С, Sharp CD-S 3460 h, JVS MX-S 50, Aiwa NSX-V 50, Aiwa NSX-V 90, Samsung MAX-555);
микро - компактные, в основном однокассетные, но с очень хорошим звуком (Panasonic SC-CH
150, Philips FW 17/21, Sharp XL 12 h, Samsung MM 11). Функционально же и по качеству звука
разница аппаратов трех групп невелика, хотя меломаны предпочитают миди.
Акустические возможности современных музыкальных центров весьма широки. Как
правило, лучшие модели включают в себя качественные комплектующие и оптимальные
сигнальные тракты вплоть до усилителей класса А (минимум искажений и высокая скорость
передачи сигнала) и функции Source Direct (отключение при воспроизведении всех
корректирующих цепей с целью получения естественного звучания звукозаписи).
В последнее время музыкальные центры миди стали все чаще оборудоваться системой
Dolby ProLogic (Technics SC-CA 1080, Technics SC-CH 730, Aiwa NSX-V 90 и др.) для создания
эффекта объемного звучания. Этот эффект достигается путем применения центрального и
дополнительных тыловых динамиков, а также специальным кодированием звука при записи на
компакт-диск; благодаря значительной выходной мощности данные мини-системы могут
прекрасно обслуживать малые и небольшие спортивные залы.
Серьезными эксплуатационными преимуществами обладает эквалайзер - устройство,
позволяющее в зависимости от характера музыки и желания слушателей выстроить частотные
характеристики. Самые простые музыкальные центры имеют фиксированные положения: для
классики, рока, джаза и т.д., до 6-8 позиций. Графический (с помощью набора полозков на панели)
и электронный (устанавливается картинка на дисплее) эквалайзеры оставляют слушателю
возможность «организовывать» звук по своему собственному вкусу. Есть программируемые
эквалайзеры, позволяющие зафиксировать свои варианты настройки в памяти центра. Кроме того,
существуют некоторые интересные эффекты - дополнительный бас (каждая фирма называет его
по-своему, скажем, X-Bass, Bass Boost, V-Bass), пространственное окружение слушателя звуком
или эхо, эффект стадиона, концертного зала и т. д.
Диапазон удобств управления новыми аудиосистемами тоже велик: от простых, когда все
включается и выключается механически, до сенсорных (тюнер, CD-плеер, дека, таймеры),
полностью управляемых с пульта. Блок CD даже у самых простых систем чаще всего управляется
дистанционно.
Кинопроекционная аппаратура и техника киносъемки
Аппарат для съемки на светочувствительную пленку объектов, находящихся в движении, и
для последующего воспроизведения полученных снимков путем проецирования их на экран
первоначально называли кинематографом. Сейчас для этих целей используют аппараты:
киносъемочный (киноаппарат, кинокамера) и кинопроекционный (кинопроектор).
Кинематограф появился в результате сочетания хронофотографии (дающей серию
моментальных снимков последовательных фаз движения) на светочувствительной пленке,
проекции изображений на экран и прерывистого передвижения пленки как при киносъемке, так и
при проецировании. Аппарат, в котором сочетались все основные элементы кинематографа, был
изобретен во Франции братьями Луи-Жаном и Огюстом Люмьерами (1895), Ж. Демени (1895); в
Германии - М. Складановским (1895), О.Местером (1896); в Англии - Р.Поулом (1896); в России А. Самарским (1896), И.Акимовым (1896); в США - Г.Арматом (1897), Ф.Дженкинсом (1897).
Начало применению кинематографа было положено съемкой фильмов и их публичным
демонстрированием в конце 1895 г. в Берлине и Париже.
НИТ и ТСО
19
В учебных заведениях (там, где сохранились учебные кинофильмы) широко применялись и
применяются киноустановки облегченной конструкции типа «Украина», «КПШ», «Радуга»,
«Русь», «Свет», «Каштан», «Луч» и др. Моделям разных лет выпуска присваиваются порядковые
номера.
Кинопроектор «Русь-2» (портативный) предназначен для демонстрации немых 8миллиметровых любительских кинофильмов в аудитории вместимостью 30 чел.
Электропитание от сети 220 В, потребляемая мощность 150 Вт, мощность светового потока
70 лм, масса 5 кг. Кинопроектор обладает следующими преимуществами:
- плавное изменение частоты проекции от 12 до 26 кадров/с;
- обратный ход кинофильма;
- стоп-кадр;
- подключение синхронизатора для воспроизведения звука;
- клавишное управление.
Модель кинопроектора «Русь-340» обеспечивает автоматическую зарядку фильмокопии в
лентопротяжный механизм.
Перечисленные киноустановки обеспечивают достаточный размер зрительного поля в
соответствующих аудиториях и не требуют специального образования для обслуживания.
Эффективен в использовании рирпроектор, состоящий из светопропускающего экрана,
диапроектора с мощным источником света и надежной системой охлаждения, малошумных
кинопроекторов с большим световым потоком. В процессе изложения материала метод
рирпроекции позволяет учителю действовать на фоне изображения, показывать нужные места
изображаемого, быстро менять фон, обстановку, ситуацию.
Важнейшим материалом при создании кинофильма является кинопленка.
Кинопленка представляет собой длинную гибкую и тонкую светочувствительную ленту, по
краям которой пробиты отверстия перфорации, служащие для продвижения пленки в
киносъемочных, кинокопировальных и кинопроекционных аппаратах.
По ширине (формату) кинопленка бывает узкой (8,16 мм), широкой или нормальной (35
мм) и широкоформатной (70 мм).
По фотографическим свойствам и назначению кинопленки бывают: негативные - для
киносъемок, позитивные - для печати с негатива (они менее чувствительны) и лавандовые - для
получения промежуточных копий при изготовлении вторичных негативов.
Учебные кинофильмы снимают как на черно-белой, так и на цветной кинопленке. Чернобелая кинопленка состоит из четырех слоев: основы, подслоя, эмульсионного
светочувствительного (фотографического) и лакового слоев. Основа должна быть гибкой,
прозрачной и прочной. Гибкость (эластичность) основы обеспечивается добавлением в процессе
ее изготовления смягчителя — пластификатора.
Гибкие прозрачные пленки для фотографических целей впервые в мире были изобретены в
России в 1881 г. московским фотографом И. В. Болдыревым. Пленки, предложенные этим
изобретателем в 1882 г., за несколько лет до выпуска подобных материалов американской фирмой
«Кодак», демонстрировались на Всероссийской промышленной выставке в Москве. Однако
изобретение Болдырева не было внедрено в производство.
Все учебные и художественные кинофильмы выпускаются на негорючей основе, которую
правильнее было бы назвать безопасной.
Так, пленка на диацетатной основе, на которой тиражируется большинство 16миллиметровых кинофильмов, воспламеняется только при температуре 427 °С. При этом
загоревшуюся пленку легко потушить, а выделяемые при ее горении газы невзрывоопасны.
Подслой кинопленки скрепляет основу с эмульсионным слоем. Лаковое покрытие - его
наносят на наружную сторону основы - служит для предохранения пленки от скручивания во
время сушки.
Цветная позитивная пленка имеет более сложное строение и насчитывает семь или девять
слоев, три из которых - эмульсионные, чувствительные к синим, зеленым и красным лучам света.
Кроме изображения на кинопленку в процессе работы наносится и соответствующая
фонограмма. При производстве школьных учебных кинофильмов применяют оптический
(фотографический) и магнитный методы записи звука.
НИТ и ТСО
20
Участок ленты, на который наносится звукозапись, называют фонограммой, или
звуковой дорожкой. Если звукозапись выполняется фотографическим способом, то и эту часть
пленки покрывают эмульсионным слоем, а если магнитным, то на основу со стороны лакового
слоя наносят слой ферромагнитного материала на ширину звуковой дорожки.
Запись звука опережает соответствующие ей кадры видеоряда, что необходимо для
синхронизации изображения и звука при демонстрации фильма. При оптической фонограмме
опережение составляет 26 ±0,5 кадра, при магнитной 28 ±1,5 кадра.
Кинопособие или каждая из его частей имеет сюжетную часть, на которой зафиксированы
изображение и звуковое сопровождение, и специальные участки в начале и конце, называемые
ракордами. Каждый участок сюжетной части фильма состоит из трех элементов - видеоряда,
фонограммы и перфорации.
Видеоряд состоит из серии кадров отдельных снимков объектадемонстрации. Все кадры
отделены один от другого межкадровой полосой. Расстояние между центрами смежных кадров
называют шагом кадра, а расстояние между центрами перфорационных отверстий - шагом
перфорации. У 16-миллиметровой фильмокопии шаг кадра и шаг перфорации совпадают.
Начальный и конечный ракорды содержат надписи названия фильма, номера частей,
«конец», название кинокопировальной фабрики. Кроме того, на них расположены специальные
знаки, обеспечивающие правильную укладку фильмокопии в кинопроектор и синхронизацию
работы двух кинопроекционных установок. Перед начальным и после конечного ракорда каждая
часть фильмокопии имеет защитные участки из прозрачной, безэмульсионной пленки длиной
1,2м.
Нормативный срок эксплуатации 16-миллиметровой фильмокопии - 250 сеансов.
Техническое состояние фильмокопии оценивают по характеру дефектов перфорации и
эмульсионной поверхности, применяя специальную технологию с использованием сигнальных
участков и специальных отметок на фильмокопии. В зависимости от технического состояния
фильмокопии разделяют на четыре категории: три первые - рабочие, а к четвертой относят
фильмокопии, которые должны быть реставрированы или сняты с проката.
Как уже отмечалось, в учебном кино используют разные виды съемки. Нормальная съемка
происходит в таком же темпе, что и снимаемый процесс. Ее используют для отображения
процессов, действий или событий, сущность которых доступна при непосредственном
наблюдении, но наблюдать их в естественном виде во время, отводимое на их изучение, сложно
или невозможно.
Нормальную съемку используют также в игровых учебных фильмах, рассказывающих о
явлениях и происшествиях, возникновению которых необходимо препятствовать, например, в
фильмах по охране труда, рассказывающих о причинах производственного травматизма и
способах борьбы с ними, в фильмах о противопожарных мероприятиях и т. д.
Способность кино изменять естественный темп протекания событий на экране, его
ускорение или замедление обеспечиваются за счет использования съемок с увеличенной или
уменьшенной частотой смены кадров. В зависимости от частоты экспонирования кадров съемки
подразделяют на ускоренные, скоростные, замедленные и покадровые.
При ускоренной съемке частоту смены кадров в съемочном окне можно изменять от 32 до
250 кадров/с. Если снимают 240 кадров/с, то в процессе демонстрации фильма, при частоте смены
кадров 24 кадра/с событие на экране замедлится в 10 раз. Ускоренную съемку применяют для
демонстрации событий, процессов или явлений, недоступных для восприятия из-за большой
скорости их протекания. В тех случаях, когда замедление в 10-12 раз недостаточно для доступного
отображения событий, на экране используют скоростную, или рапид-съемку. Для скоростной
съемки используют специальную съемочную аппаратуру, которая обеспечивает экспонирование
от 250 до 50 000 кадров/с. Скоростная съемка делает доступными для восприятия явления,
которые протекают практически мгновенно, - электрический разряд, взрыв и т. д.
Если ускоренная и скоростная съемки позволяют замедлить, растянуть во времени события
на экране, то замедленная и покадровая съемки решают обратную задачу - они ускоряют темп
событий на экране.
Такие виды съемок, и особенно покадровая, делают доступными события, которые из-за
малой скорости их протекания плохо воспринимаются: разрушение металла под воздействием
агрессивной среды, образование кристаллов льда, прорастание семян и др.
НИТ и ТСО
21
Замедленная съемка проводится с частотой от 4 до 16 кадр/с, что позволяет в 1,5-6 раз
ускорить событие по отношению к действительному времени их протекания. При покадровой
съемке частоту смены кадра можно устанавливать произвольно, в зависимости от времени
протекания события, которое отображается в фильме, 1 кадр/с, 1 кадр/ч.
Микросъемка, рентгеносъемка и съемка в крайних лучах производятся с помощью
оптических приборов, когда объекты или явления не воспринимаются невооруженным глазом.
Для микросъемки кинокамеру объединяют с микроскопом, имеющим большую
разрешающую способность, и проводят съемку нормальную или с измененной частотой смены
кадров в зависимости от характера микропроцессов, о которых создается кинофильм.
Кинопособия, созданные с использованием микросъемки, позволяют показать учащимся
процессы, происходящие на молекулярном и атомном уровнях: функционирование кровеносной
системы, процесс деления клетки и т. д.
В научно-популярном, художественном и учебном кино для отображения на экране
событий или явлений, которых в действительности не было, используют комбинированную
съемку. Комбинированная съемка позволяет объединить на экране события, которые происходили
в разное время, и объекты, разделенные большими расстояниями. Результаты комбинированной
съемки получаются не только за счет съемочных операций, но и вследствие сложного процесса
лабораторной обработки пленки.
В комбинированных съемках используют несколько способов: дорисовку кадра, съемку
макетов, мультипликацию, метод проекционного совмещения, рирпроекцию, блуждающую маску.
Большое значение в учебном кино имеет мультипликация (от лат. multiplico - умножаю,
увеличиваю). Чтобы получить на экране необходимое движение, художник-мультипликатор
должен изготовить (размножить) много рисунков, раскладывающих это движение на
составляющие его последовательные фазы.
С помощью мультипликации показывают главным образом объекты и процессы, которые
нельзя непосредственно наблюдать. Движущийся мультипликационный рисунок условен, но его
применяют обычно в сочетании с натуральными кадрами. Сравнивая и сопоставляя кадры
мультипликации с действительным видом объекта съемки, зритель не так явно чувствует
условность рисунка.
Мультипликация помогает создать у учащихся наиболее полные и точные представления о
сложных биологических, физических, химических процессах, происходящих внутри объекта
съемки, в соответствии с их действительным ходом. Школьники знакомятся с работой любого
органа человека или действием сложных механизмов и машин, следят за реакцией в огромных
химических аппаратах и получением готовой продукции в заводских установках и т.д.
Динамический мультирисунок показывает расположение и взаимодействие деталей машин, их
назначение и место во всем сложном механизме, наконец, их относительные размеры.
Мультипликация может показать то, чего нет в действительности, но создано человеческим
воображением (например, различные машины будущего или жизнь в отдаленные от нашей эпохи
времена и т.п.).
Мультирисунок требует большой и сложной работы: каждое движение разлагают на
множество положений, которые изображают на отдельных рисунках; получают сотни и тысячи
кадров - рисунков фаз движения в зависимости от сложности и характера изображаемого
движения. Отдельные рисунки фаз движения снимают методом покадровой съемки на
специальном мультипликационном станке по одному кадру, аналогично цейтраферной съемке.
Затем эти рисунки в строгой последовательности «собирают» на пленку и, пропуская через
кинопроекционный аппарат со скоростью 24 кадра/с, заставляют двигаться на экране
изображенные на них предметы, схемы, чертежи, карты и т. п. В настоящее время широкое
распространение получает компьютерная анимация, которая позволяет создавать очень
интересные сюжеты.
Кроме мультипликации в учебных фильмах используются специальные виды съемок,
кадры из других видов фильмов.
В учебной работе можно применять кинопособия, созданные с использованием подводной
съемки и съемки в условиях опасных сред.Особенностью этих видов съемки является качество
применяемой аппаратуры и кинопленки.
НИТ и ТСО
22
В процессе съемки выразительность изображения на экране, его доступность, образность и
эмоциональность обеспечиваются не только использованием различных видов съемки, но и
применением специальных кинематографических приемов: варьирование планом и ракурсом,
движение киносъемочного аппарата.
План съемки определяет размер (масштаб) отображения объекта на экране и зависит от
расстояния между кинокамерой и объектом съемки. Различают четыре вида плана: общий,
средний, крупный и деталь.
Общий план используют в тех случаях, когда нужно показать обстановку, в которой
происходит действие, познакомить зрителя с объектом съемки, показать его взаимосвязь с
окружающей средой.
Средний план является как бы частью общего плана, он уточняет, о чем пойдет речь в
фильме, направляет внимание на тот предмет, который является объектом рассмотрения. Из кадра
убирают далекую перспективу, общий вид окружающей обстановки, оставляют только элементы,
связанные с объектом съемки.
Крупный план используют для увеличения показа наиболее важных элементов объекта
съемки, показа их взаимодействия.
Отснятые кинокадры монтируют, т. е. объединяют в единое сюжетно законченное
произведение - учебный кинофильм.
Полнометражный фильм состоит из 8 частей общей длиной 960 м (длина кинопленки
одной части 120м, продолжительность демонстрации - 11 мин).
Короткометражный фильм состоит из 2-3 частей, общая продолжительность
демонстрации кинофильма - 30 мин.
Кинофрагмент имеет продолжительность демонстрации от 3 до 15 мин.
Кинокольцовка имеет продолжительность демонстрации 1-1,5 мин.
Определение длительности демонстрации учебного фильма ведется из расчета 24 кадра/с,
что равняется 18 см кинопленки. Длина учебного кинофильма указывается в его техническом
паспорте.
Киноаппаратура, используемая в школьной практике, также постепенно вытесняется
современными средствами демонстрации видеофильмов, теле- и компьютерными системами.
Современные школы уже не оснащаются киноустановками. Учебные кинофильмы износились и
практически становятся непригодными для демонстрации, школьные фильмотеки или прекратили
свое существование, или постепенно переходят на видеофильмы. Видеофильмов появляется все
больше, но, к сожалению, многие из них, великолепно выполненные технически, нередко
малоэффективны для использования в учебном процессе, так как их выпустили фирмы, не
учитывающие психолого-педагогические и методические аспекты подготовки учебных
материалов. Это требует от учителя и воспитателя тщательного подхода при отборе видеофильмов
для использования в детской аудитории. Основные недостатки таких видеофильмов:
маловыразительная и слишком продолжительная монологическая речь тех персонажей, которые
рассказывают о предмете фильма; речевой ряд доминирует над зрительным; съемки того, что
проще, интереснее и убедительнее можно рассказать и показать на других наглядных средствах,
не используя для этого ТСО; много фоновых кадров, не несущих никакой полезной нагрузки;
многотемность, а отсюда - поверхностность и неубедительность видеофильма и др.
Видеотехнологии перспективны для использования в учебно-воспитательном процессе.
Видеомагнитофоны, телевизионные приставки сравнительно недороги, просты в обращении. Не
представляет большой сложности запись на видеокассету любого материала с экрана телевизора,
переписывание фильма с кассеты на кассету. Видеофильм в процессе просмотра очень легко
вернуть назад, быстро прокрутить то, что не представляет в данный момент интереса, поставить на
паузу, просматривать столько раз, сколько необходимо ученику для усвоения материала. На
видеокассету можно записать лекцию, урок, экскурсию, любой наглядный материал или ситуации
и т. п. Видеокассеты свободно транспортируются, хорошо хранятся. Учитель и воспитатель могут
собрать богатые видеотеки по различным вопросам и областям знания.
Видеофильмы достаточно быстро вошли в повседневный обиход людей, а затем и в
образовательные учреждения.
НИТ и ТСО
23
Основы учебного телевидения
Телевидение - использование радиоволн для передачи изображений движущихся объектов
на расстояние.
В 80-е годы XIX в. - 30-е годы XX в. разрабатывались системы механического телевидения,
впервые реализовавшего основной принцип современного ТВ - последовательную передачу
элементов изображения. Указанный принцип был выдвинут в конце XIX в. португальским ученым
А. ди Пайва и независимо от него – русским ученым П.И.Бахметьевым. В 1884 г. немецкий
инженер П.Нипков получил в Германии патент на «оптико-механическое устройство»,
представлявшее собой диск с 30 отверстиями, расположенными по спирали Архимеда.
Изображение объекта проецировалось на верхнюю часть диска с рамкой для кадра. При вращении
диска каждое отверстие прочерчивало одну строку кадра, т. е. один кадр содержал 30 строк, по 40
элементов в строке.
В дальнейшем позади диска поместили фотоэлемент, который вырабатывал видеосигнал,
передававшийся в эфир. В телевизионном приемнике с помощью диска Нипкова происходило
преобразование видеосигнала в развернутое изображение объекта. В начале 30-х годов в нашей
стране действовала система механического ТВ, которая имела существенный недостаток - низкую
четкость изображения (причина - малое количество строк), поэтому в дальнейшем от нее
отказались.
30-80-е годы явились периодом разработки систем электронного телевидения. В основе
современного телевидения лежат принципы разложения изображения объекта на множество
элементов (образование растра), преобразование потока света от каждого элемента в
электрические видеосигналы, передача их в эфир и обратное преобразование видеосигналов в
изображение объекта. Процесс осуществляется с помощью электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) с
магнитной фокусировкой луча. Прообразом послужила электронно-лучевая трубка, созданная в
1907 г. профессором Петербургского университета Б. Л. Розингом. Трубка, находящаяся в
передающей камере, называется иконоскоп, в приемнике - кинескоп.
С начала 30-х годов системы электронного телевидения разрабатывали многие ученые: В.
К. Зворыкин и Ф. Фарнсуорт (США), К.Свинтон (Великобритания), И.А.Адамиан, В. П.
Грабовский, С. И. Катаев (СССР) и др.
В современных телевизионных системах изображение объекта проецируют на фотомишень
- светочувствительную мозаику из частиц серебра, нанесенных на слюдяную пластинку-изолятор,
обратная сторона которой металлизирована. В результате фотоэффекта на каждой частице
мозаики образуется электрический заряд (видеосигнал). Сила видеосигнала соответствует яркости
отдельного элемента изображения объекта.
Электронный луч, создаваемый электронной пушкой, передвигается по поверхности
мозаики слева направо и сверху вниз, считывая видеосигналы каждой строки. Передвижением
луча управляет электрический ток пилообразной формы, подаваемый на электромагниты
отклоняющей системы ЭЛТ. На каждый отдельный элемент фотомишени падает пучок электронов
диаметром всего 0,02 мм. Это обеспечивает возможность считывать 820 элементов в каждой
строке. Согласно стандарту, принятому в нашей стране в 1948 г., один кадр изображения на
телевидении содержит 625 строк, передаваемых с частотой 25 кадров/с. От количества строк
развертки зависит четкость изображения. Частота строк, принятая в других странах: в
Великобритании - 405, США и Канаде - 525, в Западной Европе - 819.
Полученные видеосигналы поступают на видеоусилитель, где после усиления они
смешиваются с синхронизирующими импульсами, обозначающими начало и конец каждой строки
и кадра. Таким образом формируется полный телевизионный сигнал. Он поступает на
радиопередатчик телецентра для передачи в эфир.
Телевизионное вещание традиционно ведется на метровых волнах -с первого по пятый
канал на частотах 48,5-100 МГц (6,2-3 м); затем во избежание ТВ-помех в близко расположенных
к телецентру городах было добавлено семь каналов в диапазоне частот 174-230 МГц (1,7-1,3 м). В
настоящее время 12 ТВ-каналов оказалось недостаточно и к ним добавили 20 каналов на
дециметровых волнах в диапазоне 470-630 МГц (64-47 см), исходя из того, что чем выше частота
канала, тем шире полоса ТВ-сигнала. Для передачи изображения, содержащего 625 строк с
частотой 25 кадров/с, нужен спектр частот около 8 МГц. Это и есть полоса частот одного ТВканала.
НИТ и ТСО
24
В телевизионном приемнике принятый из эфира сигнал усиливается и подается на
кинескоп. Из ТВ-сигнала выделяются синхроимпульсы, управляющие работой генераторов
строчной и кадровой развертки. Экран кинескопа покрыт люминофором, который светится при
попадании на него луча электронного прожектора.
Движущийся с большой скоростью по строчкам кадра электронный луч вызывает свечение
отдельных точек экрана. Вследствие инерции зрения это создает иллюзию свечения всего экрана.
Так создается изображение кадра. Звуковое сопровождение передается по отдельному частотномодулированному каналу (рис. 13).
Для передачи цветного изображения в полный ТВ-сигнал добавляют сигналы цветности.
Для этого цветное изображение объекта раскладывают на три одноцветных изображения
(красного, зеленого и синего цветов), которые передают три ЭЛТ. Соответственно, в ТВприемнике предусмотрены три электронных прожектора, лучи которых, проходя через отверстия в
маске, вызывают свечение люминофоров красного, зеленого и синего цветов. Маска представляет
собой тонкий металлический лист, имеющий 550 тыс. отверстий диаметром 0,25 мм. Люминофор
цветного кинескопа содержит 1,5 млн зерен люминофоров красного, зеленого и синего свечения,
расположенных точно напротив отверстий группами по три зерна каждого цвета. Три луча от трех
ЭЛТ, сведенные в одну точку, падают в каждый отдельный момент времени на одну группу
люминофоров, при этом каждый луч вызывает свечение одного зерна люминофора «своего» цвета.
При развертке лучи перемещаются к следующему отверстию в маске, что позволяет совместить на
экране сигналы трех одноцветных изображений.
Регулярные передачи черно-белого ТВ начались в нашей стране в 1938 г., цветного - в 1967
г. В настоящее время в мире существует три системы цветного ТВ. Система НТСЦ действует в
США, Канаде, Японии и ряде стран Центральной и Южной Америки. Система ПАЛ действует в
Германии, Великобритании и других странах Западной Европы. Система СЕКАМ действует в
НИТ и ТСО
25
СНГ и ряде стран Восточной Европы. Системы различаются особенностями формирования
сигналов цветности, но их может объединить разрабатываемый в настоящее время единый
стандарт цифровой видеозаписи.
Период в истории развития ТВ, начавшийся в 80-е годы, характеризуется применением
новых информационных технологий: лазерное телевидение, применение супербольших
интегральных схем и микроЭВМ, создание новых типов экранов и т. д.
Совершенствование цветного телевидения нового поколения ведется по следующим
направлениям:
1) внедрение цифровых методов видеозаписи;
2) автоматизация управления ТВ-системами;
3) включение вставок из телепрограмм, ведущихся по параллельным каналам, в
изображение просматриваемой программы;
4) создание портативных (плоских) телевизоров;
5) увеличение размеров ТВ-экрана до 60 м2;
6) разработка миниатюрных ТВ-приемников;
7) конструирование многоракурсных (голографических, стерео и др.) ТВ-систем, дающих
трехмерное изображение объекта;
8) поиск способов передачи запахов с помощью электрических сигналов для реализации
«эффекта участия зрителя»;
9) создание телевидения высокой четкости (до 1500 строк в кадре);
10) разработка телевизоров для среды мультимедиа.
В этом направлении есть видимые результаты. В нашей стране в 1985 г. под руководством
И. Г. Басова реализована идея лазерного телевидения с экраном 12 м2. Разработана также модель
планарного кинескопа, обеспечивающего яркость и сочность цветов изображения. С технической
точки зрения у цветного ТВ есть особенность, заключающаяся в том, что в нем техническое
устройство и носители информации не разделены, как в ранее описанных статических, звуковых и
дотелевизионных экранно-звуковых средствах (рис. 14).
Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части
экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖКэкрана с 1,54 млн точек на дюйм2. Цифровое
постоянное изображение, антибликовый экран высокой контрастности с защитой от механических
повреждений, цифровой гребен-чатый фильтр, цифровое подавление шумов, видеовыход НТСЦ,
стереозвук, система 3D Sound, функция «Картинка и Картинка», телетекст Fastext с памятью на
100 страниц, таймер автовыключения, средства защиты от использования детьми, автонастройка и
сортировка каналов, гнездо для наушников, аудиовыход с фиксированным уровнем на задней
панели, аудио/видеовход на передней панели и 3 - на задней панели.
Уникальные возможности ТВ (эффект присутствия, документальность, интимность)
создают впечатление, что передача адресована лично зрителю. Эта иллюзия общения
обеспечивает высокий психолого-педагогический эффект. В прошлые годы существовали два вида
учебных ТВ-программ: учебные передачи, подготовленные на Центральном ТВ (ЦТ) или местных
студиях ТВ, имеющих телепередатчики (так называемое эфирное телевидение), и собственные ТВпередачи учебных заведений, подготовленные в виде видеозаписей для замкнутых систем ТВ, не
имеющих выхода и эфир (так называемое «замкнутое» телевидение). Первая учебная передача но
физике для школьников состоялась 10 ноября 1958 г. в Москве. Теперь в основном школы сами
создают в рамках замкнутых телевизионных систем необходимые видеоматериалы для
собственного пользования, что имеет как преимущества, так и негативные стороны.
Положительными моментами такого вещания является то, что можно подготовить любой
оперативный материал, широко использовать местные возможности и особенности. С другой
стороны, создание высококачественного учебного материала требует соответствующего уровня
психолого-педагогической, методической и специальной подготовки, которой в большинстве
своем учителя школ в силу целого ряда причин не всегда обладают.
Кабельное телевидение, появившееся в стране в конце 80-х, может предоставить широкие
возможности для использования телевидения в учебных целях.
В системе кабельного телевидения США в настоящее время начали применять волоконнооптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить
полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того,
НИТ и ТСО
26
оптический кабель полностью защищен от электромагнитных помех и сам не создает помех
другим устройствам.
Вместо телепрограмм, полученных из телецентра, на вход такого телепередатчика можно
подавать, например, сигнал с видеомагнитофона или телекамеры, создавая местные ТВпрограммы школьного технического центра и т. п.
Спутниковое учебное телевидение развито прежде всего в западных странах и США.
Принцип такого телевидения состоит в том, что в студии формируют программы и в виде сигнала
посылают на спутник, который как отражатель рассеивает его радиоволной на территорию
вещания, а учебные заведения, настроив свои антенны, принимают данный сигнал.
Преимуществом спутниковых систем связи является возможность осуществления связи в широкой
полосе частот как с неподвижными, так и с подвижными объектами практически в любой точке
земного шара.
Внедрение кабельного и спутникового телевидения в перспективе открывает широкие
возможности
для
использования
телевидения
в
учебно-воспитательном
процессе
общеобразовательной школы. Но в нашей стране обе системы телевидения не имеют пока
массового распространения из-за высокой стоимости.
Видеомагнитофоны и перспективы их использования в учебно-воспитательном
процессе
Видеомагнитофон - устройство, предназначенное для магнитной записи и
воспроизведения изображения и звука.
Видеоплеером называют видеомагнитофон, не имеющий дисплейной панели для контроля
его работы. Например, на видеоплеере нельзя определить, сколько метров промотали или сколько
времени прошло от начала фрагмента воспроизведения. Видеоплеер может не обеспечивать
записи информации на пленку, тогда его называют «непишущий».
Моноблоком называют видеомагнитофон, встроенный в телевизор. В основе методов
магнитной записи звука и видеозаписи лежит один и тот же принцип намагничивания носителя.
Но запись звуковых сигналов существенно отличается от видеозаписи тем, что их диапазон
значительно уже диапазона телевизионного сигнала. Если диапазон звукового сигнала лежит в
пределах 20-20 000 Гц, то высококачественная запись телевизионных сигналов требует полосы от
50 Гц до 6,0 МГц. Кроме того, телевизионный сигнал сложнее по своей структуре. В него входят
собственно сигнал изображения (информация о яркости отдельных элементов изображения),
сигнал импульсов строчной и кадровой синхронизации, строчные и кадровые гасящие импульсы,
звуковой сигнал, а также постоянная составляющая, которая определяет среднюю яркость
изображения.
По назначению видеомагнитофоны разделяют на бытовые (рассчитаны на массового
потребителя), профессиональные (предназначены для работы на телецентрах - студийные или в
установках для репортажа) и полупрофессиональные (предназначены для работы в замкнутых
телевизионных системах в научно-исследовательских лабораториях, учебных, медицинских и
других учреждениях).
Внедрение магнитной видеозаписи в практику телевидения для бытовых и учебных целей
стало возможным с применением методов поперечно-строчной и наклонно-строчной записи на
магнитную ленту шириной 50,8 И 25,4 мм (в профессиональных видеомагнитофонах) и 12,7 мм (в
репортажных и бытовых видеомагнитофонах).
При такой записи магнитные головки в видеомагнитофоне располагаются на вращающемся
диске, огибаемом магнитной лентой, которой, в свою очередь, придается поступательное
движение. Таким образом, фактическая скорость записи определяется одновременно скоростью
вращения барабана с магнитными головками и относительно небольшой скоростью передвижения
магнитной ленты.
Одновременное вращение головок и поступательное передвижение ленты обеспечивают
запись видеосигнала в виде отдельных строчек, причем каждая последующая строчка на ленте
является продолжением предыдущей. Направление строчки образует некоторый угол с движением
ленты, что придает строчкам соответствующий наклон. Отсюда и название метода записи наклонно-строчной. При относительно большой скорости вращения диска с несколькими
НИТ и ТСО
27
магнитными головками строчки записи видеосигнала располагаются на ленте йод углом, близким
к 90° к направлению ее движения. Такая видеозапись называется поперечно-строчной. В
бытовых видеомагнитофонах, как правило, применяется наклоннострочной метод записи.
При поперечно- и наклонно-строчном методах обеспечивается высокая плотность записи
по ширине магнитной ленты, что при сравнительно низкой скорости продвижения ленты
позволяет записывать и воспроизводить программы достаточно большой продолжительности .
Большой интерес к развитию магнитной видеозаписи объясняется преимуществами этого
способа записи изображений, не требующего какой-либо дополнительной обработки (как при
киносъемке), а также ее удобством в эксплуатации (рис. 15).
Многие современные марки видеомагнитофонов удобны и просты в эксплуатации, имеют
устройства защиты от высокого напряжения, программирование
записи на экране, функции автонастройки и автопереключения в
долгоиграющий режим, что позволяет любую запись довести до
конца, а также в автономный режим при выключении
телевизора; возможны многоязычные сообщения на экране и
управление телетекстом с пульта управления, использование
интегральных схем искусственного
интеллекта и др.
В школе учитель с помощью
видеомагнитофона может не только
записывать транслируемые по
телевидению передачи, но и
самостоятельно
и
исключительно
оперативно
готовить (снимать) собственные
учебные программы.
дисков - устройство, которое
Видеопроигрыватель
вместе с телевизором может
воспроизводить (в зависимости от
функций) CD- иDVD-диски.
Появилась
сверхсовременная
цифровая
видеосъемка.
Цифровая
видеозапись передает мельчайшие
нюансы благодаря высокому
разрешению
изображения
и
динамичному звуку. Объект
съемки выбирается через окошко
встроенного
в
камеру
видеоискателя,
изображение
запоминается
мгновенно.
Отснятые кадры можно тут же
продемонстрировать аудитории на имеющемся мониторе, если аудитория небольшая. Для
большей аудитории ее подсоединяют к ЖК-проектору или к телевизору. Через встроенные видеои аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран (рис. 16).
Развитие и совершенствование телевизионной техники создает предпосылки для
превращения учебного телевидения в универсальное средство, позволяющее объединить в
учебном процессе все технические средства обучения, включая ЭВМ и всевозможные обучающие
устройства.
§ 6. Компьютер как современное техническое средство обработки
информации
На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для
компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронновычислительное устройство (ПЭВМ или ЭВМ), компьютер.
Создание электронно-вычислительных машин (ЭВМ) в середине XX в. можно отнести к
числу самых выдающихся достижений в истории человечества. ЭВМ в значительной степени
расширили интеллектуальные возможности человека и за сравнительно короткий срок (немногим
более 50 лет) превратились в один из определяющих факторов научно-технического прогресса.
Многие крупные научно-технические проекты нашего времени, как, например, атомная
энергетика, космические исследования, глобальные экологические проблемы, не могли бы
успешно развиваться без применения ЭВМ. Широкое применение компьютеров способствует
появлению новых методов познания законов природы, их использованию в практической
деятельности и, следовательно, превращению науки в производительную силу общества. На
протяжении трех последних десятилетий вычислительная техника все стремительнее и шире
НИТ и ТСО
28
охватывает различные сферы человеческой деятельности. Существует много причин столь
бурного развития вычислительной техники. Оно стимулируется разработкой программного
обеспечения, которое требует создания более совершенной аппаратуры, что в свою очередь
служит предпосылкой для возникновения высокопроизводительных программ. Существенное
снижение стоимости оборудования, обусловленное не только техническим прогрессом, но и
массовым характером производства, явилось предпосылкой для широкого внедрения
вычислительной техники во все сферы человеческой деятельности.
История использования механических и полуавтоматических средств для арифметических
операций насчитывает не одно тысячелетие. Время возникновения счетов теряется в глубине
веков, а некоторые виды вычислительных устройств были созданы, по-видимому, в Древней
Греции. В 1642г. французский математик Блез Паскаль (1623-1662) сконструировал арифмометр,
позволивший механически выполнять четыре арифметических действия. Впоследствии он
использовался для выполнения достаточно сложных расчетов (например, расчеты баллистических
таблиц для артиллерийских стрельб). Немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм фон
Лейбниц (1646-1716) описал в общих чертах то, что теперь называется программой автоматизации
мышления. В 1692 г. он изобрел механическую счетную машину, умеющую не только складывать,
но и умножать. Англичанин Чарльз Бэббидж (1792-1871) впервые ясно представил себе
универсальную вычислительную машину с гибкой схемой программирования и запоминающим
устройством. В 1833 г. он дал описание устройства, названного им аналитической машиной. Такая
машина должна была уметь исполнять программы; точную последовательность определенных
инструкций, записанных в порядке выполнения на языке, понятном машине. Программы
вводились с помощью перфокарт - карт из плотного материала, на которых информация
представлена в виде комбинации отверстий и должны были иметь «склад» (память в современной
машине) для запоминания данных и промежуточных результатов. Однако эта машина оказалась
слишком сложной для техники того времени.
Первая половина XX в. ознаменовалась последовательным развитием и внедрением многих
вычислительных устройств. Значительный вклад в эту область внес английский математик Алан
Матисон Тьюринг (1912-1954). Машина Тьюринга была лишь теоретическим построением и
никогда серьезно не рассматривалась как экономически приемлемая машина (которая работала бы
недопустимо медленно), но она привлекла внимание исследователей к вопросу о возможности
создания универсальной вычислительной машины.
В 1943 г. американец Говард Эйкен с помощью работ Бэббиджа на основе уже созданных к
этому времени электромеханических реле смог построить на одном из предприятий фирмы IBM
такую машину, названную «Марк-1». Еще раньше идеи Бэббиджа были переоткрыты немецким
инженером Конрадом Цузе, который построил вычислительную машину в 1941 г.
Существенный прогресс в создании первых вычислительных машин (ЭВМ) в XX в. был
достигнут за счет применения электронных ламп. Начиная с 1943 г. группа специалистов под
руководством Джона Мочли и Преспера Экерта в США начала конструировать машину на основе
электронных ламп, которая была построена для баллистических расчетов в 1946 г. и названа
ЭНИАК (Electronic Numerical Integrator and Computer, т.е. электронный числовой интегратор и
вычислитель). Схема работы этой машины была рассчитана на выполнение конкретной
последовательности вычислений. Для другой последовательности схему нужно было практически
монтировать заново, что требовало много времени.
Один из выдающихся математиков нашего столетия Джон фон Нейман (1903-1957)
разработал принципы построения логической схемы вычислительной машины, способной
использовать гибкую запоминаемую программу, которую можно было бы изменять, не
перестраивая всей схемы машины. Предложенные им принципы легли в основу построения
универсальных по своему применению электронных машин. Первый компьютер, в котором были
воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 г. английским исследователем Морисом
Уилксом.
Компьютеры 40-х и 50-х годов были очень большими - огромные залы были заставлены
шкафами с электронным оборудованием. Все это стоило очень дорого, поэтому компьютеры были
доступны только крупным компаниям и учреждениям. Первый шаг к уменьшению размеров
компьютеров стал возможен с изобретением в 1948 г. транзисторов - миниатюрных электронных
приборов, которые смогли заменить в компьютерах электронные лампы.
НИТ и ТСО
29
В середине 50-х годов были найдены очень дешевые способы производства транзисторов, и
во второй половине 50-х годов появились компьютеры, основанные на транзисторах. Они были в
сотни раз меньше ламповых такой же производительности. Единственная часть компьютера, где
транзисторы не смогли заменить электронные лампы, - это блоки памяти, но там вместо ламп
стали Использовать изобретенные к тому времени схемы памяти на магнитных сердечниках.
К середине 60-х годов появились и значительно более компактные внешние устройства для
компьютеров, что позволило фирме Digital Equipment выпустить в 1965 г. первый миникомпьютер PDP-8 размером с холодильник. Но к тому времени был подготовлен еще один шаг к
миниатюризации компьютеров - были изобретены интегральные схемы.
До появления интегральных схем транзисторы изготовлялись по отдельности, и при сборке
схем их приходилось соединять и спаивать вручную. В 1958 г. Джек Килби придумал, как на
одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов. В 1959 г. Роберт Нойс
(будущий основатель фирмы Intel) изобрел более совершенный метод, позволивший создавать на
одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные
электронные схемы стали называться интегральными схемами, или чипами. В дальнейшем
количество транзисторов, которое удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы,
увеличивалось приблизительно вдвое каждый год. В 1968 г. фирма Burroughs выпустила первый
компьютер на интегральных схемах, а в 1970 г. фирма Intel начала продавать интегральные схемы
памяти.
В том же году был сделан еще один важный шаг на пути к персональному компьютеру Маршиан Эдвард Хофф из той же фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную
по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Так появился первый
микропроцессор. Возможности Intel -400 были куда скромнее, чем у центрального процессора
большой ЭВМ: он работал гораздо медленнее и мог обрабатывать одновременно только 4 бита
информации (процессоры больших ЭВМ обрабатывали 16 или 32 бита одновременно). Но в 1973
г. фирма Intel выпустила 8-битовый микропроцессор Intel -8008, а в 1974 г. - его
усовершенствованную версию Intel -8080, которая до конца 70-х годов стала стандартом для
микрокомпьютерной индустрии.
Вначале эти микропроцессоры использовались только электронщиками-любителями и в
различных специализированных устройствах. Но в 1974 г. несколько фирм объявили о создании
на основе микропроцессора Intel -8008 компьютера - устройства, выполняющего те же функции,
что и большая ЭВМ. В начале 1975 г. появился первый коммерчески распространяемый
компьютер Альтаир-8800, построенный на основе микропроцессора Intel -8080. Хотя возможности
его были весьма ограниченны (оперативная память составляла всего 256 байт, клавиатура и экран
отсутствовали), его появление было встречено с большим энтузиазмом. Покупатели этого
компьютера снабжали его дополнительными устройствами: монитором для вывода информации,
клавиатурой, блоками расширения памяти и т.д. Вскоре эти устройства стали выпускаться
другими фирмами. В конце 1975 г. Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели фирмы
Microsoft) создали для компьютера «Альтаир» интерпретатор языка Basic, что позволило
пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы.
Это также способствовало популярности персональных компьютеров. Успех фирмы Intel заставил
многие фирмы также заняться производством персональных компьютеров. Появилось и несколько
журналов, посвященных персональным компьютерам. Компьютеры стали продаваться уже в
полной комплектации, с клавиатурой и монитором, спрос на них составил десятки, а затем и сотни
тысяч штук в год. Росту объема продаж весьма способствовали многочисленные полезные
программы, разработанные для деловых применений. Появились и коммерчески
распространяемые программы, например программа для редактирования текстов WordStar и
табличный процессор VisiCalc (соответственно 1978 и 1979 гг.). Эти и многие другие программы
сделали для делового мира покупку компьютеров весьма выгодным вложением денег: с их
помощью стало возможно значительно эффективнее выполнять бухгалтерские расчеты, составлять
документы и т. д. В результате оказалось, что для многих организаций необходимые им расчеты
можно было выполнять не на больших ЭВМ или мини-ЭВМ, а на персональных компьютерах, что
значительно дешевле. Распространение персональных компьютеров к концу 70-х годов привело к
некоторому снижению спроса на большие ЭВМ и мини-ЭВМ. Это стало предметом серьезного
беспокойства фирмы IBM (International Business Machines Corporation) - ведущей компании по
НИТ и ТСО
30
производству больших ЭВМ, и в 1979 г. она решила попробовать свои силы на рынке
персональных компьютеров. Однако руководство фирмы недооценило будущую важность этого
рынка и рассматривало создание компьютера всего лишь как мелкий эксперимент. Разработчикам
было разрешено не конструировать персональный компьютер с нуля, а использовать блоки,
изготовленные другими фирмами.
В качестве основного микропроцессора компьютера был выбран новейший тогда 16разрядный микропроцессор Intel-8088. Его использование помогло значительно увеличить
потенциальные возможности компьютера, так как новый микропроцессор позволял работать с 1
Мб памяти, а все имевшиеся тогда компьютеры были ограничены 64 Кб. В компьютере были
использованы и другие комплектующие различных фирм, а его программное обеспечение было
поручено разработать небольшой фирме Microsoft.
В августе 1981 г. новый компьютер под названием IBM PC (читается - Ай-Би-Эм Пи-Си)
был официально представлен, и вскоре после этого он приобрел большую популярность у
пользователей. Через один-два года компьютер IBM PC занял ведущее место на рынке, вытеснив
модели 8-битовых компьютеров. Фактически IBM PC стал стандартом персонального компьютера.
Сейчас такие компьютеры (совместимые с IВМ РС) составляют более 90 % всех производимых в
мире персональных компьютеров.
Если бы IВМ РС был сделан так же, как другие существовавшие во время его появления
компьютеры, он бы устарел через два-три года. Но в IВМ РС была заложена возможность
усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IВМ сделала
компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из
независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы
сопряжения устройств с компьютером IВМ РС не только не держались в секрете, но и были
доступны всем желающим. Этот принцип, называемый принципом открытой архитектуры,
наряду с другими достоинствами обеспечил небывалый успех компьютеру IВМ РС.
На основной электронной плате компьютера IBM PC (системной, или материнской, плате)
размещены только те блоки, которые осуществляют обработку информации (вычисления). Схемы,
управляющие всеми остальными устройствами компьютера - монитором, дисками, принтером и
т.д., реализованы на отдельных платах (контроллерах), которые вставляются в стандартные
разъемы на системной плате - слоты. К этим электронным схемам подводится электропитание из
единого блока питания, а для удобства и надежности все это заключается в общий металлический
или пластмассовый корпус - системный блок
Открытость заключается в том, что для IВМ РС-совместимых компьютеров все
спецификации взаимодействия внешних устройств с контроллерами, контроллеров с системной
платой (точнее, шиной) и т.д. доступны всем желающим. Это положение сохраняется по сей день,
хотя с той поры в конструкцию IВМ РС-совместимых компьютеров было внесено много
нововведений.
В 1983 г. был выпущен компьютер IВМ РС ХТ, имеющий встроенный жесткий диск (рис.
17), в 1985 г. - компьютер IВМ РС АТ на основе нового микропроцессора Intel -80286,
работающий в 3-4 раза быстрее IВМ РС ХТ.
Устройство и принципы действия компьютера
Один из выдающихся математиков нашего столетия Джон фон Нейман разработал
принципы построения логической системы вычислительной машины, способной использовать
гибкую запоминаемую программу, которую можно было бы изменять, не перестраивая всей схемы
машины. В соответствии с принципами фон Неймана для работы компьютера необходимы
следующие устройства:
1) арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические
операции (АЛУ);
2) устройство управления, которое организует процесс выполнения программ (УУ);
3) запоминающее устройство, или память, для хранения программ и данных (ЗУ);
4) внешние устройства для ввода-вывода информации (УВВ);
5) пульт управления (ПУ).
НИТ и ТСО
31
Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в
каждой из которых могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все
ячейки памяти должны быть одинаково легкодоступны для других устройств компьютера (рис.
18).
В общих чертах работу компьютера можно описать так. Вначале с помощью какого-либо
внешнего устройства в память компьютера вводится программа. Устройство управления
считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция (команда) программы, и
организует ее выполнение. Эта команда может задавать выполнение арифметических или
логических операций, чтение из памяти данных для этих операций или запись их результатов в
память, ввод данных из внешнего устройства в память или вывод данных из памяти на внешнее
устройство.
Как правило, после выполнения одной команды устройство управления начинает
выполнять команду из ячейки памяти, которая находится непосредственно за только что
выполненной командой. Однако этот порядок может быть изменен с помощью команд передачи
управления (перехода). Эти команды указывают устройству управления, что ему следует
продолжить выполнение программы, начиная с команды, содержащейся в некоторой другой
ячейке памяти. Такой «скачок», или переход, в программе может выполняться не всегда, а только
при выполнении некоторых условий, например, если некоторые числа равны, если в результате
предыдущей арифметической операции получился нуль и т. д. Это позволяет использовать одни и
те же последовательности команд в программе много раз (организовывать циклы), выполнять
различные последовательности команд в зависимости от определенных условий и т.д., т. е.
создавать сложные программы.
Таким образом, управляющее устройство выполняет инструкции программы
автоматически, без вмешательства человека. Оно может обмениваться информацией с
оперативной памятью и внешними устройствами компьютера. Поскольку внешние устройства
работают значительно медленнее, чем остальные части компьютера, управляющее устройство
может приостанавливать выполнение программы до завершения операции ввода-вывода с
внешним устройством. Все результаты выполненной программы должны быть ею выведены на
внешние устройства компьютера, после чего компьютер переходит к ожиданию каких-либо
сигналов внешних устройств.
Следует заметить, что схема устройства современных компьютеров несколько отличается
от приведенной выше. В частности, арифметическо-логическое устройство и устройство
управления чаще всего объединены в единое устройство - центральный процессор. Кроме того,
выполнение программ может прерываться для выполнения неотложных действий, связанных с
поступившими сигналами от внешних устройств компьютера, - прерываний. Многие
быстродействующие компьютеры осуществляют параллельную обработку данных на нескольких
процессорах. Тем не менее большинство современных компьютеров соответствуют принципам,
изложенным фон Нейманом.
Процессор, или микропроцессор, является основным устройством ЭВМ и представляет
собой функционально законченное устройство обработки информации. Он предназначен для
выполнения вычислений по хранящейся в запоминающем устройстве программе и обеспечения
общего управления ЭВМ. Быстродействие ЭВМ в значительной мере определяется скоростью
работы процессора. Для ее увеличения процессор использует собственную память небольшого
НИТ и ТСО
32
объема, именуемую местной, или сверхоперативной, что в некоторых случаях исключает
необходимость обращения к запоминающему устройству ЭВМ.
Вычислительный процесс должен быть предварительно представлен для ЭВМ в виде
программы. При выполнении программы ЭВМ выбирает очередную команду, расшифровывает ее,
определяет, какие действия и над какими операндами следует выполнить. Эту функцию
осуществляет УУ. Оно же помещает выбранные из ЗУ операнды в АЛУ, где они и
обрабатываются. Само АЛУ работает под управлением УУ.
Обрабатываемые данные и выполняемая программа должны находиться в запоминающем
устройстве - памяти ЭВМ, куда они вводятся через устройство ввода. Емкость памяти измеряется
в величинах, кратных байту. Память представляет собой сложную структуру, построенную по
иерархическому принципу, и включает в себя запоминающие устройства различных типов.
Функционально она делится на две части - внутреннюю и внешнюю.
Внутренняя, или основная, память - это запоминающее устройство, напрямую связанное
с процессором и предназначенное для хранения выполняемых программ и данных,
непосредственно участвующих в вычислениях. Обращение к внутренней памяти ЭВМ
осуществляется с высоким быстродействием, но она имеет ограниченный объем, определяемый
системой адресации машины.
Внутренняя память, в свою очередь, делится на оперативную (ОЗУ) и постоянную (ПЗУ)
память.
Постоянная память обеспечивает хранение и выдачу информации. В отличие от
содержимого оперативной памяти содержимое постоянной заполняется при изготовлении ЭВМ и
не может быть изменено в обычных условиях эксплуатации. В постоянной памяти хранятся часто
используемые (универсальные) программы и данные, к примеру, некоторые программы
операционной системы, программы тестирования оборудования ЭВМ и др. При выключении
питания содержимое постоянной памяти сохраняется. Как правило, эти данные не могут быть
изменены, выполняемые на компьютере программы могут только их считывать. Такой вид памяти
обычно называется ROM (read only memory - память только для чтения), или ПЗУ (постоянное
запоминающее устройство). Поскольку большая часть этих программ связана с обслуживанием
ввода-вывода, эту память называют ROM BIOS (Basic Input-Output System базовая система вводавывода).
Оперативная память, по объему составляющая большую часть внутренней памяти, служит
для приема, хранения и выдачи информации. При выключении питания ЭВМ содержимое
оперативной памяти в большинстве случаев теряется.
Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так
что процессору практически не приходится ждать при чтении данных из памяти или записи в
память. Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (random access memory, т. е.
память с произвольным доступом).
От количества установленной в компьютере оперативной памяти напрямую зависит, с
какими программами можно на нем работать. При недостаточном количестве оперативной памяти
многие программы либо вовсе не будут работать, либо станут работать крайне медленно.
Для ускорения доступа к оперативной памяти на быстродействующих компьютерах
используется специальная сверхбыстродействующая кэш-память, которая располагается как бы
«между» микропроцессором и оперативной памятью и хранит копии наиболее часто
используемых участков оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала
производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в
несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев необходимые
микропроцессору данные уже содержатся в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти
уменьшается.
Кроме обычной оперативной памяти и постоянной памяти в компьютере имеется также
небольшой участок памяти для хранения параметров конфигурации компьютера. Его часто
называют CMOS-RAM, поскольку эта память обычно выполняется по технологии «CMOS»,
обладающей низким энергопотреблением. Содержимое CMOS-RAM не изменяется при
выключении электропитания компьютера. Эта память располагается на контролере периферии,
для электропитания которого используются специальные аккумуляторы.
НИТ и ТСО
33
Для изменения параметров конфигурации компьютера в BIOS содержится программа
настройки конфигурации компьютера Setup. Аккумулятор снабжает электроэнергией и
встроенные в компьютер часы (так называемые часы реального времени). Наличие этих часов
позволяет не задавать текущее время при каждом включении компьютера.
Еще один вид памяти в IВМ РС-совместимых компьютерах это видеопамять, т. е. память,
используемая для хранения изображения, выводимого на экран монитора. Эта память обычно
входит в состав видеоконтроллера - электронной схемы, управляющей выводом изображения на
экран монитора.
Внешняя память
(ВЗУ) предназначена для
размещения
больших
объемов информации и
обмена ею с оперативной
памятью. Для построения
внешней
памяти
используют
энергонезависимые
носители
информации
(диски и ленты), которые к
тому
же
являются
переносными. Емкость этой
памяти практически не
имеет ограничений, а для
обращения к ней требуется
больше времени, чем ко
внутренней.
Внешние
запоминающие устройства конструктивно отделены от центральных устройств компьютера
(процессора и внутренней памяти), имеют собственное управление и выполняют запросы
процессора без его непосредственного вмешательства (рис. 19).
ВЗУ по принципам функционирования разделяются на устройства прямого доступа
(накопители на магнитных и оптических дисках) и устройства последовательного доступа
(накопители на магнитных лентах). Устройства прямого доступа обладают большим
быстродействием, поэтому они являются основными внешними запоминающими устройствами,
постоянно используемыми в процессе функционирования компьютера. Устройства
последовательного доступа используются в основном для резервирования информации.
Устройства ввода-вывода служат соответственно для ввода информации в машину и
вывода из нее, а также для обеспечения общения пользователя с машиной. Процессы вводавывода протекают с использованием внутренней памяти. Иногда устройства ввода-вывода
называют периферийными, или внешними, устройствами. К ним относятся, в частности,
дисплеи (мониторы), клавиатура, манипуляторы, печатающие устройства (принтеры),
графопостроители, сканеры, звуковые колонки и др.
Монитор принимает изображение от системного блока. Его экран является рабочим полем.
С помощью клавиатуры в компьютер вводятся любой текст, символы, подаются команды и
осуществляется управление работой компьютера. Мышь - средство управления курсором на
экране монитора. (Все периферийные устройства ввода-вывода описаны в § 8.)
Для управления внешними устройствами (в том числе и ВЗУ) и согласования их с
системным интерфейсом служат групповые устройства управления внешними устройствами,
адаптеры или контроллеры. Системный интерфейс - это конструктивная часть компьютера,
предназначенная для взаимодействия его устройств и обмена информацией между ними. В
больших, средних и суперЭВМ в качестве системного интерфейса использовались сложные
устройства, имеющие встроенные процессоры ввода-вывода, именуемые каналами. Такие
устройства обеспечивают высок
Классификация ЭВМ
НИТ и ТСО
34
Чтобы судить о возможностях ЭВМ, их принято разделять на группы по определенным
признакам, т.е. классифицировать. Сравнительно недавно классифицировать ЭВМ по различным
признакам не составляло большого труда. Однако с развитием технологии производства ЭВМ
классифицировать их стало все более затруднительно, ибо стирались грани между такими
важными характеристиками, как производительность, емкость внутренней и внешней памяти,
габариты, вес, энергопотребление и др. Например, персональный компьютер, для размещения
которого достаточно стола, имеет практически такие же возможности и технические
характеристики, как и довольно совершенная в недавнем прошлом ЭВМ Единой системы (ЕС),
занимающая машинный зал в сотни квадратных метров.
Классификацию вычислительных машин по таким показателям,
как габариты и производительность, можно представить следующим образом:
1) сверхпроизводительные ЭВМ и системы (суперЭВМ);
2) большие ЭВМ (универсальные ЭВМ общего назначения);
3) средние ЭВМ;
4) малые, или мини-ЭВМ;
5) микроЭВМ;
6) персональные компьютеры;
7) переносные компьютеры;
8) микрокомпьютеры.
Понятия «большие», «средние» и «малые» для отечественных ЭВМ весьма условны и не
соответствуют подобным категориям зарубежных ЭВМ.
Исторически первыми появились большие ЭВМ (универсальные ЭВМ общего назначения),
элементная база которых прошла путь от электронных ламп до схем со сверхвысокой степенью
интеграции. В процессе эволюционного развития больших ЭВМ можно выделить отдельные
периоды, связываемые с пятью поколениями ЭВМ. Поколение ЭВМ определяется элементной
базой (лампы, полупроводники, микросхемы различной степени интеграции), архитектурой и
вычислительными возможностями.
Основное назначение больших ЭВМ заключалось в выполнении работ, связанных с
обработкой и хранением больших объемов информации, проведением сложных расчетов и
исследований в ходе решения вычислительных и информационно-логических задач. Такими
машинами, как правило, оснащались вычислительные центры, используемые совместно
несколькими организациями. К ним относятся большинство моделей фирмы 1ВМ (семейства 360,
370, 390) и их отечественные аналоги ЕС ЭВМ. Большие машины составляли основу парка
вычислительной техники до середины 70-х годов.
Производительность больших ЭВМ порой оказывается недостаточной для ряда
приложений, например таких, как прогнозирование метеообстановки, ядерная энергетика, оборона
и т.д. Эти обстоятельства стимулировали создание сверхбольших, или суперЭВМ. Такие машины
обладали колоссальным быстродействием в миллиарды операций в секунду, основанном на
выполнении параллельных вычислений и использовании многоуровневой иерархической
структуры ЗУ, требовали для своего размещения специальных помещений и были крайне сложны
в эксплуатации. Стоимость отдельной ЭВМ такого класса достигала десятков миллионов
долларов. Представители этого класса ЭВМ – компьютеры фирм Cray Research, Control Data
Corporation (CDC) и отечественные суперЭВМ семейства «Эльбрус».
Средние ЭВМ представляют некоторый интерес в историческом плане. На определенном
этапе развития ЭВМ, когда их номенклатура и, соответственно, возможности были
ограниченными, появление средних машин было закономерным. Вычислительные машины этого
класса обладали несколько меньшими возможностями, чем большие ЭВМ, но зато им была
присуща и более низкая стоимость. Они предназначались для использования всюду, где
приходилось постоянно обрабатывать довольно большие объемы информации с приемлемыми
временными затратами. Позднее стало трудно определить четкую грань между средними ЭВМ и
большими, с одной стороны, и малыми - с другой. К средним относили некоторые модели ЕС
ЭВМ, например: ЕС-1036, ЕС-1130, ЕС-1120. За рубежом средние ЭВМ выпускали фирмы
IВМ (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard,
COMPAREX и др.
НИТ и ТСО
35
Малые ЭВМ, или мини-ЭВМ, составляли самый многочисленный и быстро развивающийся
класс ЭВМ. Их популярность объяснялась малыми размерами, низкой стоимостью (по сравнению
с большими и средними ЭВМ) и универсальными возможностями. Класс миниЭВМ появился в 60е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DЕС). Это было обусловлено развитием элементной базы
и избыточностью ресурсов больших и средних ЭВМ для ряда приложений. Такие машины широко
применялись для управления сложными видами оборудования, создания систем
автоматизированного проектирования и гибких производственных систем. К мини-ЭВМ
относились машины серии РDР (затем VАХ) фирмы DЕС и их отечественные аналоги - модели
семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Изобретение микропроцессора привело к появлению еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ.
Определяющий признак микроЭВМ - наличие одного или нескольких микропроцессоров.
Создание микропроцессора не только изменило центральную часть ЭВМ, но и привело к
необходимости разработки малогабаритных устройств ее периферийной части. МикроЭВМ
благодаря малым размерам, высокой производительности, повышенной надежности и небольшой
стоимости нашли широкое распространение во всех сферах народного хозяйства и оборонного
комплекса. С появлением микропроцессоров и микроЭВМ становится возможным создание так
называемых интеллектуальных терминалов, выполняющих сложные процедуры предварительной
обработки информации.
Успехи в развитии микропроцессоров и микроЭВМ привели к появлению персональных
ЭВМ (ПЭВМ), предназначенных для индивидуального обслуживания пользователя и
ориентированных на решение различных задач неспециалистами в области вычислительной
техники.
Компьютеры, выпускаемые в сотнях тысяч и миллионах экземпляров, вносят коренные
изменения в формы использования вычислительных средств, в значительной степени расширяя
масштабы их применения. Они широко используются как для поддержки различных видов
профессиональной
деятельности
(инженерной,
административной,
производственной,
литературной, финансовой и др.), так и в быту, например для обучения и досуга. Персональный
компьютер позволяет эффективно выполнять научно-технические и финансово-экономические
расчеты, организовывать базы данных, подготавливать и редактировать документы и любые
другие тексты, вести делопроизводство, обрабатывать графическую информацию и т. д.
На основе компьютеров создаются автоматизированные рабочие места (АРМ) для
представителей разных профессий (конструкторов, технологов, административного аппарата и
др.).
Эксплуатационно-технические характеристики вычислительной техники
К эксплуатационно-техническим характеристикам вычислительной технологии относятся
быстродействие, емкость памяти, точность вычислений и др.
В зависимости от области применения выпускаются машины с быстродействием от
нескольких сотен тысяч до миллиардов операций в секунду. Для решения сложных задач
возможно объединение нескольких ЭВМ в единый вычислительный комплекс с требуемым
суммарным быстродействием.
Емкость, или объем, памяти определяется максимальным количеством информации,
которое можно разместить в памяти ЭВМ. Обычно емкость памяти измеряется в байтах.
Точность вычислений зависит от количества разрядов, используемых для представления
одного числа. Компьютеры комплектуются 32- или 64-разрядными микропроцессорами, что
вполне достаточно для обеспечения высокой точности расчетов в самых разнообразных
приложениях. Однако если этого мало, можно использовать удвоенную или утроенную разрядную
сетку.
Система команд - это перечень команд, которые способен выполнить процессор. Система
команд устанавливает, какие конкретно операции может выполнять процессор, сколько операндов
требуется указать в команде, какой вид (формат) должна иметь команда для ее распознавания.
Количество основных разновидностей команд невелико. С их помощью машины способны
выполнять операции сложения, вычитания, умножения, деления, сравнения, записи в память,
передачи числа из регистра в регистр, преобразования из одной системы счисления в другую и т.д.
При необходимости выполняется модификация команд.
НИТ и ТСО
36
Надежность ЭВМ - это способность машины сохранять свои свойства при заданных
условиях эксплуатации в течение определенного промежутка времени.
Важное значение имеют и другие характеристики вычислительной техники, например:
универсальность, программная совместимость, вес, габарит, энергопотребление и др. Они
принимаются во внимание при оценивании конкретных сфер применения ЭВМ.
Перспективы развития вычислительной техники
В настоящее время наиболее перспективны компьютерные сети. Суперпримером такой
сети является глобальная сеть Internet.
Наиболее часты следующие виды взаимодействия абонентов компьютерной сети:
1. Передача блоков информации, т. е. пересылка по сети данных, необходимых для
осуществления того или иного вычислительного процесса.
2. Удаленный ввод заданий для расчетов, т. е. передача по сети исходных данных для
реализации вычислений на той ЭВМ сети, где есть необходимая программа. Таким образом
производится сбор первичной информации от различных (может быть, даже находящихся на
значительном расстоянии) абонентов для дальнейшей ее обработки на центральной ЭВМ.
3. Диалоговое взаимодействие пользователя с банками данных. Специфика этого
взаимодействия определяется прежде всего многократной реализацией коротких вопросов
пользователя и быстрых ответов банка данных.
4. Электронная почта, осуществляющая передачу текстов писем пользователям сети по их
имени и паролю. Электронными письмами могут быть не только словесные сообщения, но и
тексты программ, цифровая и графическая информация. Такая почта объединяет пользователей
сети в необычный коллектив, отдельные представители которого могут лично не знать друг друга,
находясь, например, на разных континентах, и тем не менее успешно сотрудничать при решении с
помощью сети своих сложных задач.
Для подключения персональных компьютеров к каналам связи используют специальные
устройства - модемы. Модем (МОДулятор-ДЕМодулятор) преобразует дискретные сигналы,
поступающие от ЭВМ через последовательный канал, в сигналы, передаваемые по линии связи, а
также осуществляет обратное преобразование полученных по линии сигналов во входные сигналы
компьютера.
За последние 20 лет в промышленности средств связи большое внимание уделялось
системам передачи данных на значительные расстояния. Индустрия глобальных сетей и в
настоящее время занимает прочные позиции. Вместе с тем развитие персональных ЭВМ привело к
появлению локальных сетей, являющихся относительно новой областью средств передачи
данных.
Локальные сети, в отличие от глобальных, характеризуются тем, что расстояния между
наиболее удаленными электронными машинами здесь невелики. Это позволяет обеспечивать
высокие скорости передачи информации и, кроме того, дает возможность делать локальные сети
экономичными и надежными.
Локальная сеть состоит из аппаратуры и каналов передачи данных, которые соединяют
указанные аппараты как друг с другом, так и с компьютерами, подключаемыми к сети. Каналы
передачи данных это достаточно сложные компоненты сети. В них роль физической среды чаще
всего играют плоский многожильный, оптоволоконный, коаксиальный кабель, витая пара
проводов, эфир (радиоканал).
В качестве основного элемента аппаратуры передачи данных в компьютерах используют
специальное устройство, называемое сетевым адаптером.
С помощью аппаратуры и каналов передачи данных компьютеры могут быть объединены в
различные формы локальных сетей: линейную (шинную), звездообразную, кольцевую.
При общении компьютеров в сети необходимо соблюдать определенные правила протоколы, подразделяемые на две группы: протоколы высшего и низшего уровней. Различие их
состоит в том, что протоколы высшего уровня ведают процедурами взаимодействия решаемых
прикладных задач (вычислительных, информационных и т. д.) друг с другом через сеть связи, а
низшего - процессами связи в сети. Для того чтобы двум вычислительным процессам,
происходящим в машинах, которые находятся на различных концах сети, обмениваться
НИТ и ТСО
37
необходимой информацией, нужна одновременная работа всех протоколов. Протоколы высшего
уровня способны интерпретировать переданную информацию и тем самым обеспечивать
взаимодействие обоих вычислительных процессов. Низший же уровень протоколов обеспечивает
лишь передачу информации через сеть связи, «не задумываясь» о ее смысле.
Современные информационные сети - это ассоциации машин в органах управления, на
производстве, в учреждениях, институтах, школах. В памяти систем информационных сетей
постепенно накапливается все ценное, что сделано человечеством за многие годы. Без их
использования в настоящее время научно-технический прогресс невозможен.
Появление новых поколений ЭВМ обусловлено расширением сферы их применения,
требующей более производительной, дешевой и надежной вычислительной техники,
возникновением новейших электронных технологий, которые позволяют:
а) работать с базами знаний в различных предметных областях и организовывать на их
основе системы искусственного интеллекта;
б) обеспечивать простоту применения компьютера путем реализации эффективных систем
ввода-вывода информации голосом, диалоговой обработки информации с использованием
естественных языков, устройств распознавания речи и изображения;
в) упрощать процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза
программ.
Применение новых информационных технологий позволяет сегодня учителю и
воспитателям детских дошкольных учреждений пересмотреть вопросы методики организации
учебного процесса.
В настоящее время для детей от ясельного возраста появилось множество электронных
развивающих игр - прекомпьютеров. Это электронные устройства со строго очерченным кругом
выполняемых задач, работающие с программами обучающего, воспитывающего, развивающего и
развлекательного характера. Название «прекомпьютеры» означает «предшествующие
компьютерам», т.е. это простейшие персональные компьютеры с ограниченными
возможностями. Главное их отличие от настоящих персональных компьютеров состоит в том, что
в них заложен принцип выполнения тех или иных программ, записанных фирмой-изготовителем в
прекомпьютер, или находящихся на прилагаемых сменных картриджах. Обычно фирмамипроизводителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на
производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.
§ 7. Мультимедийная аппаратура
Современная проекционная аппаратура, представленная на отечественном рынке огромным
количеством моделей, в основном зарубежного производства, является, как правило,
мультимедийной (многофункциональной). Многие модели сопряжены с компьютерами, которые
тоже представляют собой мультимедийное устройство.
Термин «медиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда, или
носитель информации». «Мультимедиа» означает возможность работы с информацией в
различных видах, а не только в цифровом виде, как у обычных компьютеров. Прежде всего, здесь
имеется в виду звуковая и видеоинформация. Мультимедиа-компьютеры - компьютеры с
совокупностью программных и аппаратных средств, позволяющие воспроизводить звуковую
(музыка, речь и др.), а также видеоинформацию (видеоролики, анимационные фильмы и др.).
Мультимедиа-средства распространяются все шире, и многие программы чисто делового
назначения тоже стали в той или иной мере мультимедийными.
Мультимедиа-компьютер должен иметь:
- дисковод для компакт-дисков;
- звуковую карту, позволяющую воспроизводить звуковые записи, а также синтезировать
музыку, записанную в формате MIDI (электронный аналог нот);
- видеосистему, позволяющую работать как минимум в видеорежиме с разрешением 640 х
480 точек с 65 536 цветами на экране;
- программный, или аппаратный, МРЕG - 1 декодер, позволяющий просматривать
видеодиски в стандарте СD-Video с разрешением 352 х 240 точек и 32 768 цветами с частотой 30
кадров в/с без пропусков кадров.
НИТ и ТСО
38
Кроме перечисленного для воспроизведения звука необходимы еще акустические системы
(колонки) или наушники.
Современный компьютерный центр, реализующий все мультимедийные возможности
компьютера (видеофильмы, музыка на СD, игры, Интернет, дизайнерские программы, библиотеки
фотографий, создание музыки и т. д.), сканирование любых необходимых материалов, их
распечатку (рис. 20).
Рассмотрим несколько моделей современных мультимедийных проекционных аппаратов
(рис. 21).
Серия проекторов Philips ProScreen совместима со
всеми графическими стандартами от VGA до XGA благодаря
специально разработанному конвертеру LIMESCO (Line Memory
Scan COnvertor). Этот конвертер обеспечивает возможность
проецирования с компьютеров любого типа, что снимает
проблему несовместимости компьютера с проектором. Для этой
серии специально разработана лампа UНР, которая может
работать до 1000 часов без потери яркости, давая устойчивый
световой поток. Лампа не греется, вентилятор работает
практически бесшумно. Проекторы этой серии управляются
компьютером или мышью дистанционно (в проектор вставлен инфракрасный приемник,
работающий под любым углом). Мгновенная инсталляция - «подключи и работай», технология
удвоения строки для обеспечения идеального качества видеоизображения (видеоформаты
РАL/SЕСАМ/NТSС). Проекторы не очень тяжелые - 8 кг.
Современный компьютер в сочетании с мультимедийной проекционной аппаратурой в
принципе может заменить практически почти все традиционные ТСО, но это не всегда оправдано
с психолого-педагогической и методической точки зрения и из соображений высокой стоимости
подобного оборудования.
§ 8. Вспомогательные технические средства обучения
Вспомогательные ТСО столь же важны в учебном процессе, как и основные, которые при
их отсутствии могут быть менее эффективны. Думается, в данном пособии нет смысла подробно
останавливаться на разнообразных системах зашторивания, устройствах для более эффективного
использования школьных досок и т. п. В давно работающих школах, если считали нужным
приобрести такие устройства или сделать их своими силами, их приобрели и сделали. В
современных школах в очень многих традиционных вспомогательных средствах нет
необходимости, так как мультимедийные ТСО применяются в других условиях. Кроме того,
появилось много современных вспомогательных ТСО, которые также многие сложные устройства
прошлого делают ненужными. Однако среди молодых и будущих учителей встречаются
энтузиасты ТСО, готовые все механизировать, электрифицировать, объединить в системы,
автоматизировать. Им можно посоветовать для дополнительной информации ранее вышедшие
пособия по ТСО, в которых этому вопросу уделяется много внимания (см. список литературы в
конце пособия), и один из наиболее полных и содержательных справочников по техническим
устройствам (Богатых В. М. и др. Технические устройства обучения. - Киев, 1985).
Именно из этого справочника (с. 268, 269) ниже приводятся примеры некоторых
достаточно интересных вспомогательных ТСО, которые в свое время не были широко известны и
очень редко встречались в школах.
Световая таблица «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева»
- это стенд прямоугольной формы размером 1750х1730х200 мм со 104-мя химическими
элементами. В окнах 76 элементов производится смена информации при нажатии на
соответствующую кнопку пульта управления переключателями (плотность, химическая
характеристика, температура плавления, год открытия, электропроводность, ионные и атомные
радиусы, электроотрицательность). Высвечивание установившейся в окне информации для
каждого элемента производится нажатием на одну из клавишей пульта управления клавиатурой.
При установке переключателя пульта управления в соответствующее положение на стенде можно
получать расположение химических элементов по группам и подгруппам, периодам, четным и
НИТ и ТСО
39
нечетным рядам, что позволяет сравнивать изменения их свойств и соединений в пределах малых
и больших периодов в зависимости от выставленной в окнах информации.
Пользуясь таблицей, можно наблюдать зависимость свойств химических элементов от
строения их атомов, дать характеристику свойствам элементов и определить внешние свойства
простого вещества (металличность, неметалличность), составить формулу важнейших соединений
элементов и определить характеристику этих соединений (окислы, гидроокислы). Установка
может быть использована при объяснении нового материала преподавателем и для
самостоятельной подготовки обучающихся и самопроверки.
Питание от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Мощность,
потребляемая от сети, - 1 кВт.
Стенка аудиторная передняя «ОА 1» предназначена для меловых записей и экранной
демонстрации. Она состоит из двух подвижных меловых панелей, стационарного киноэкрана,
электропривода, двух направляющих стоек, противовеса, двух кнопочных постов управления,
двух дифференциальных подвесок, трансмиссии, включающей в себя вал, звездочки,
фрикционную муфту.
Конструкция стенки позволяет изменять положение меловых панелей относительно
вертикали рабочего поля. Панели могут перемещаться по направляющим на высоту до 2,8 м или
убираться за лицевую часть обрамления, освобождая при этом поле киноэкрана. Перемещение
панелей осуществляется электромеханическим приводом посредством цепной передачи и
управляется с двух кнопочных постов, расположенных на передней части обрамления. С целью
уменьшения мощности электродвигателя меловые панели уравновешены противовесом,
выполненным в виде балки из швеллера с набором чугунных грузов. Панели и противовес
соединены между собой двумя цепями, перекинутыми через звездочки общего вала. Общий вал
посредством фрикционной муфты соединен с электромеханическим приводом.
Электрическая схема стенки включает в себя электродвигатель, два реле реверсивного
движения, два кнопочных поста управления и общий автоматический выключатель напряжения
сети. Питание осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В.
Мощность, потребляемая от сети, - 500 Вт. Максимальная площадь рабочей поверхности меловых
панелей - 8 м2. Максимальная площадь киноэкрана - 8 м2. Максимальная высота подъема меловых
экранов - 1800 мм. Скорость перемещения панелей - 0,15 м/с.
Габариты 5400 х 2900 х 450 мм. Масса - 600 кг.
Механизированная аудиторная доска «РР182» предназначена для оснащения
лекционных аудиторий в учебных заведениях. Она выполнена из матированного оргстекла и имеет
цветной фон. Ее подъем и опускание на необходимую высоту осуществляются электродвигателем
с редуктором с двух пультов управления, смонтированных на горизонтальной панели,
установленной перед доской. Доска оснащена специальными зажимами для подвески плакатов и
устройствами для стирания записей.
Питание осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В.
Мощность, потребляемая от сети, 500 Вт. Скорость подъема-опускания - 0,14 м/с. Размер рабочей
поверхности 4500 х 2000 мм. Максимальная высота подъема -1000 мм.
Масса (с приводом, противовесами и системой монтажа) - 480 кг.
Информационное поле «ММА 311.01» предназначено для работы в составе комплексов
технических средств обучения. Оно позволяет производить запись мелом на доске,
демонстрировать на разворачивающемся отражательном экране учебные фильмы, диафильмы,
диапозитивы, демонстрировать на просветном полиэкране диапозитивы, поднимать с помощью
механизированной рейки закрепленные на ней планшеты, схемы, карты и т. п., управлять работой
четырех диапроекторов, управлять работой разворачивающегося экрана, механизированной рейки
и подсветкой меловой доски, использовать микрофон выносного пульта для усиления речи
преподавателя.
Использование всякой проекционной аппаратуры связано с наличием и качеством экранов.
Экран - плоская или криволинейная поверхность для рассеивания в направлении зрителя света от
каждого участка спроецированного на него изображения. Экраны бывают светоотражающие
(изображение рассматривается с той же стороны, с которой проецируется) и просветные
(проецирование ведется на просвет - обратная проекция). От экрана и его свойств во многом
зависит качество изображения. Традиционные экраны и их вариации по размерам, материалам, из
НИТ и ТСО
40
которых они выполнены и т. д., достаточно хорошо известны и в том или ином наборе имеются в
любой школе.
Рассмотрим современные модели и их характеристики. Различают два типа экранов: тип D
и тип S. Первый - рассеивающий, обеспечивает равномерное распределение светового потока на
экране и имеет идеальную матово-белую поверхность. Второй тип – собирающий имеет
металлизированное серебристое покрытие, которое отражает световые лучи, подобно зеркалу, и
подходит для стереоскопических трехмерных проекций. Бывают экраны с вогнутой поверхностью,
которая обеспечивает более высокую плотность светового потока за счет концентрации света.
Имеются экраны сферической, цилиндрической и параболической формы. Параболические экраны
- это сверхъяркие экраны с высоким коэффициентом усиления благодаря сильной концентрации
света. Существует много вариаций стационарных и переносных экранов разных размеров и
конструкций. Среди них можно назвать экраны на штативах с продуманными системами
крепления и регулировки; складывающиеся экраны, устанавливающиеся в считанные минуты без
дополнительных инструментов.
Интересны появившиеся свыше 10 лет назад ЖК-панели. С помощью мощного оверхедпроектора можно получить прекрасное качество изображения наглядной информации с экрана
компьютера, подключенной видеокамеры или видеомагнитофона. Многие модели имеют функции
«увеличение», «указка», «занавес», которые позволяют разнообразить демонстрацию. Панель
снабжается небольшими громкоговорителями. ЖК-панели хороши для использования в
стационарных условиях компьютерных классов или конференц-зала.
Современным вариантом проекционной плоскости являются плазменные панели. Плазматехнологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны,
так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней СRТ-дисплеев.
Плазменные панели обеспечивают чрезвычайно высокое качество изображения с высокой
яркостью и контрастностью. Источником излучения служат люминофоры (красный, синий и
зеленый), свечение которых в свою очередь вызывает ультрафиолетовое излучение разряда в газе.
Такая панель очень удобна в обращении, имеет широкий угол обзора, поддерживает все
популярные видеоформаты, может быть прикреплена к стене
или потолку или размещена на подставке.
Спектр применения плазменных панелей очень широк это деловые презентации, учебные и информационносправочные табло, домашнее видео. Панели занимают мало
места, могут быть расположены в любом помещении.
В
панели
предусмотрено
четыре
режима
работы:
нормальный (изображение
4:3 - в центре, края дисплея
не используются), широкий
(изображение 4:3 равномерно
растягивается к краям),
растянутый (изображение 4:3
растягивается неравномерно
от
центра
к
краям),
автоматический
(режим
определяется в зависимости от
вида
сигнала).
Видеостандарты: РАL, SЕСАМ,
NТSС. Есть встроенная
аудиосистема. Масса - 40 кг (рис.
22).
НИТ и ТСО
41
К вспомогательным ТСО можно отнести и современные
электронные доски (рис. 23, 24). Это доска с интерактивными
возможностями и воз можностью передачи данных на расстояние.
Все, что пишется на этой доске, автоматически появляется в
приложении Windows или на компьютере Macintosh. Рисунки и
данные, записанные на доске, можно сохранить и использовать в
различных приложениях, распечатать и раздать слушателям,
переслать заочным участникам семинара по факсу или
электронной почте. В основе такой доски лежит технология
лазерного сканирования, позволяющая отслеживать цвет,
положение и движение маркера и передавать их на монитор
компьютера без задержки.
Электронные доски характеризуются:
- высококачественной фарфоровой поверхностью на
металлической основе;
- возможностью сохранять и репродуцировать данные;
полноцветным
изображением
и
принтерным
интерфейсом;
- цветными копиями, полученными посредством
компьютерного принтера;
- интерактивностью и другими приложениями;
- возможностью фронтальной проекции;
- легкостью использования.
Программное обеспечение Release 2.0 включает следующие программы:
1. Программы просмотра записанного материала в любом удобном режиме: строчка-застрочкой, страница-за-страницей, в быстром темпе с первой до последней страницы или в
обратном направлении. ПО позволяет изменить выбранные цвета, ширину линий, сохранить
любую часть экрана. Все исправления, сделанные на доске, можно сохранить или уничтожить.
2. Программы поддержки компьютерной связи с удаленным компьютером или
объединенными сетевыми компьютерами. Это дает возможность привлекать участников, находящихся на отдалении друг от друга, участвовать в обсуждении проблем в реальном времени.
Пользователи сети, содержащей до 50 персональных компьютеров, могут одновременно читать
файл, используя самые различные каналы коммуникации (включающие обычные телефонные
линии).
3. Программы использования различных шаблонов на электронной доске и на мониторе
компьютера - такие, как, например, «пустые бланки», созданные пользователем, карты или просто
разлинованные страницы.
4. Программы, превращающие электронную доску в интерактивную доску. Дотрагиваясь
маркером до поверхности доски, можно изменить или подчеркнуть данные, набросать рисунок, т.
е. легко проделать все, что необходимо для обычной работы на компьютере.
5. Программы, позволяющие делать пометки поверх приложений, демонстрируемых на РС,
запоминать и распечатывать примечания.
К некоторым моделям электронных досок при покупке в комплекте с доской
прикладываются маркеры черного, красного, синего и зеленого цветов, фетровые салфетки. Два
ластика стирают написанные данные одновременно с доски и с экрана монитора. Имеются и
стойки на коле
§ 9. Аудиторные технические комплексы
Введенная около 30 лет назад кабинетная система организации учебного процесса в
общеобразовательных школах во многом способствовала более широкому использованию
разнообразных ТСО и созданию аудиторных технических комплексов. Аппаратура в таких
комплексах может быть закреплена стационарно, быть передвижной или создаваться как
комбинированная система. При этом весьма существенным является то, насколько
автоматизированы используемые ТС. В таком технически оснащенном кабинете создаются
НИТ и ТСО
42
оптимальные условия для организации учебного процесса и деятельности учителя и учащихся,
однако нецелесообразно всю техническую аппаратуру закреплять стационарно, так как это
приведет к ограничению ее использования в тех случаях, когда занятия проводятся в других
помещениях. Поэтому наиболее целесообразен вариант, когда на каждом этаже создается кабинет
с комбинированной системой размещения аппаратуры, часть из которой может легко
перемещаться на специальных тележках или современных передвижных демонстрационных
столиках.
К аудиторному оборудованию (АО) следует отнести оборудованное место учителя со
встроенными пультами дистанционного управления кинодиапроекционной аппаратурой,
звуковоспроизводящей и телевизионной аппаратурой, зашториванием и освещением аудитории, а
также экранные стенды и диаграммы, информационные доски на световых индикаторах,
магнитные доски с «прилипающими» учебными пособиями, подъемные и раздвижные меловые
доски, аудиторные стенки, отражательные экраны и экраны, работающие на просвет, стойки и
навески для подъема плакатов, электрифицированные таблицы химических элементов, лазерные
указки, регламентаторы времени, подставки и полки-кронштейны для технических устройств
предъявления информации. Например, разработанная в 80-е годы автоматизированная лекционная
аудитория - «АЛА-50/250», предназначенная для обеспечения оперативной внешней обратной
связи в лекционной аудитории на 50, 100, 150, 200 или 250 мест и дистанционного управления
аудиовизуальными техническими устройствами преподавания.
Система дистанционного управления техническими устройствами обучения представляет
собой пульт управления, состоящий из коммутационных устройств, вмонтированных в
оборудованное место учителя и предназначенных для дистанционного управления
кинопроектором «Украина», диапроектором, эпидиаскопом, базовым усилителем НЧ, аудиторным
освещением, механизмами зашторивания, группами учебного телевидения. Пульт управления
оборудован встроенным магнитофоном и проигрывателем.
Система обратной связи с выборочным способом ввода ответа (одна из двух или пяти
альтернатив) предназначена для контроля усвоения излагаемого на лекции материала и состоит из
пульта преподавателя и пультов обучаемых. Программа - линейная. Контрольные вопросы
предъявляются устно, письменно на доске или плакате, на экране с помощью диапроектора. Число
вопросов при контроле ограниченно. Регистрация результатов опроса осуществляется
автоматически и индицируется на световом табло пульта преподавателя. Результаты опроса могут
быть выражены в абсолютной (до 250) или относительной (процентной) форме.
Зашторивание оконных проемов: горизонтальное - высота не более 4 м, ширина 2- 5 м,
скорость зашторивания 0,41 м/с; вертикальное - высота не более 3 м, ширина не более 3 м,
скорость зашторивания 0,24 м/с.
Достаточно распространенным в общеобразовательных школах аудиторным техническим
комплексом является лингафонный кабинет. Это специальная аудитория, оборудованная
комплексом звукотехнической, проекционной и кинопроекционной аппаратуры, а также
соответствующими звуковыми, экранными и экранно-звуковыми средствами обучения и
воспитания, позволяющими создавать оптимальные условия для самостоятельной работы
учащихся по овладению навыками устной речи, культурой речи родного языка, а также
профессионально-исполнительскими навыками по специальности в театральных и музыкальнопедагогических учебных заведениях.
Лингафонные кабинеты бывают с открытыми рабочими местами или с изолированными
один от другого кабинетами (полукабинетами). Изготавливая стенки кабин из звукоизолирующего
материала, переднюю делают из оргстекла или стекла.
Лингафонные кабинеты могут иметь магнитофоны не только на столе учителя, но и на
каждом рабочем месте учащихся. Кроме того, в этих кабинетах устанавливают всевозможную
аппаратуру для статичного и динамичного проецирования.
Различают следующие типы лингафонных кабинетов.
Аудиопассивные Лингафонные кабинеты. Пульт управления, магнитофон и
проигрыватель находятся на рабочем месте учителя. У учащихся - головные телефоны.
Фонограмму можно прослушивать в двух вариантах: тихом (через головные телефоны), громком
(через громкоговоритель).
НИТ и ТСО
43
Аудиоактивные Лингафонные кабинеты. Рабочее место учителя два магнитофона,
электрофон, пульт управления с общим усилителем. У учащихся - полу кабины с
микротелефонными гарнитурами. Такой тип лингафонного кабинета позволяет осуществлять
громкое и тихое прослушивание фонограмм, говорение учащихся в парах, связь с преподавателем.
Есть дистанционное управление проекционной аппаратурой, автоматизированное зашторивание и
попарная коммутация рабочих мест.
Аудиокомпаративные лингафонные кабинеты. Рабочее место учителя оборудовано
консолью, объединяющей пульт управления, два магнитофона, электрофон и синхроприставку для
согласования работы магнитофона и автоматического проектора. У учащихся – то же, что и в
предыдущем варианте. Такое оборудование позволяет прослушивать образцовые фонограммы с
одновременной записью речи учащихся в паузах.
Недавно разработанные лингафонные классы со специальными цифровыми магнитофонами
на рабочих местах, управляемыми мультимедийным компьютером учителя, рассчитаны на
трансляцию записанных элементов речи и их контроль, а также на подключение к разным
обучающим программам.
Для общеобразовательных школ отечественная промышленность выпускала лингафонные
устройства (ЛУ) и языковые лаборатории (ЯЛ).
Лингафонным устройством называют звукотехническую аппаратуру, состоящую из
телефонов, микрофонов, магнитофонов, электрофонов и пульта управления учителя, создающую
широкие возможности для эффективной передачи звуковой информации всему классу и
отдельным учащимся, для разговора учащихся в парах и фиксации на магнитофоне, для
подключения учителя к любой паре в целях контроля и предназначенную для оптимизации
разговорной речи по родному и иностранным языкам.
Языковая лаборатория отличается от лингафонного устройства тем, что она дополняется
имеющимся в школе комплектом проекционной аппаратуры. Для этого в пульте управления
учителя предусмотрено дистанционное управление проекционной техникой, механизмом
зашторивания окон и электроосвещением кабинета.
Многие общеобразовательные школы оснащены лингафонными устройствами типа ПЛК18, ДКП-70, в некоторых действуют языковые лаборатории ЯЛ-20.
ЯЛ-20 представляет собой устройство для наиболее рационального использования всех
звуковых, экранных и экранно-звуковых средств обучения и воспитания в процессе изучения
родного и иностранного языков.
Лингафонные кабинеты типа «ЯЛ-ЗМ» и его модификации «ЯЛ-20», «ЯЛ-24М»
обеспечивают следующие дидактические возможности:
- одновременное проговаривание речевых образцов и самопрослушивание;
- подачу трех учебных программ на рабочие места учащихся;
- избирательную коммутацию трех групп рабочих мест на одну из программ;
- парное фиксированное соединение рабочих мест;
- возможность индивидуальной работы учителя с любым учащимся;
- скрытый контроль учителем работы учащихся;
- общий вызов учащихся любой группы;
- запись на магнитную ленту речи учащихся;
- перезапись фонограммы от проигрывателя или магнитофона;
- воспроизведение через выносные звуковые колонки следующих видов фонограмм:
учебная программа, звуковой кинофильм, речь учителя, речь учащихся в парах;
- дистанционное управление проекционной аппаратурой;
- дистанционное управление освещением и движением штор и экрана.
Лингафонные кабинеты аудиокомпаративного типа («Эльфа», «Тесла») помимо названных
дидактических возможностей обеспечивают прослушивание образцовой фонограммы и запись
речи учащихся на каждом рабочем месте, снабженном собственным магнитофоном. Это повышает
уровень индивидуализации обучения.
Проведенные специалистами опросы учителей выявили два фактора, снижающие
эффективность использования лингафонных кабинетов в школе: большие неучтенные затраты
времени на подготовку урока с их применением и недостатки технического обслуживания
лингафонных кабинетов, ведущие к частым отказам аппаратуры.
НИТ и ТСО
44
Поиски оптимальных организационно-педагогических условий, обеспечивающих
комплексное использование всех имеющихся в школе аудиовизуальных и других средств
обучения всеми учителями, привели к созданию в школах технических центров.
Первым этапом в развитии технических центров было создание звуковых центров
школьных радиоузлов типа РУШ, из которых основная звуковая учебная информация
(грамзапись, магнитофонная запись, радиопередача) передавалась в учебные кабинеты.
Развитие современной видеомагнитофонной и телевизионной техники дает возможность
перехода к созданию технических центров с замкнутой телевизионной системой. Из такого центра
можно передавать по заказам учителей в учебные кабинеты не только звуковую информацию, но и
учебные кинофильмы, диафильмы, диапозитивы, транспаранты, телепередачи, видеозаписи,
иллюстративный материал. На базе такого технического центра можно также организовать работу
школьной телестудии.
Технический центр общеобразовательной школы включает основные компоненты: систему
телевизионно-кабельной связи для подачи в учебные кабинеты видеоинформации; систему
проводной двусторонней звуковой связи, обеспечивающей подачу в кабинеты звуковой
информации и обратную связь с техническим центром; мобильный (передвижной) фонд
проекционной и звукотехнической аппаратуры, используемый для демонстрации непосредственно
в кабинете цветных кинофрагментов и кинофильмов, а также цветных и озвученных кадров
диафильмов и диапозитивов. В задачу технического центра входят приобретение аппаратуры,
наладка, профилактика неисправностей технических средств, организация их хранения и
использования, посильное изготовление аудиовизуальных средств, помощь учителям в
применении их на уроках и во внеклассной работе, организация подготовки учителей и учащихся
для работы с техническими средствами. Наличие технического центра в общеобразовательной
школе не исключает стационарного оснащения отдельных учебных кабинетов вычислительной
техникой,
ПК,
лингафонным
оборудованием,
контролирующими
устройствами,
графопроекторами и другой аппаратурой повседневного пользования.
Опыт работы технических центров показал, что использование их, с одной стороны,
облегчает деятельность учителя на уроке, а с другой - требует его тщательной подготовки.
Готовясь к уроку, учитель должен составить расширенный план, четко определить в нем
необходимый комплекс средств обучения, место каждого из них на уроке, методические приемы
использования, время, необходимое для их демонстрации. Такой план служит своеобразной
инструктивной карточкой для обслуживающего персонала технического центра, позволяющей
представить, в какой последовательности и когда необходимо осуществлять подачу зрительной и
звуковой информации на уроке. Применение технического центра создает для учителя
неограниченные возможности по совершенствованию урока, расширению методов и приемов
обучения и воспитания.
В общеобразовательных школах наряду с техническими центрами с замкнутой (кабельной)
системой учебного телевидения стали появляться и так называемые мини-телецентры,
включающие компактные телепроекционные мультиплексные системы различного назначения.
В этом случае видеозапись с экрана производится в незатемненном помещении, так как
изображение может иметь небольшие размеры, при которых оно достигает значительной яркости
(поэтому засветка экрана не имеет существенного значения).
Телекамеру подключают на вход фабричного или самодельного высокочастотного
адаптера, позволяющего подключить к нему через стандартные телевизионные антенные
разветвители практически любое количество телевизоров без каких бы то ни было переделок
последних, соединяя разветвители с их антенными гнездами.
Таким образом, телекамера - адаптер - телевизор в простейшем случае представляют собой
телеэпипроектор, с помощью которого можно демонстрировать в незатемненном помещении на
экране телевизора самую разнообразную графическую информацию и небольшие объекты. Для
изменения масштаба изображения телекамеру и объекты съемки сближают или удаляют. Таким
способом можно добиться десятикратного увеличения, а при использовании вариообъектива или
удлинительных колец изменение масштаба может быть еще бульшим.
К аудиторной технике относят и разнообразные средства связи типа применяемых с 80-х
годов классов «АМК-1» на 42 рабочих места и удобного переносного класса контроля «КАДИ-
НИТ и ТСО
45
БД». Легко транспортируемый и быстро устанавливаемый, он позволяет провести
программированный опрос в любом необорудованном помещении.
В тех школах, где пока нет достаточных средств для приобретения современной
компьютерной техники, оборудовать видеоклассы можно из более дешевых и доступных ТСО
силами преподавателей физики, труда, других специалистов, привлекая старшеклассников.
Подробно о их создании можно прочитать в следующих пособиях: Брысин П. М. Учебноматериальная база начальной военной подготовки в школе. - М., 1984; Физический эксперимент в
школе. Вып. 6. - М., 1981; Кочетов С. И., Романин В.А. Технические средства обучения в
профессиональной школе. - М., 1988.
ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ И ВОСПИТАНИЯ
§ 1. Психологические особенности использования ТСО
Технические средства обучения повысят продуктивность учебно-воспитательного процесса
только в том случае, если учитель, воспитатель хорошо себе представляют и понимают
психологические основы их применения. Известен следующий случай. Учитель начальных
классов была увлечена использованием графопроектора, который применялся ею каждый день и
почти на всех уроках, что позволяют возможности этого технического средства. Администрация
школы, методисты и коллеги поддерживали ее увлеченность. Однако когда учитель в процессе
написания дипломной работы об использовании графопроектора в учебном процессе в начальной
школе провела углубленное исследование этого вопроса, выяснились интересные обстоятельства.
Учащиеся очень по-разному относились к использованию этого технического средства на
уроках. Одним это очень нравилось: у них усилился интерес к обучению и его положительная
мотивация, повысилась успеваемость по всем или отдельным предметам; другим детям
кодопроекции были интересны только на первых порах, а потом они относились к ним
нейтрально. В третью группу входили дети, которым кодопроекции бывали необходимы только на
определенных уроках и в определенных случаях. Четвертую группу составили дети, которым
использование графопроектора просто мешало в силу особенностей их мыслительной
деятельности. Всем учащимся постоянное использование одного и того же технического средства,
даже при многообразии и разнообразии самих транспарантов, к концу четверти, и особенно
учебного года, надоело. Менее всего пользы такое использование графопроектора принесло
сильным ученикам, которым излишняя наглядность и детализация изучаемого не были нужны, а
также и слабоуспевающим детям, которым была необходима дифференцированная консультация и
помощь от самого учителя в силу очень разных причин возникающих у них учебных трудностей.
Некоторые учителя на одном уроке применяют самые разнообразные ТСО: звукозаписи,
кинокольцовки, слайды, диапроекции т. д. Результативность обучения у таких учителей
неадекватна затрачиваемым усилиям. Неправильное использование технических средств в
процессе воспитания и обучения проистекает прежде всего из-за незнания или пренебрежения
психологическими особенностями их применения.
Наглядность, если подразумевать под ней все возможные варианты воздействия на органы
чувств обучаемого, обоснована еще Я. А. Коменским, назвавшим ее «золотым правилом
дидактики» и требовавшим, чтобы все, что только можно, представлялось для восприятия
чувствами. Современные ТСО имеют для воплощения' этого правила, как уже говорилось,
широкие возможности, которые необходимо реализовывать на основе учета психологических
особенностей восприятия информации в процессе обучения.
Из психологии известно, что зрительные анализаторы обладают значительно более высокой
пропускной способностью, чем слуховые. Глаз способен воспринимать миллионы бит в секунду,
ухо только десятки тысяч. Информация, воспринятая зрительно, по данным психологических
исследований, более осмысленна, лучше сохраняется в памяти. «Лучше один раз увидеть, чем сто
раз услышать», - гласит народная мудрость. Однако в процессе обучения основным источником
информации продолжает оставаться речи учителя, воздействующая на слуховые анализаторы.
НИТ и ТСО
46
Следовательно, учителю надо расширять арсенал зрительных и зрительно-слуховых средств
подачи информации.
Русский физиолог И. П. Павлов открыл ориентировочный рефлекс, названный рефлексом
«Что такое?»: если в поле зрения человека попадает какой-то объект, то человек непроизвольно
начинает приглядываться, чтобы понять, что это такое. Даже услышав звук человек пытается
найти глазами его источник, что облегчает восприятие звуковой информации. Следовательно,
наиболее высокое качество усвоения достигается при непосредственном сочетании слова учителя
и предъявляемого учащимся изображения в процессе обучения. А ТСО как раз и позволяют более
полно использовать возможности зрительных и слуховых анализаторов обучаемых. Это оказывает
влияние прежде всего на начальный этап процесса усвоения знаний - ощущения и восприятия.
Сигналы, воспринимаемые через органы чувств, подвергаются логической обработке, попадают в
сферу абстрактного мышления. В итоге чувственные образы включаются в суждения и
умозаключения. Значит, более полное использование зрительных и слуховых анализаторов
создает в этом случае основу для успешного протекания следующего этапа процесса познания осмысления. Кроме того, при протекании процесса осмысления применение наглядности (в
частности, изобразительной и словесной) оказывает влияние на формирование и усвоение
понятий, доказательность и обоснованность суждений и умозаключений, установление причинноследственных связей и т. д. Объясняется это тем, что аудиовизуальные пособия влияют на
создание условий, необходимых для процесса мышления, лежащего в основе осмысливания.
Большую роль ТСО играют в запоминании как логическом завершении процесса усвоения.
Они способствуют закреплению полученных знаний, создавая яркие опорные моменты, помогают
запечатлеть логическую нить материала, систематизировать изученный материал.
Значительна роль ТСО и на этапе применения знаний: уже много раз говорилось, что
существуют специальные тренажеры, компьютерные программы, направленные на выработку
умений и навыков, специальное использование для этих целей статических и звуковых средств.
Особенно должно учитываться учителем эмоциональное воздействие технических средств.
Если ему важно сконцентрировать внимание учащихся на содержании предлагаемого материала,
то сила их эмоционального воздействия вызывает интерес и положительный эмоциональный
настрой на восприятие. Избыток эмоциональности затруднит усвоение и осмысление основного
материала. Если используемый материал должен вызвать определенные чувства и переживания
(на уроках чтения и литературы, истории, на воспитательных занятиях и др.), решающим
оказывается именно эмоциональный потенциал используемого средства. Цвет, умеренное
музыкальное сопровождение, четкий и продуманный дикторский или учительский комментарий
значимы при восприятии любых ТСО и НИТО. Это не исключает использования только наглядной
или только звуковой передачи информации в зависимости от задач урока, содержания материала,
возраста, имеющегося у детей опыта и т. п.
В учебно-воспитательном взаимодействии воспитателя и воспитанника одной из
актуальнейших и сложнейших проблем является привлечение и сохранение детского внимания на
протяжении всего урока или воспитательного занятия. К. Д. Ушинский считал внимание ученика
чрезвычайно важным фактором, способствующим успешности воспитания и обучения. По его
мнению, каждый воспитатель должен быть в состоянии обратить внимание ученика на желаемый
предмет. Он указывает воспитателю несколько средств сохранения детского внимания: усиление
впечатления, прямое требование внимания, меры против рассеянности, занимательность
преподавания. [Ушинский К.Д. Избр. пед. соч. - М„ 1954.- Т. 2. - С. 339-341.]
Три из четырех названных Ушинским средств присущи ТСО и НИТО, которые, обладая
широким диапазоном выразительных, художественных и технических возможностей, позволяют
легко усилить впечатление от излагаемого материала. Обычно человек воспринимает
окружающую действительность в удобном для него порядке, на экране же управление вниманием
осуществляется выделением главного изображения средствами динамики и композиции кадра,
монтажной сменой планов. Из кадра убирают или ослабляют все отвлекающее от главного
разными способами: соотношением главного объекта и окружающих фоновых объектов,
различной интенсивностью окраски, выделением светом и т. п. Но основным приемом остаются
выбор и смена планов. Так, наблюдающий за объектом взор разлагает его на части, потом снова
собирает, переносит на другой объект, сближает и сопоставляет оба объекта. Информация в кадре
разумно дозируется: весь фрагмент воспринимается целиком.
НИТ и ТСО
47
Смена кадров в фильме, слайдов и т.п., демонстрируемых с помощью технических средств
объектов требует пристального внимания, иначе потом ученик не сможет ответить на вопросы,
рассказать об увиденных процессах и явлениях, потому что все это на уроке, как правило,
повторно не демонстрируется.
Требует внимания и слушание, которое, в свою очередь, воспитывает чувство языка. Таким
образом, прослушивание фонозаписей, сочетающих слово и музыку, развивает у учащихся
устойчивость внимания, слуховую память, воображение, формирует навыки наблюдения за
словом, воспитывает эстетический вкус.
Занимательность материалов, представляемых с помощью ТС, безгранична. Компьютерные
игры даже познавательного характера, содержащие анимацию, музыку, текст с интересным
сюжетом, в состоянии удерживать внимание самых непоседливых пользователей, какими
являются дошкольники и младшие школьники, во много раз выше тех нормативов времени,
которые предусмотрены санитарно-гигиеническими требованиями работы с ЭВМ (что при
отсутствии контроля со стороны взрослых приводит к отрицательному результату).
Непроизвольное внимание учеников вызывают новизна, необычность, динамичность
объекта, контрастность изображения, т.е. те качества информации, которые воспроизводятся с
помощью ТСО. При создании кинофильма, диафильма, телепередачи, компьютерной программы
стремятся не только доходчиво, но и занимательно построить эпизод, придать неожиданность
монтажу, композиции кадра, добиваются наибольшей выразительности крупных планов,
одновременного воздействия голоса диктора, слов действующих персонажей и музыки. Все это,
вместе взятое, воздействует на зрителя и, вызывая непроизвольное внимание учащихся,
способствует непроизвольному запоминанию материала.
Используя ТСО, необходимо учитывать следующие психологические особенности
внимания. Сосредоточенность внимания удержание внимания на одном объекте. Устойчивость
внимания, которая даже при активной работе с изучаемым объектом может у детей сохраняться
15-20 мин, а потом требуются переключение внимания, краткий отдых. Объем внимания количество объектов, символов, воспринимаемых одновременно с достаточной ясностью, что в
норме составляет 7±2. Распределение внимания - одновременное внимание к нескольким объектам
и одновременное полное их восприятие. У детей оно как раз не очень развито, поэтому часто в
подготовке экранных пособий используют принцип «фон и фигура», когда изучаемый объект
выделяется крупнее всего, что изображено на экране, чтобы усилить внимание именно к нему, так
как на общем фоне ученик теряет многие его необходимые характеристики. Переключение
внимания - перемещение внимания с одного объекта на другой. При демонстрации наглядных
пособий в виде карт, плакатов и т.п. управлять направленностью внимания всех учеников класса
или воспитанников детсадовской группы сложно. Технические средства позволяют давать
информацию в нужной последовательности и в нужных пропорциях, акцентируя внимание на тех
частях объекта, которые в данный момент являются предметом обсуждения. Такое организованное
управление вниманием школьников способствует формированию у них важнейшего
общеучебного умения - умения наблюдать.
ТСО помогают развивать у учащихся умение сравнивать, анализировать, делать выводы,
так как можно в различных формах наглядности дать разные ракурсы изучаемых объектов,
довести до логического конца неправильные рассуждения ученика, что является чрезвычайно
убедительным, но не всегда достигается словом учителя.
Практически и традиционные, и современные технические средства обучения и воспитания
обладают возможностями развития творческих способностей учащихся и усвоения ими знаний на
высоком уровне осмысления и интерпретации. ТСО позволяют широко использовать различные
пособия, в которых учащиеся в процессе усвоения информации или ее закрепления и обобщения
могут что-либо дописывать, дорисовывать, заполнять, а также изготавливать учебные пособия
самостоятельно и защищать их на уроках. Учащиеся с помощью многих технических средств
могут формулировать свои вопросы, запрашивать у компьютера помощь, определять оптимальный
для себя темп изучения материала и возвращаться к пройденному столько раз и в таком объеме,
как им необходимо. Графические возможности компьютеров позволяют детям создавать рисунки
на экране дисплея и тут же их распечатывать, конструировать, изобретать новые модели,
возможность работы которых тут же проверяется. Последнее используется и в лечебной
педагогике, когда у ребенка возникают дидактогении, он боится говорить, раскрыть себя, а с
НИТ и ТСО
48
машиной все это менее страшно, и неудачи легко исправить. Таким образом, ТСО обладают
огромным потенциалом формирования положительной мотивации учения, снятия зажатости и
ряда комплексов, мешающих ребенку учиться и не устраняемых в прямом общении с педагогом.
Получение знаний в школе особенно нуждается в созерцании, в наблюдении. Экраннозвуковые средства обучения с успехом решают эту задачу. Они вводят в класс, на урок
фактический материал, отражающий мир природы, жизни, науки. Образный материал,
объединенный в кинофильме, диафильме, компьютерной программе или телепередаче, копирует
действительность, служит моделью, дающей с той или иной степенью точности представление об
оригинале. Экранные образы сходны с оригиналом, но не тождественны, не одинаковы.
Изображение на экране всегда подается под определенным углом зрения: у показываемого
объекта выделяются; нужные в учебно-познавательных целях стороны и детали. При этом в
экранно-звуковой модели материал преподносится с наибольшей простотой и доступностью для
восприятия. Сравните интересные данные: для опознания простого, ранее неизвестного, предмета
человеку необходимо: при словесном описании - 2,8 с; при изображении на контурном рисунке 1,5 с; на цветной фотографии - 0,9 с; средствами кино - 0,7 с; при демонстрации предмета в натуре
- 0,4 с. Однако как бы искусственные изображения ни отличались от их оригиналов, как видно из
приведенных данных, они значительно ускоряют и уточняют восприятие их реальных прототипов,
но только при условии учета особенностей восприятия экранного изображения детьми, которое
нередко переоценивается и механизм которого не всегда понимается учителем.
Перед зрителем проходит ряд изображений объекта, каждое из которых может быть не
похоже на другое, хотя все они отображают только один объект. В его сознании эти изображения
отождествляются с реальным объектом. Такое отождествление происходит даже в том случае,
если зритель не видел этого объекта в натуре. Образ объекта тогда рождается путем сравнения с
каким-либо; знакомым объектом. В процессе восприятия зритель все время как бы
расшифровывает экранное зрелище, узнавая в нем реальные вещи. Кроме того, возникает
трудность перевода образной информации в вербальную, понятийную.
Эти психологические особенности восприятия фильма порождают сложную проблему:
фильм предлагает учащимся информацию в виде экранного образа объекта, а учитель требует от
них уже расшифрованную информацию о самом реальном объекте. Между тем экранный образ
сильно отличается от реального, так как фильм (диафильм, телепередача, компьютерное
изображение) – это только форма отображения действительности. Следовательно, учащиеся
должны проделать дополнительную мыслительную работу по воссозданию недостающих звеньев
между экранным образом и его воплощением в виде материальной вещи или реального явления.
Определить размеры, масштаб изображения и отождествить с действительными особенно
трудно с экрана, расположенного в одной плоскости, когда отсутствует представление об объеме.
Сравнение, не опирающееся на знакомые предметы, не всегда приносит желаемые результаты.
Объясняется это нахождением предмета изучения в необычной обстановке, лишающей
возможности сравнить его со знакомыми предметами. Поэтому зритель не справляется с
определением истинного размера предмета. В некоторых случаях это можно исправить путем
создания объемных пособий к соответствующим экранным средствам обучения.
Правильность восприятия экранного изображения и звуковых записей во многом зависит от
чувственного опыта детей и богатства их воображения. Ведь не случайно даже у взрослых
свидетелей одного и того же явления складываются совершенно разные, иногда трудно
сопоставимые представления об увиденном. У детей, у которых мал жизненный опыт и
незначителен объем чувственных представлений, но очень богатое воображение, даже при
восприятии звуковых и экранно-звуковых средств подачи информации, как это ни странно на
первый взгляд, может сложиться совершенно неточное понимание сущности реальных объектов и
явлений. Это прежде всего зависит от возраста учащихся. В более старшем возрасте ученику легче
восполнять воображением недостающие звенья при знакомстве с экранным отображением новых
предметов, которое он воспримет ближе к реальности.
Учитель должен учитывать, с одной стороны, нагрузку экранно-звукового средства как
источника информации, а с другой - возможность учащегося усваивать передаваемую
информацию. Сложную и очень объемную информацию, превышающую диапазон детского
восприятия, учащийся не сможет переработать и в результате не получит никакой информации.
НИТ и ТСО
49
Хорошо усваивается информация тогда, когда найдена правильная (оптимальная) мера между
содержанием пособия и возможностями его восприятия.
Полученные с помощью экранно-звуковых образов знания обеспечивают в дальнейшем
переход к более высокой ступени познания - понятиям и теоретическим выводам. Кроме
предметной и иллюстративной наглядности в последние годы получила широкое распространение
так называемая логическая наглядность, к которой относят речевые формулировки, вынесенные на
экран в виде письменной речи, классификационные схемы, схемы отношений понятий, круговые
схемы, классификационные древа. Назначение такой наглядности - придать образность понятию,
идее, логическому элементу. Схемы, таблицы и тому подобные символические структуры
прекрасно отображаются на кодопособиях, можно подготовить серии слайдов, вычертить их на
экране монитора и распечатать. В результате осуществляется переход от конкретной, предметной
наглядности к абстрактной, что способствует формированию у учащихся абстрактного
логического мышления.
Кроме того, на что уже обращалось внимание в главе о технических средствах воспитания
и обучения, кино и средства телекоммуникации усиливают возможности видения человека. Глаз
технического устройства фиксирования информации (кинокамеры, видеокамеры, фотоаппарата)
зорче глаза человека. Только он способен заметить совершенно новое, недоступное обычному
наблюдению, остановить мгновение.
Сложным и пока мало разработанным является вопрос о психологических особенностях
взаимодействия человека с машиной в условиях использования компьютера как средства обучения
и воспитания. Диапазон компьютерных программ очень широк: от простейших программ,
предназначенных для передачи определенной информации или закрепления навыков, до
интеллектуальных обучающих систем, осуществляющих рефлексивное управление обучением,
ведущих диалог с обучаемым на языке, близком к естественному, и по мере накопления опыта
совершенствующих стратегию обучения. Компьютерное обучение имеет много преимуществ
перед традиционными ТСО, особенно в психологическом плане, как уже говорилось выше.
В компьютерных программах реализуется идея включенного обучения, когда ребенок,
выполняя предлагаемые ему действия, нередко игрового и занимательного характера, получает
новую информацию, вырабатывает и закрепляет новые умения и навыки. При обучении с
использованием компьютера можно широко использовать задачи на моделирование различных
ситуаций, поиск и исправление ошибок и неисправностей в предложенных решениях или моделях
при наличии большого числа способов решения. Ученик, может составить алгоритм решения
задач определенного типа, что формирует способы действия в типичных ситуациях. Постоянно
получая объяснение, почему тот или иной выбранный им способ решения задачи удачен или не
очень, он учится осознавать и оценивать свою деятельность.
Компьютер повышает активность работы учащегося в процессе получения и усвоения
информации, на необходимость которой указывал К. Д. Ушинский. Современные ИТО вовлекают
ученика в действие, происходящее на экране монитора, благодаря тому, что многие обучающие
программы носят интерактивный характер: собери грибы, тогда белочки тебя пропустят дальше
(ребенок, собирая грибы, учится работать с мышью компьютера, быть собранным, внимательным,
координировать свои реакции и действия); прогони злого волка, тогда дойдешь до домика, где
живут семеро веселых козлят, которые покажут много интересного и многому научат, и т.д.
(«Волшебные сны» из серии развивающих игр фирмы «Никита»). Индивидуальная работа с
компьютером способствует развитию самостоятельности, приучает к точности, аккуратности,
последовательности действий, развивает способности к анализу и обобщению. Компьютер
облегчает усвоение абстракций, позволяя их конкретизировать в виде наглядных образов: схем,
моделей, рисунков, тем более что учебное моделирование органически входит в систему учебных
задач и игр. При этом более полно реализуются принципы и методы развивающего обучения.
Стимулируются мыслительная деятельность обучаемых, творческая активность, максимально удо
§ 2. Дидактические основы использования технических средств обучения и
воспитания
Качество проведения занятий как в школе, так и в детском саду зависит от наглядности и
изложения, от умения учителя сочетать живое слово с образами, используя разнообразные
НИТ и ТСО
50
технические средства обучения, которые обладают следующими дидактическими
возможностями:
- являются источником информации;
- рационализируют формы преподнесения учебной информации;
- повышают степень наглядности, конкретизируют понятия, явления, события;
- организуют и направляют восприятие;
- обогащают круг представлений учащихся, удовлетворяют их любознательность;
- наиболее полно отвечают научным и культурным интересам, и запросам учащихся;
- создают эмоциональное отношение учащихся к учебной информации;
- усиливают интерес учащихся к учебе путем применения оригинальных, новых
конструкций, технологий, машин, приборов;
- делают доступным для учащихся такой материал, который без ТСО недоступен;
- активизируют познавательную деятельность учащихся, способствуют сознательному
усвоению материала, развитию мышления, пространственного воображения, наблюдательности;
- являются средством повторения, обобщения, систематизации и контроля знаний;
- иллюстрируют связь теории с практикой;
- создают условия для использования наиболее эффективных форм и методов обучения,
реализации основных принципов целостного педагогического процесса и правил обучения (от
простого к сложному, от близкого к далекому, от конкретного к абстрактному);
- экономят учебное время, энергию преподавателя и учащихся за счет уплотнения учебной
информации и ускорения темпа. Сокращение времени, затрачиваемого на усвоение учебного
материала, идет за счет переложения на технику тех функций, которые она выполняет
качественнее, чем учитель. Экспериментально доказано, что даже простой фильмоскоп экономит
25 мин двухчасового занятия, кодоскоп - до 30-40 % времени, отведенного на объяснение нового
материала, а на технических операциях по воспроизведению графиков, таблиц, формул
экономится 15-20% учебного времени.
Все это достигается благодаря определенным дидактическим особенностям ТСО, к
которым относятся:
а) информационная насыщенность;
б) возможность преодолевать существующие временные и пространственные границы;
в) возможность глубокого проникновения в сущность изучаемых явлений и процессов;
г) показ изучаемых явлений в развитии, динамике;
д) реальность отображения действительности;
е) выразительность, богатство изобразительных приемов, эмоциональная насыщенность.
Рассмотрим, каким образом использование ТСО в педагогическом процессе способствует
реализации принципов его организации.
Целенаправленность заключается в том, что педагогическим процесс взаимодействия
учителя с воспитанниками становится только в том случае, если есть четко осознаваемая обеими
сторонами цель. ТСО, как видно из всего, что было написано про них выше, имеют четкое целевое
назначение, определяемое прежде всего их содержанием (литературным, историческим,
биологическим, географическим и т. д.), характером и сложностью материала, которые
определяют возрастные рамки их применения, местом в процессе обучения или воспитания
(подготовить к восприятию нового, передать новую информацию, проиллюстрировать,
способствовать выработке общих представлений или системы понятий и суждений, закрепить,
обобщить или проверить уровень усвоения полученных знаний или вырабатываемых умений и
навыков).
Гуманизация и демократизация учебно-воспитательного процесса - обращенность к
личности субъектов педагогического взаимодействия, расширение их участия и сотрудничества в
нем. Современные технические средства расширяют возможности использования самых
различных методов и приемов в работе с детьми с учетом их возраста и уровня развития и
подготовленности: от умственно отсталых детей и детей с проблемами тех или иных анализаторов
до способных и талантливых детей. С любой категорией детей процесс воспитания и обучения с
помощью ТСО можно организовать не только интересно и полноценно по информационной
насыщенности, но и адекватно их возможностям. Современные ИТО делают как учителя, так и
учащихся активными участниками совместной деятельности, потому что многие современные
НИТ и ТСО
51
ТСО дают возможность проявить самостоятельность и творческую активность при разработке
новых дидактических материалов, отработке и совершенствовании выполняемых работ и
проектов.
Культуросообразность, суть которой состоит в том, что в процессе обучения и воспитания
необходимо прежде всего знакомить подрастающее поколение с богатством культуры и
самобытностью того народа и общности, в которой оно растет и развивается, с мировой культурой
и ее неисчерпаемым потенциалом. Без ТСО реализовать данный принцип довольно трудно. Один
учебный фильм о культуре любой страны даст информации столько, сколько учитель не сможет
дать за много уроков, не говоря уже о яркости, образности, точности и насыщенности получаемых
знаний и представлений.
Связь с жизнью. На страницах этого пособия столько раз говорилось об этом, что
попробуйте сами обобщенно сформулировать, как современные информационные технологии
способствуют реализации этого принципа, и проиллюстрируйте это примерами.
Природосообразность заключается в том, что воспитание и обучение должны строиться в
соответствии с природой и спецификой каждого возрастного этапа развития человека и в
соответствии с природой и индивидуальными возможностями каждого воспитанника. Для
реализации этого принципа ТСО, особенно современные, обладают неисчерпаемыми
возможностями вплоть до создания индивидуальных программ обучения и интеллектуальных
программ, которые подстраиваются под особенности конкретного ученика.
Научность, доступность, систематичность и последовательность. Принцип научности
реализуется, когда с помощью ТСО передаются прочно установившиеся в науке знания и
показываются самые существенные признаки и свойства предметов в доступной для учащихся
форме. Принцип доступности обучения, т.е. соответствия содержания и методов изложения
материала возрастным и индивидуальным особенностям учащихся, также лежит в основе
применения современных технических средств обучения: привлечение их на занятие или урок
прежде всего вызвано необходимостью облегчить усвоение учебного материала. Без принципа
систематичности (строгой логической последовательности изложения) не мыслится ни одно
пособие, кинофильм, диафильм, теле- или радиопередача, рассчитанные на определенное место в
системе уроков или на данном конкретном уроке в логической связи с его материалом.
Принцип
сознательности, активности и
самодеятельности
также имеет
непосредственное отношение к техническим средствам обучения. С их помощью учащиеся лучше
разбираются в фактах и явлениях, они пробуждают инициативу, учат применять получаемые в
школе знания.
Активность мышления стимулируется с помощью технических средств путем создания
проблемных ситуаций: учащихся направляют по поисковому пути приобретения знаний, когда
умышленно создается такое положение, выход из которого ищут сами ученики. Открывая
неизвестное и решая поставленные в фильме или передаче задачи, учащиеся сами извлекают
знания и делают выводы. Например, когда воссоздается история какого-либо открытия в науке
через показ борьбы идей, раскрывается, как за привычным и, казалось бы, простым утверждением
скрыт сложный путь исканий, развертывание научной мысли становится образцом для
организации мыслительной деятельности ученика.
Активизация обучения тесно связана с формированием устойчивого познавательного
интереса. ТСО вызывают такой интерес своими изобразительными возможностями, тем, что даже
известный материал, представленный в экранно-звуковом виде, приобретает новые стороны,
выглядит иначе, чем представлялось. Стимулирует интерес учащихся к обучению и включение в
учебно-воспитательный процесс документального материала: фотографий, рисунков, рукописей,
старинных книг, фотохроники и фонозаписи голосов из прошлого.
Творчество и инициатива воспитанников в сочетании с педагогическим
руководством. О том, что современные информационные технологии в большинстве своем
ориентированы на раскрытие творческого потенциала и учителя, и ученика, говорилось и в этой
главе, и неоднократно на страницах данного пособия. Среди разрабатываемых в настоящее время
программных педагогических продуктов практически нет ориентированных лишь на формальное
воспроизведение. В той или иной степени, более или менее удачно в них во всех заложены
элементы развивающего обучения.
НИТ и ТСО
52
Принцип наглядности - принцип, породивший всю систему технических средств,
определяющий их направленность, отбор содержания, разработку соответствующих
дидактических средств и технических устройств.
Принцип прочности, осознанности и действенности результатов воспитания, обучения
и развития, единства знаний и поведения побудил к разработке контрольных ТСО,
всевозможных тренажеров, а с момента начала использования компьютерных технологий к
разработке соответствующих программ. В начале пособия упоминалось о виртуальных средах
обучения и воспитания, где создается полная иллюзия реального участия ученика (воспитанника)
в тех ситуациях, которые смоделированы с помощью компьютерных технологий, и надо
действовать на основе того, что ты знаешь, понимаешь, умеешь, ценишь.
Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием
индивидуальных особенностей личности каждого ребенка по-настоящему только теперь и
начинает реализовываться в условиях массового обучения. ТСО с возможностями создания и
предложения индивидуальных заданий в системе деятельности всего класса, когда каждый ученик
может выполнять полностью автономно свою часть общей работы, а затем все это сводится в
единый результат, зависящий от качества выполненной каждым работы, становятся основным
средством сочетания коллективной, фронтальной, групповой и индивидуальной работы на уроке.
Положительный эмоциональный фон педагогического процесса. Об этом идет речь
практически на каждой странице пособия. Приведите сами примеры, подтверждающие
неограниченные возможности создания эмоционального фона обучения и воспитания с помощью
современных информационных технологий.
Специально применительно к ТСО необходимо сказать о таких, принципах, как принцип
меры и принцип комплексного характера их использования.
Разнообразные и неиссякаемые возможности ТСО и ПИТО у ряда учителей порождают
увлечение ими, и тогда эти средства превращаются в самоцель. Все хорошо в меру - правило,
которое применительно к педагогике можно было бы назвать вторым «золотым правилом»
воспитания и обучения. Любое самое великолепное средство или метод обречены на провал, если
учитель или воспитатель теряет чувство меры в их использовании.
Высокая информационная емкость дидактических материалов для ТСО и компьютерных
программ не должна идти в ущерб восприятию и усвоению учебной информации учащимися.
Существует оптимальная информационная емкость восприятия, превышение которой неизбежно
приведет к снижению качества усвоения учебного материала, и вследствие этого значительная
часть информации останется неусвоенной. Поэтому беспредельно увеличивать информационную
насыщенность педагогического процесса с помощью ТСО нельзя.
Ни одно из используемых в школе технических средств обучения, даже компьютер с его
поражающими воображение возможностями, нельзя противопоставить другому, так как каждое из
них относительно выигрывают перед остальными лишь в определенных учебных ситуациях, при
решении определенных дидактических задач. Поэтому необходимо их использовать как по
отдельности, так и в сочетании одного с другим, что является одной из причин разработки
мультимедийных средств обучения и воспитания. Изобразительные средства учебного фильма
обеспечивают динамичный показ изучаемых явлений и процессов, что недостижимо средствами
статичной проекции, но в них нередко бывает избыток комментария, мешающая музыка и др. Эти
недостатки отсутствуют в статических экранных пособиях. Транспаранты к графопроектору,
например, имеют неоспоримые преимущества перед диафильмом или серией слайдов в тех
учебных ситуациях, когда необходимо поэтапное формирование понятий, и уступают им при
иллюстрировании логически последовательного развития действия, связанного определенной
сюжетной линией. Использование звукозаписей целесообразно в процессе формирования понятий
посредством словесных образов.
Являясь составной частью комплексов средств обучения, ТСО должны использоваться в
сочетании с печатными учебно-наглядными пособиями, приборами, макетами, натуральными
объектами, действующими моделями и другими традиционными средствами обучения. Кроме
того, ТСО не могут вытеснить из учебно-воспитательного процесса непосредственных
наблюдений изучаемых явлений в природе или реальной жизни.
Эффективность технических средств воспитания и обучения определяется их
соответствием конкретным учебно-воспитательным целям, задачам, специфике учебного
НИТ и ТСО
53
материала, формам и методам организации труда преподавателя и учащихся, материальнотехническим условиям и возможностям.
МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТРАДИЦИОННЫХ
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ В УЧЕБНОВОСПИТАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ
§ 1. Подготовка учителя к использованию технических средств обучения в
учебно-воспитательном процессе
Искусство обучения не требует ничего иного, кроме искусного распределения времени,
предметов, метода.
Я. А. Каменский
Угроза деперсонализации и преуменьшения роли учителя исходит в большей степени от
институциональных, нежели от технологических средств.
Пол Гудмен
При подготовке учителя (воспитателя) к занятиям с детьми с использованием ТСО ему
необходимо проделать большую работу и учесть не только то, что изложено в предыдущей главе,
но и целый ряд других моментов.
Педагогическая деятельность включает познавательный, конструктивный, организаторский
и коммуникативный компоненты, проявляющиеся и при использовании ТСО.
Познавательная деятельность, направленная на изучение возможностей, форм и методов
включения ТСО в учебно-воспитательный процесс, определяет все последующие компоненты
деятельности учителя при применении ТСО в этом процессе.
Конструктивная деятельность связана с отбором, композицией, проектированием
учебно-воспитательного материала. Опираясь на учебные планы, программы, учебники,
методические пособия и руководства, определяющие общие рамки процесса обучения,
преподаватель в то же время преобразует, творчески строит, конструирует его программу с учетом
стоящих перед ним задач и конкретных условий, возможностей и интересов учащихся, своих
личных возможностей. Использование ТСО требует более тщательного подхода к
проектированию системы собственных действий и действий учащихся. Такая система имеет две
стороны: организационно-педагогическую и методическую. Организационно-педагогическая
сторона предполагает проведение анализа всех тем по определенному предмету и распределение
ТСО по темам, т. е. создание системы включения ТСО в изучение материала по всему курсу или
большому разделу. Методическая сторона заключается в разработке и создании определенной
методической системы применения ТСО, которая может быть индивидуальной для каждого
преподавателя, но должна базироваться на общих принципах использования ТСО на уроке.
Организаторская деятельность учителя, осуществляемая в ходе обучения, предполагает
организацию преподавательской деятельности и деятельности обучаемых. Применение ТСО
позволяет творчески подойти к решению организационных вопросов. Здесь могут быть
применены как информационные, так и контролирующие и информационно-контролирующие
ТСО. Они существенно влияют на организацию деятельности преподавателя в очень широком
диапазоне: от простого, элементарного включения их в объяснение (при ведущей роли
преподавателя) до передачи всей организационной функции обучающему комплексу,
работающему на базе ЭВМ. Естественно, что во втором случае основной будет конструктивная
деятельность преподавателя, в результате которой должна быть создана модель учебного
процесса.
Применение ТСО оказывает значительное влияние и на организацию деятельности
обучаемых. Использование ТСО в виде обучающего комплекса позволяет достигать высокого
уровня индивидуализации обучения, строить его в соответствии с возможностями каждого
учащегося. ТСО можно применять для организации и коллективной, и групповой, и
индивидуальной деятельности обучаемых. Они вносят фактор обязательности действий, что важно
в организационном плане. Обеспечивая как внешнюю, так и внутреннюю оперативную обратную
НИТ и ТСО
54
связь, ТСО позволяют осуществлять контроль, самоконтроль, корректирование организации
учебно-познавательной деятельности учащихся.
Коммуникативная
деятельность,
охватывающая
область
взаимоотношений
преподавателя и обучающихся, при использовании ТСО также претерпевает определенные
изменения. Вместо диалога преподаватель - учащийся, чаще всего словесного характера,
появляется возможность организовать рациональную коммуникацию педагога с учащимся
посредством ТС. ТСО снимают элементы напряженности, часто возникающие у учеников при
непосредственном взаимодействии с учителем (воспитателем), смысловые барьеры, расширяют
диапазон контактов и вариантов взаимодействия, особенно при изготовлении пособий для ТСО и
использовании ПК.
ТСО, как вытекает из самого их названия, являются средствами обучения, т. е. носителями
информации различного плана. Используются они в учебно-воспитательном процессе с помощью
методов. В некоторых пособиях по педагогике, появившихся в конце 90-х годов, делается попытка
представить использование ТСО как новый метод - видеометод (см. Подласый И. П. Педагогика.
М., 1999), что представляется неправомерным.
Из многих классификаций методов обучения возьмем классификацию, предложенную М.
Н. Скаткиным, и рассмотрим, как с позиций этих методов надо использовать технические
средства, что нужно учитывать в процессе подготовки к занятиям. Классификация включает
следующие группы методов:
1) объяснительно-иллюстративные, или информационно-рецептивные;
2) репродуктивные;
3) проблемного изложения;
4) частично-поисковые, или эвристические;
5) исследовательские.
Но прежде напомним, какие уровни усвоения знаний выделяются в дидактике.
Первый уровень- знания-знакомства, позволяющие осознанно различать явления и
связанную с ними информацию.
Второй уровень- знания-копии, дающие возможность репродуцировать усвоенную часть
учебной информации.
Третий уровень -знания-умения, позволяющие применять полученную информацию в
практической деятельности.
Четвертый уровень- знания-трансформации, через которые полученные ранее знания
переносятся на решение новых задач, новых проблем, - уровень творчества.
Основное назначение объяснительно-иллюстративных методов передача и организация
усвоения информации учащимися. Готовая информация сообщается разными способами
преподавателем, а учащиеся воспринимают, осознают и фиксируют ее в памяти (первый уровень
усвоения материала). ТСО в этом случае увеличивают количество источников информации.
Выполняя информационную функцию при объяснительно-иллюстративном обучении, ТСО
могут использоваться как наглядно-иллюстративный материал при другом основном источнике
информации или как основной источник информации, что предъявляет разные требования к их
использованию.
Для формирования навыков и умений пользоваться знаниями, т. е. для применения знаний
о мире в знакомой ситуации и для осуществления способов деятельности по образцу, учащиеся
обучаются воспроизведению этих знаний и способов деятельности. Это репродуктивное
обучение. Для того чтобы организовать его, используются различные задания, упражнения и т. д.
В этом случае помимо устных объяснений, непосредственного показа широко применяют
различные ТСО. Это может быть и демонстрация кинофрагмента в качестве инструктажа, и
использование тренажеров для отработки практических действий, и применение технических
средств автоматизированного контроля в сочетании с программированными пособиями,
позволяющими осуществлять контроль и самоконтроль (внешнюю и внутреннюю связь).
Применение ТСО при репродуктивных методах наиболее целесообразно тогда, когда оно
позволяет создать новые варианты организации деятельности обучаемых, направленной на
достижение уровня усвоения материала (применение знаний на практике по образцу, показанному
преподавателем), или значительно сократить время, необходимое для достижения этого уровня в
НИТ и ТСО
55
известных вариантах, или при этих вариантах и обычных затратах времени значительно увеличить
эффективность, качество обучения.
Проблемное изложение позволяет не только передавать учебный материал, но и
показывать возможный путь познания, ход мыслительного процесса при решении проблемы.
В настоящее время появились экранные, звуковые и экраннозвуковые пособия, которые
построены так, что их можно органически вводить в проблемное изложение.
Переход к исследовательскому методу происходит постепенно, через частично-поисковый
(эвристический) метод. Этот метод приближает учащихся к самостоятельному решению
проблемы путем обучения отдельным этапам исследовательской деятельности. И применяемые
здесь ТСО должны помочь обучаемым увидеть проблему, сформулировать ее, найти
доказательство, сделать выводы из результатов, произвести самоконтроль и т. д., т. е. выполнить
те самостоятельные шаги, которые и определяют поисковый характер их деятельности. Эти этапы
поиска должны быть запланированы, вариативно предусмотрены.
Исследовательский метод обеспечивает усвоение знаний на самом высоком уровне
(применение знаний в новой ситуации) и одновременно является опытом творческой
деятельности. Основная его функция - учить самостоятельно выполнять познавательную
деятельность. При использовании этого метода преподаватель может применять различные
средства обучения, в том числе и ТСО. ТСО помогают ему построить такие задания, выполняя
которые учащиеся прилагают свои знания для решения новых проблем, позволяют организовать
дифференцированный подход при решении этих проблем, контролировать и направлять ход
работы, проверять итоги исследовательской деятельности.
Учащиеся могут применять ТСО на таких этапах своей исследовательской деятельности:
при наблюдении и изучении фактов и явлений; при постановке проблемы, связанной с выявлением
неизученных явлений; при осуществлении плана исследования; при проверке найденного
решения.
Для учителя очень важны поиски эффективной методики применения аудиовизуальных
средств обучения. Урок может быть насыщен самыми современными техническими средствами,
но желаемая результативность - возрастание качества знаний, умений и навыков - достигнута не
будет. Более того, она может быть ниже, чем в параллельных классах, где такие средства не
использовались.
Типичные педагогические ошибки, снижающие эффективность применения технических
средств:
а) недостаточная методическая подготовленность учителя;
б) неправильное определение дидактической роли и места аудиовизуальных пособий на
уроках, несоответствие выразительных возможностей аудиовизуальных средств их дидактической
значимости;
в) бесплановость, случайность их применения;
г) перегруженность урока демонстрацией (прослушиванием), превращение его в зрительнозвуковую, литературно-музыкальную композицию.
На таком уроке, по сути, отсутствует учебно-воспитательная работа учителя, нарушаются
элементарные дидактические требования, преобладает пассивное восприятие учебной
информации учащимися, нерационально тратится учебное время.
Аудиовизуальные средства обеспечивают лишь одну сторону процесса обучения усиливают восприятие учащимися учебной информации, что в значительной степени определяет
качество понимания и усвоения учебного материала. Для глубокого усвоения знаний необходимо
формирование понятий и художественных образов в процессе активной мыслительной
деятельности. Этого можно достичь лишь при сочетании аудиовизуальных средств со словом
учителя. На уроке с применением аудиовизуальных средств важно, чтобы работал не только экран
телевизора, кинопроектор или магнитофон, главное, чтобы активно работал ученик. Слово
учителя необходимое условие и средство повышения действенности аудиовизуальных пособий,
осознанности восприятия и усвоения их содержания учащимися, управления их познавательной
деятельностью. Учитель выделяет основные объекты и явления, раскрывает их сущность,
сосредоточивает внимание на содержании аудиовизуальных средств, активизирует мыслительную
деятельность учащиеся, устанавливает связи между содержанием аудиовизуальных пособий и
НИТ и ТСО
56
темой урока, подводит учащихся на основе сформированных представлений к выявлению
сложных внутренних связей и закономерностей - формированию понятий.
Управление
познавательной
деятельностью
учащихся
при
использовании
аудиовизуальных пособий возможно благодаря применению разнообразных управляющих
воздействий. Такое воздействие обусловлено уже самой организацией преподнесения изучаемого
материала: определенная последовательность, логика его подачи в материалах для ТС влияют на
восприятие, осмысливание и запоминание.
Управляющее воздействие на процесс познания может происходить с помощью слова,
позволяющего создать проблемную ситуацию и включить таким образом обучаемого в активный
познавательный поиск, обратить внимание на какую-то сторону или деталь изучаемого объекта,
вызвать воспроизведение запечатленных ранее образов, т.е. создать опору на представления,
которые необходимы в какой-то определенный момент познания, и т. д.
В качестве управляющих воздействий в аудиовизуальных пособиях используются
разнообразные указатели (знаки, символы) и приемы, позволяющие выделить, подчеркнуть,
сравнить в определенные моменты нужные стороны изучаемого объекта.
Выполнение контроля знаний при использовании аудиовизуальных пособий возможно
двумя способами:
1) наличие элементов организации контроля знаний в информативном пособии;
2) создание специальных пособий и ТС для контроля знаний.
В соответствии с дидактическими особенностями ТС их целесообразно применять при
изучении сложных тем или вопросов курса: для восприятия микро- или макрообъектов, чрезмерно
быстро или медленно протекающих процессов, уникальных явлений и т. п.; для осмысления тем,
содержащих много новых понятий, сложных для анализа и синтеза, и т. п.
Прежде чем отобрать для урока тот или иной вид наглядности, необходимо продумать
место его применения в зависимости от дидактических возможностей, заложенных в этом
пособии. При этом следует иметь в виду в первую очередь цели и задачи конкретного урока и
отбирать такие наглядные пособия, которые четко выражают наиболее существенные стороны
изучаемого на уроке явления и позволяют ученикам вычленять и группировать признаки, лежащие
в основе формируемого на данном уроке представления или понятия.
От учебных задач зависит и выбор формы сочетания наглядности и слова учителя. В
одних случаях источником знания выступает наглядное пособие, а слово учителя выполняет
функцию руководства восприятием учеников. Наглядные пособия могут служить опорой для
осознания недоступных непосредственному наблюдению связей между фактами, явлениями, а
слово учителя должно побуждать к наблюдению и направлять учеников на осмысление,
§ 2. Методика применения статичных экранных пособий
В презентационной революции, идущей в мире в последние годы, равно существенны и
материальные средства, и человеческие умения.
Из рекламного текста
Технические средства статической проекции можно использовать практически на всех
этапах урока: при проверке домашнего задания, актуализации опорных знаний, мотивации
учебной деятельности, изложении и усвоении нового материала, обобщении и систематизации
изучаемого материала. Содержание экранных пособий и методика их использования определяются
дидактической целью того структурного элемента урока, на котором их будут применять. На
уроке статические экранные пособия редко используют самостоятельно, обычно комбинируя их с
другими техническими средствами (кино, звукотехника) или традиционными наглядными
пособиями. Они чаще всего выполняют функции иллюстрации учебного материала в процессе его
изучения, обобщения и систематизации. Их применяют как зрительную опору для последующей
самостоятельной работы учащихся, как вспомогательное средство при опросе, они могут служить
материалом для проверки знаний учащихся, для проведения устных и письменных сочинений.
Применение экранных средств на уроке требует определенной организации
соответствующего этапа урока. Прежде всего нужно подготовить детей к просмотру. Наиболее
эффективная форма подготовки - беседа, в которой учитель умело поставленными вопросами
помогает детям вспомнить все то, что они знают по данной теме. Вступительное слово до показа
экранного пособия не следует делать очень длинным, достаточно нескольких минут.
НИТ и ТСО
57
Целесообразно поставить два-три узловых вопроса, на которые дети должны ответить, просмотрев
экранное пособие. Если диафильм посвящен незнакомому вопросу, вступительное слово
связывает известное с неизвестным. Например, при показе природы далеких стран учитель
сравнивает ее с родной природой, говорит о различиях, связанных с климатом, и т. п. Перед
показом, например, диафильма о зоопарке, вспоминают знакомых животных и т. д. Чем доступнее
содержание диафильма, тем короче вступительное слово.
После демонстрации учитель проводит беседу, в ходе которой он выясняет, как усвоен
материал, уточняет и дополняет полученные представления. На этом этапе целесообразно
использовать другие средства наглядности. Продолжительность показа пособий определяется в
зависимости от того, насколько учащиеся успевают понять каждый кадр и выполнить, если
потребуется, работу с ним. Длительная демонстрация утомляет учащихся, особенно дошкольников
и младших школьников. Обычно по ее окончании изображение выключается и беседа по
увиденному идет по памяти. Используется и прием повторного показа пособий. В этом случае
сокращается время демонстрации и последующие объяснения дают сами учащиеся.
Стадии восприятия кадра:
1) целостный охват всего кадра. Необходимо сообщить название кадра и дать его для
целостного восприятия, выдержав некоторую паузу;
2) рассматривание. Объяснение кадра;
3) синтез деталей. Возвращение к целостному восприятию после анализа.
Диапозитивы допускают более вариативное использование, чем диафильмы. В течение
урока можно показать до 15 цветных или до 20 черно-белых диапозитивов, но, как показали
специальные исследования, независимо от возраста детей лучше всего воспринимаются 5-10
кадров. Учитель может отбирать нужные кадры и использовать в любой последовательности,
варьировать их сочетание и количество в зависимости от целей, структуры и методики проведения
урока. Набор диапозитивов надо постоянно пополнять, что позволяют делать современные
способы фотосъемок.
Диапозитивы отличаются краткостью субтитров. Подпись под кадром, как правило, не
раскрывает его содержания, а лишь показывает, что изображено на нем («Лермонтов на Кавказе»,
«Горная река» и т. п.). Краткость субтитров или их отсутствие позволяет часто один и тот же кадр
диапозитива применять в разных классах, при изучении различных тем, показывать как при
изучении нового материала, так и в процессе систематизации и обобщения знаний, или при опросе
учащихся и т. д.
Если в диафильме кадры связаны сюжетной линией или по иному признаку, то в серии
диапозитивов такая система расположения материала может и не использоваться, что делает их
более маневренными. Учитель демонстрирует кадры в той последовательности, которая наиболее
целесообразна при выбранной им методике изложения материала.
Диапозитивы, как и диафильмы, при объяснении учителя выполняют главным образом
иллюстративную функцию, помогая учащимся воспринимать учебный материал, так как создают
более полное наглядное представление об изучаемом объекте.
Отсутствие пояснительного текста или информативную незаконченность диапозитива
можно использовать для создания проблемной ситуации, когда соответствующий комментарий
учителя не содержит полной информации. Поиск и дополнение этой информации на глазах у
учащихся или самими учениками позволяет разрешить возникшую ситуацию. В этих случаях
учителю по сравнению с использованием диафильмов предоставляется большая возможность
творчески включать экранный материал в структуру урока в соответствии с учебными целями и
применяемыми на уроке активными методами обучения. Такие вопросы и задания в сочетании с
иллюстрациями заставляют учащихся анализировать, сопоставлять, развивают логическое
мышление, пробуждают творческую активность, приводят к самостоятельным рассуждениям и
выводам.
Например, кадры из серии диапозитивов по географии «Общие географические
закономерности» в сочетании с правильно поставленными вопросами позволяют методом
эвристической беседы сформировать представления и понятия об основных закономерностях
развития Земли, ее годового движения. Так, к кадру, иллюстрирующему причины смены времен
года, учитель может поставить такой вопрос: «Рассмотрите последовательные положения Земли
на орбите, соответствующие дням солнцестояний и равноденствий. Какое значение имеет угол
НИТ и ТСО
58
наклона земной оси для смены времен года? Если бы земная ось была перпендикулярна плоскости
орбиты, как менялись бы времена года?»
Подробные и свернутые диасерии по той или иной теме позволяют осуществлять
индивидуальный подход в процессе обучения. Сильным ученикам целесообразно предложить для
работы серию более короткую, а ученикам с проблемами в обучении - развернутую. Для слабых
учеников можно создавать вариативные серии с учетом трудностей, которые у них возникают.
Диафильмы чаще всего применяют в качестве основного источника информации при
изучении нового материала. В этом случае учитель показывает фрагмент диафильма (несколько
фрагментов, а иногда и диафильм целиком) и, подчиняясь логике изложения учебного материала в
диафильме, проводит объяснение.
Например, во время демонстрации фрагмента «Понятие о побеге. Почки» из диафильма
«Стебель» учащиеся знакомятся с побегом, рассматривают внешнее и внутреннее строение
вегетативной и генеративной почек, расположение почек на стебле. После того как учащиеся
рассмотрят материал фрагмента, им можно предложить самостоятельную работу с раздаточным
натуральным материалом по изучению почек и их расположения на стебле.
Количество кадров в учебном диафильме не должно превышать 25. Для начальных классов
особенно большое значение имеет изобразительный ряд диафильмов. Он может состоять из
документального материала (фотографии, документы) и быть рисованным. На документальном
материале строятся главным образом диафильмы очеркового характера, а на рисованном сюжетного. Диафильмы по литературным произведениям прививают литературный вкус
пробуждают чувство прекрасного, всесторонне знакомят с богатством оттенков русского языка и
помогают точнее и ярче воспринимать и осознавать литературные образы.
В учебно-воспитательных целях используются диафильмы и диапозитивные серии
следующих жанров:
Диафильм-сказка. Все лучшие произведения русского и мирового сказочного фольклора
экранизированы. Сказки пробуждают воображение, творчество, развивают фантазию и
эстетические вкусы детей, являются носителями народной мудрости и нравственных ценностей.
Диафильм-рассказ или диафильм-повесть - это сюжетно-повествовательное
произведение, отражающее различные стороны жизни на реальной основе. Для него характерно
динамичное развитие сюжета.
В детском саду и начальных классах школы художественные жанры диафильмов основные.
Их эффективность определяется занимательной сюжетной формой. И чем активнее в них
действуют персонажи, тем выше интерес детей к развертывающимся событиям, а следовательно,
лучше усвоение материала. Используются такие диафильмы главным образом для развития речи и
формирования нравственных представлений.
Диафильм-очерк - основной, наиболее распространенный жанр школьных учебных
диафильмов. В нем есть единая сквозная идея, которая развивается на протяжении всего очерка.
Но по сравнению с сюжетным диафильмом в нем ограниченно использованы художественные
средства. Кадры диафильма подбирают из готового иллюстративного материала: из книг,
экспонатов музеев, фотографий, что сковывает развитие сюжета. К тому же качество и стиль
иллюстраций, подбираемых из разных источников, очень различны. Отсюда значение текста в
очерке возрастает: он связывает разнохарактерный изобразительный материал, преодолевает
разобщенность кадров, придает динамичность излагаемому материалу. Содержание диафильмаочерка усваивается учащимися с большим напряжением сил из-за отсутствия занимательного
сюжета. Да и по характеру изложения очерк обычно насыщен значительно большим количеством
познавательного материала.
Для удобства применения в классе выпускают фрагментарные диафильмы-очерки, в
которых каждый фрагмент используется во время объяснения соответствующего раздела
программы.
Учебные диафильмы очень разнообразны по своему дидактическому назначению. Это не
только информативные диафильмы, но и диафильмы-задачи, грамматические диафильмы,
проблемно-поисковые и др.
По построению диафильмы могут быть целостными и фрагментарными. Во многих случаях
фрагментарные диафильмы удобнее в использовании. Диафильмы из 30 кадров велики для
одного урока, их все равно приходится использовать отдельными частями. Нередко в диафильмы
НИТ и ТСО
59
для активизации познавательной деятельности учеников включаются кадры, содержащие
несложные задания в виде вопросов, незаконченных изображений, ситуаций, аналогичных
рассмотренным, и т. п. Выпускаются диафильмы, содержащие отдельные кадры кинофильма с
титрами.
Объем диафильма определяется не только числом кадров. Существен вопрос о времени,
отводимом на демонстрацию всего диафильма как целостного произведения. Нельзя использовать
два диафильма на одном уроке или занятии, но показ двух фрагментов из разных диафильмов
вполне целесообразен.
Важен вопрос и об оптимальном времени усвоения содержания каждого кадра, т. е.
величины интервала между кадрами, что зависит от их содержания. Если на экране появляются
карты, схемы, чертежи и т. п., требуется больше времени для их понимания и запоминания, чем
при показе портрета или пейзажа. Плодотворнее на уроке и занятии применять короткие
диафильмы, имеющие меньшее число кадров и четко выраженную единую тему.
Как правило, зрительный ряд диафильмов сопровождается субтитрами. Нередко в кадры
включены титры, ориентирующие учащихся на выполнение конкретных заданий («Допиши»,
«Ответь на вопрос», «Составь предложение»), и кадры для самопроверки.
При работе с диафильмами некоторые учителя ограничиваются чтением субтитров. Такую
методику можно считать оправданной только в том случае, когда подписи под кадрами, не
повторяя текста учебного пособия, дают четкую и необходимую для решения задач урока
информацию.
При демонстрации большинства диафильмов учителю следует предложить учащимся
провести сравнение материала диафильма с ранее изученным, опираясь на свой личный
жизненный опыт. Объяснение изображения на экране с помощью наводящих вопросов занимает
больше времени, но оно эффективнее. Умело поставленные вопросы постепенно подводят детей к
самостоятельному пониманию материала и к правильным выводам. Выразительность чтения
текста диафильма учителем помогает учащимся лучше понять его содержание.
Диафильм позволяет лучше рассмотреть внешний вид, форму, представить относительные
размеры изучаемого объекта, так как в нем новые понятия раскрываются путем детального показа
с разных сторон. Для активизации учащихся задают вопросы во время демонстрации диафильма.
Они должны быть конкретны и направлены главным образом на мобилизацию внимания,
уточнение деталей изображения, выявление их роли в раскрытии содержания изображения.
Ответы на эти вопросы предполагаются краткие, односложные. В более редких случаях учащиеся
дают развернутые ответы с места или с выходом к экрану.
Разнообразна работа по содержанию диафильма после его просмотра: описание детьми
понравившихся кадров и эпизодов; краткое изложение сюжета и его домысливание; составление
вопросов к отдельным кадрам или фрагментам; ответы на вопросы учителя, поставленные до, во
время и после просмотра; рисование по памяти, придумывание начала или продолжения,
восстановление целого по показанным фрагментам (восстановление сказки, стихотворения и др.) и
т. п.
Например, при помощи зрительного образа на уроках создается ситуация для развития
речи. Экранное изображение в этом случае выполняет функцию зрительной опоры для словарной
работы, составления определенных речевых конструкций, предложений, коротких рассказов и
других работ творческого характера. По кадрам диафильма легче обучать детей всем видам
пересказа, составлению плана. Можно убрать текст из кадра диафильма, прикрепив полоску
темной бумаги на рамку диапроектора, и предложить учащимся самим составить субтитры для
такого диафильма, а потом сравнить с текстом оригинала. Умело используя диафильм, развивают
речь, творческие способности и обогащают мышление учащихся. Язык диафильма служит
образцом литературного языка. Усваивая и запоминая текст, учащиеся пополняют свой активный
словарь. При создании диафильмов и диапозитивов, как правило, используются
высококачественные фотографии и рисунки, которые отвечают требованиям занятий по
рисованию, лепке, конструированию, аппликации, рукоделию, тем более что по искусству было в
свое время выпущено много как диафильмов («Виды изобразительного искусства» и др.), так и
диасерий («Виктор Васнецов», «И. И. Шишкин», «Жостовские подносы», «Русские лаки.
Федоскино» и др.).
НИТ и ТСО
60
Обсуждение увиденного на экране следует проводить таким образом, чтобы детям не
навязывались готовые точки зрения, а они сами подходили к тем или иным выводам, что
способствует не только развитию активности мышления, но и формирует его самостоятельность,
способность к умозаключениям.
О глубине понимания и прочности запоминания Познавательного материала диафильма
судят по качеству рассказов учащихся, которые должны отвечать следующим требованиям: верно
и в логической последовательности пояснять кадры; правильно выявлять причинные связи между
предметами и явлениями; не ограничиваясь изложением содержания текста и дополнениями
учителя, расширять и углублять комментарии к кадрам диафильма.
Использование диапозитивов и диафильмов в дошкольных учреждениях и в начальной
школе стимулирует самостоятельное творчество детей: они играют в увиденные сюжеты,
придумывают по просмотренному загадки, задачи, сказки.
Эффективное применение статичных экранных пособий зависит от той роли, которую
играет учитель. Зрительный образ, создаваемый тем или иным кадром, не исчерпывает полностью
дидактического назначения экранного материала. Так, демонстрация кадра, содержащего
информацию о многоугольниках, не формирует у учащихся логического определения понятия
многоугольника, а лишь помогает создать у них конкретное представление об этих
геометрических фигурах. Подписи под кадрами в какой-то мере устраняют неполноту зрительных
представлений, однако и они не исчерпывают содержания кадра, а дают лишь направление для
анализа изображения.
Все изложенное выше показывает, что учащимся принадлежит при работе с диафильмами и
диапозитивами активная роль, которая не сводится к простому комментированию зрительного
ряда.
Учащиеся, опираясь на конкретные зрительные образы, под руководством учителя
сравнивают, анализируют, выделяют главное, делают определенные логические умозаключения,
обобщения. Таким образом, учитель организует единый процесс образного восприятия и активной
мыслительной деятельности учащихся. Целый ряд диафильмов и диапозитивных серий построен
по проблемному принципу.
Примером может служить диафильм к повторительно-о
§ 3. Методика применения звуковых средств
Звуковые средства обучения наряду с диафильмами можно считать наиболее часто
используемыми техническими средствами обучения и воспитания в школьной массовой практике.
Они широко применяются на уроках по всем предметам, занимают значительное место во
внеклассной воспитательной работе. По ряду школьных дисциплин в соответствии с учебными
программами в 80-х годах были выпущены комплекты грампластинок, объединенные в
фонохрестоматии.
В настоящее время начинает налаживаться выпуск аудиокассет для использования в
учебно-воспитательном процессе. Вот перечень современных аудиокассет одной из московских
школ: «Великие путешественники» (2 части), литературные чтения - А. Чехов, С. Есенин, А.
Куприн, И. Бунин, Л. Толстой, А. Пушкин, И. Тургенев, А. Кристи, Р. Бредбери; английский язык
(8 класс), звуковое приложение к учебнику «Курс английского для продолжающих», сказки, песни
В. Шаинского, 60 лет студии «Союзмультфильм», «Крылатые качели», «13 классических
жемчужин», «14 классических жемчужин».
Магнитная запись открывает гораздо более широкие педагогические возможности, нежели
грамзапись. Возможность записи речи обучающегося, анализа ошибок, сравнения ее с образцовой
речью, а также многократного воспроизведения, повторения с точностью, недоступной человеку,
позволяет совершенствовать методику преподавания языков. Применение звукозаписи для
развития устной
речи учащихся помогает учителю зафиксировать ее, выявить неуловимые для учеников при
произношении ошибки, проанализировать и устранить их.
Точная запись устной речи при обучении дает возможность учителю сделать ее у учащихся
более правильной и выразительной, отработать интонации, темп, добиться умения применять
паузы и другие приемы, исправить содержательные ошибки. Звукозапись используют и при
НИТ и ТСО
61
изучении грамматики, в особенности тех разделов синтаксиса, где важна интонация, так как от нее
зависит правильная расстановка знаков препинания.
Магнитофон можно применять для магнитофонного опроса, когда по очереди 3-4 ученика
во время уплотненного опроса тихонько наговаривают небольшие по продолжительности (2-3
мин) ответы на магнитофон, которые учитель прослушает после урока и поставит отметки. После
прослушивания учитель может отработать ответ вместе с учеником, уточнить и исправить все
допущенные ошибки и неточности. Такой опрос хорошо использовать для робких и
слабоуспевающих учеников, которые боятся говорить перед классом.
Звуковые записи позволяют на уроках по ряду предметов - физике, астрономии, химии,
биологии, географии, математике и трудовому обучению - воспроизвести рассказ о научной
экспедиции, научном эксперименте или об открытии, услышать репортаж с космического корабля,
с подводного батискафа и многое другое.
Магнитофильмы к урокам могут быть созданы самим преподавателем на основании
записей с радио- и телеприемников, живой, речи, звуков природы или искусственных, магнитных
записей, грамзаписей, записей на дисках и др. Магнитную запись можно постоянно дополнять,
корректировать и, когда она износится, переписать на новую ленту.
В старших классах, чтобы вырабатывать у учащихся навыки записи лекций и объяснений
учителя, на магнитную ленту можно записать план школьной лекции, цель, основные тезисы и
выводы. Ее можно включать после окончания лекции, чтобы уточнить сделанные записи, или по
ходу изложения после отдельных частей лекции, чтобы все успели записать необходимый
материал.
Грампластинки в классе прослушивают на электрофонах, которые до сих пор есть в
продаже. Лазерные аудиодиски прослушиваются на различных аудиосистемах и с помощью ПК.
Для прослушивания записей с магнитных лент магнитофон или аудиосистема
устанавливают так, чтобы звучание записи в классе было достаточно громким и разборчивым.
Звукосистемы с выносными колонками позволяют маневрировать ими до тех пор, пока всем
учащимся не будет четко слышен звук. Голоса школьников обычно записывают у стола учителя
при помощи микрофона. При удлинении провода учитель сможет подходить с микрофоном к
любому ученику. Можно также использовать радиомикрофоны, которые легко перемещать в
любое место класса или зала.
Современная аудиоаппаратура позволяет составить музыкальную программу, которая будет
автоматически воспроизводиться по ходу урока в установленное время и в установленном режиме.
Все звуковые записи, используемые в школе, можно разделить на две группы: учебные и
художественные. Учебные записи имеют рабочие паузы для выполнения заданий, комментарии
по отдельным частям записанного материала, специально вставленные сравнения и
сопоставления. Художественные записи целостно воспроизводят художественный текст без
каких-либо дидактических вставок.
В школьной практике используют следующие виды аудиозаписей.
Документальные звукозаписи, которые включают записи голосов писателей, исторические
фонодокументы, выступления политических деятелей, ученых, рассказы очевидцев или
участников событий. Фонохрестоматия «Великая Отечественная война» воскрешает страницы
трагической и героической истории нашей страны. Грампластинки и магнитофонные записи
«Говорят писатели», «Поэты читают свои стихи» и т.д. позволяют услышать живые голоса
классиков литературы: А. Ахматовой, А. Блока, М. Горького, С. Есенина, М. Зощенко, В.
Маяковского, Н. Островского, М. Светлова, К. Симонова, Л. Толстого, М. Шагинян, М. Шолохова
и др. Документальность записей производит сильное впечатление на слушателей.
Тематические звуковые пособия - специальные фонозаписи по темам школьных
программ. Например: «Структура образа в поэме "Мертвые души" Н. В. Гоголя», «Погиб поэт»,
«Петербург Достоевского», «Голоса истории живые», «Из искры возгорится пламя», «Куликовская
битва», «Джордано Бруно», «Кеплер», «Ветер с моря» (о А. С. Попове) и др.
Записи музыкальных произведений прежде всего используются на уроках музыки, помогая
почувствовать глубину и силу музыкального искусства, научить дошкольника и школьника
слушать музыку, пробудить в нем любовь и живой интерес к ней, понять ее содержание и
характер.
НИТ и ТСО
62
Но музыка выступает не только как предмет изучения. С помощью музыки создается
исторический фон, который вводит в атмосферу времени. Она способствует раскрытию
содержания литературного произведения, повышает настроение, создает общий эмоциональный
фон, стимулирует работоспособность. Музыка должна соответствовать возрасту, интересам,
развитию и музыкальной подготовке учащихся.
Записи натуральных, естественных звучаний, когда реальный звук помогает лучше
понять и почувствовать сущность изучаемого явления. Например, на уроке или занятии важно
прослушать крики и голоса различных животных и птиц, шум моря, звуки грозы, промышленные
звуки и т. п.
Звукозаписи для организации самостоятельной деятельности учащихся на уроке записанные на магнитную ленту диктанты и разнообразные задания для самостоятельной работы
учащихся. Такие записи готовит учитель. Этот вид звуковых пособий получил широкое
распространение не только на уроках русского и иностранного языков, но и на уроках по таким
предметам, как математика, физика, химия и т.д., которые проводятся в целях контроля или
закрепления изученного материала. Звукозаписи диктантов и заданий приучают школьников
работать в нужном темпе, концентрируют их внимание на выполнении работы, дисциплинируют.
В процессе этой работы учитель, освобожденный от чтения текста диктанта или заданий, может
контролировать самостоятельную деятельность учащихся, оказывать помощь тем, кто в ней
нуждается.
В старших классах звукозаписи можно использовать при индивидуальном выполнении
лабораторных работ, дифференцируя уровень самостоятельности - от передачи на головные
телефоны учащегося полного пошагового алгоритма выполнения работы до общих или отдельных
уточняющих указаний.
Звукозаписи для лингафонных устройств. Применение специальных программ
(звукозаписей) для лингафонных устройств и кабинетов по иностранному и русскому языкам дает
возможность учащимся с самого начала изучения языка упражняться в восприятии речи без
зрительной опоры. Развитие такого умения - задача трудная, так как при этом отсутствуют
вспомогательные факторы (жесты и движения говорящего, мимика, артикуляция). Программу к
уроку готовит учитель. Он выбирает готовые грамзаписи или магнитальбомы или записывает
подготовленный им самим текст на магнитную ленту. Правильно составленные программы и
умелое использование возможностей лингафонного комплекса обеспечивают индивидуальный
подход в обучении, активизируют работу над произношением и пониманием речи на слух,
увеличивают речевую практику учащихся на уроке.
Этапы работы учителя на уроке с применением звукозаписей: подготовка к восприятию
звукового материала, прослушивание звукозаписей, последующая работа.
Вопрос о месте звукозаписи на уроке решается в зависимости от цели, которую
предполагается достигнуть на уроке, учитывая, что фонозапись не может заменить объяснения
программного материала, она лишь составная часть излагаемого учителем: введение в рассказ,
иллюстрация, продолжение, завершение его.
Составляя план урока с использованием звукозаписей, учитель прослушивает их, отбирая
те, которые прозвучат в классе; сопоставляет текст записей с хрестоматийным, так как нередко
встречаются разночтения, требующие предварительного комментария; хронометрирует каждую
отдельную запись; обдумывает вступительный или последующий комментарий (во время
прослушивания записи комментирование или даже реплики недопустимы: они разрушают
целостность восприятия художественного текста и не воспринимаются учащимися); формулирует
вопросы к учащимся.
При планировании намечается место звукозаписи в ходе урока, которое определяется
темой, спецификой изучаемого материала, характером записи и т.д., и прежде всего, на что уже
обращалось внимание, - той целью, которую ставит перед собой преподаватель.
Содержание, форма и количество используемых на уроке звукозаписей зависят от уровня
подготовленности учащихся к восприятию фонозаписи. Обычно при закреплении и особенно
повторении темы звукозаписи отводится больше места, чем при изложении нового материала, так
как прослушиванием записи нельзя подменять слово преподавателя. Ни одна даже самая
уникальная запись не может заменить живого слова учителя. Перед прослушиванием звукозаписи
(лучше перед повторным, чтобы не нарушить целостности восприятия и не снять эмоционального
НИТ и ТСО
63
настроя) целесообразно поставить перед учащимися конкретные задачи. Задачи эти разнообразны,
но они должны быть посильными для них, учитывать их знания, развитие, возраст.
После прослушивания записи обязательно нужно дать учащимся некоторое время на
осмысление услышанного, определение своего отношения к нему и только после этого проводить
беседу.
Эффективность использования звуковых пособий зависит от того, как учитель подготовил
учащихся к прослушиванию, нацелил их на определенную деятельность, как организовал
последующую работу на материале звукозаписи. На всех этапах работы со звукозаписью слово
учителя занимает ведущее место.
Цель и характер применения звукозаписи на уроках по разным предметам различны.
На уроках русского языка и литературы она занимает значительное место при анализе
текста литературного произведения, в процессе обучения навыкам выразительного чтения, в
качестве иллюстрации при работе над звуковой формой речи.
Фонохрестоматия по русской литературе включает литературные, документальные,
музыкальные звукозаписи; художественное чтение, авторские исполнения, инсценировки
литературных произведений, фрагменты из спектаклей, опер, романсы.
Записи программных художественных произведений содержат лучшие образцы исполнения
мастерами художественного слова литературных произведений, изучаемых в школе.
Фонохрестоматия по русской литературе позволяет услышать на уроке В. И. Качалова, В.Н.
Яхонтова, А.Н.Грибова, И.В.Ильинского, Ираклия Андроникова и др. Их выразительное чтение
способствует глубине восприятия художественного произведения, усиливает эмоциональноэстетическое воздействие слова. Но нельзя чтение художественных текстов подменять
прослушиванием грамзаписей, а само прослушивание проводить без соответствующей подготовки
учащихся к его восприятию. Использование на уроках фонозаписей литературных произведений в
исполнении мастеров художественного слова требует от учителя более строгого отношения и
постоянного внимания к мастерству выразительного чтения, к культуре своей речи, более
тщательной предварительной подготовки.
Постановка учебной цели включения звукозаписи в урок определяет характер вопросов и
заданий перед прослушиванием.
Так, грамзапись «Чичиков у Собакевича» к поэме Н. В. Гоголя «Мертвые души» можно
использовать в процессе работы над образами для того, чтобы показать, как характер
действующего лица раскрывается через речь. Тогда перед прослушиванием записи учитель
предлагает учащимся задание, связанное с анализом речи, например: сравните поведение
Чичикова в разговоре с Собакевичем и Маниловым. Как изменились подбор слов и манера
говорить, интонация его голоса? Какие черты характера персонажа раскрывают эти особенности
речи? Что характерно для речи помещика Собакевича? Покажите, как в его речи проявляется
страсть к наживе, стяжательству, хитрость, недружелюбие.
Такая постановка вопросов определенным образом направляет самостоятельную
поисковую деятельность учащихся в процессе восприятия звукозаписи и влияет на содержание
последующей работы, связанной с составлением характеристики образов поэмы и анализом
идейно-художественной ценности произведения. Работа над образами литературных героев с
привлечением звукозаписей способствует более глубокому проникновению в текст, позволяет
почувствовать силу искусства слова.
Если цель прослушивания - обучение выразительному чтению, то часто прибегают к
сопоставлению образцов исполнения одного произведения различными чтецами. Например,
сопоставляют чтение басен И. А. Крылова в исполнении А. Н. Грибова и И. В. Ильинского, чтение
стихотворения А. С. Пушкина «К Чаадаеву» В. Н. Яхонтовым и А. М. Шварцем.
Перед прослушиванием учащимся предлагают сопоставить исполнительскую манеру
чтецов, установить различия в их исполнении. При этом анализ приемов выразительного чтения
тесно связывают с работой над литературным текстом. Работу завершают чтением произведения
учащимися. Их исполнение не должно сводиться к слепому подражанию мастерам
художественного слова, они могут дать свою интерпретацию произведения и обосновать ее.
Чтение некоторых учащихся записывают на магнитофон и воспроизводят здесь же, на уроке. Этот
прием весьма эффективен: учащиеся, слушая собственное исполнение произведения и сравнивая
его с образцами, легче находят ошибки и недостатки в своей речи, которые тут же исправляются.
НИТ и ТСО
64
По грамзаписям фонохрестоматии можно, как по обычным текстам, проводить обучающие
изложения.
На уроках истории применяют как документальные записи, так и художественные отрывки,
воспроизводящие на документальной основе исторические события. Они помогают учащимся
глубже проникнуть в историческую действительность, конкретизируют ее и способствуют
созданию ярких образов. В них звучат голоса очевидцев событий или записи с места события,
которые не только имеют большое познавательное значение, но и вызывают у учащихся глубокий
эмоциональный отклик.
На уроках иностранного языка звукозапись применяют для обучения восприятию
иностранной речи на слух, для упражнений в речевой практике учащихся. На материале
звукозаписей проводят разнообразную работу: пересказ учащимися прослушанного текста, ответы
н
§ 4. Использование экранно-звуковых средств в учебно-воспитательном
процессе
Учебный кино- или видеофильм характеризуется рядом особенностей: информационная
насыщенность, сильное эмоциональное воздействие на аудиторию, темп предъявления
информации с экрана, управление процессом восприятия, целостность и законченность.
Информационная насыщенность кинофильма заключается в том, что посредством
демонстрации за короткий промежуток времени можно передать такой объем информации,
который нереально представить при словесном изложении с использованием других средств
обучения.
Эмоциональное воздействие проявляется в разнообразных выразительных возможностях
фильма (о которых уже шла речь в главе второй), позволяющих воздействовать не только на
сознание, но и на чувства зрителя, вовлекающих его в действие, происходящее на экране.
Темп предъявления информации с экрана задается его создателями, и зритель может только
приспособиться к нему, или весь фильм надо разбить на фрагменты и показывать их с
определенными паузами.
Управление процессом восприятия информации с экрана определяется не только темпом
ее подачи, но и логикой изложения, использованными средствами съемки, выделением общего,
среднего и крупного планов вплоть до их детального изображения, дикторским текстом,
включенными кадрами анимации и др. Зритель ничего изменить не может.
Целостность и законченность экранно-звукового пособия состоит в том, что оно в
принципе подготовлено для использования как основной источник информации и поэтому
содержит логически целостную информацию с определенной методикой ее подачи.
Применение учебных фильмов целесообразно в таких учебных ситуациях, когда
необходимо познакомить учащихся:
а) с объектами, процессами, явлениями, которые невозможно воспроизвести в условиях
школы или пронаблюдать в реальных условиях;
б) с внутренними процессами и явлениями, недоступными непосредственным
наблюдениям;
в) с процессами и явлениями, характерной особенностью которых является движение,
развитие;
г) с очень медленно или очень быстро протекающими процессами или явлениями;
д) с микро- и макрообъектами.
Напомним, что учебные фильмы могут быть в виде целостного фильма, курса, состоящего
из нескольких частей; хрестоматии; фрагментов и кинокольцовок; видеофильмов.
Требования к учебному фильму:
1) четкое и продуманное дозирование информации, чтобы не допустить перегруженности
фильма;
2) отсутствие многотемности;
3) простое композиционное построение кадра с четким выделением главного;
4) дикторский текст должен быть предельно лаконичным, выразительным, доступным, не
подменяющим изображение;
НИТ и ТСО
65
5) дикторский текст должен иметь паузы, для того чтобы не мешать восприятию
зрительного ряда и дать учителю возможность вставить свои дополнения и пояснения;
6) занимательность фильма, использование разнообразных способов и приемов съемки;
7) показ изучаемого объекта или явления во всех возможных вариантах;
8) создание проблемной ситуации;
9) включение в текст изложения вопросов, заданий, если необходимо, инструкций;
10) короткие по времени или с четким разделением сюжеты или фрагменты внутри более
продолжительной ленты.
Дидактические функции учебного фильма на уроке: источник новых знаний, средство
иллюстрации учебного материала, обобщения и систематизации знаний, зрительная или
зрительно-слуховая опора для последующей самостоятельной работы учащихся, вспомогательное
средство при контроле знаний. Подавляющее большинство фильмов можно использовать в
различных учебных ситуациях в зависимости от целей и содержания урока. Так, видовые фильмы
о временах года («Весна», «Зима», «Осень», «Лето») на уроках природоведения сначала можно
смотреть по частям: признаки времени года, деятельность людей, а на обобщающем уроке просмотреть целостно. Но это не значит, что структура и содержание фильма строго
предопределяют его дидактические функции на уроке. Часто один и тот же фильм в различных
учебных ситуациях можно применять для решения разнообразных дидактических задач.
Широко используются фильмы для творческой работы на уроках русского языка. Если
учитель ставит цель научить детей писать сочинения-описания, лучше обратиться к видовым
фильмам. Для развития логического мышления, способностей рассуждать и доказывать
целесообразнее использовать документальные, исторические фильмы, фильмы-экскурсии. Для
формирования умений давать характеристики героям видеосюжетов, оценку разворачивающимся
на экране событиям рекомендуется просмотр короткометражных художественных сюжетноролевых фильмов.
Перед использованием любого видеоматериала (кино- или видеофильма) учителю
необходимо очень внимательно изучить: в какой мере его устраивают объем, качество содержания
и характер его подачи; какие акценты делают авторы фильма и совпадают ли они с тем, что хотел
бы донести при изучении данного материала сам учитель (воспитатель); насколько удачен и
целесообразен дикторский текст; каковы дидактические возможности фильма в сравнении с
другими имеющимися средствами наглядности (например, с помощью опыта в кабинете физики
можно продемонстрировать более эффективно часть того, что пытаются показать в фильме); в
какой степени он соответствует возрастным особенностям учеников и уровню их
подготовленности. Если учитель решает, что фильм будет показан полностью, то надо продумать
вопросы и задания до просмотра фильма, чтобы организовать его восприятие в нужном
направлении, и после его демонстрации - для работы по осмыслению и пониманию увиденного.
Если принимается решение о пофрагментарном просмотре, необходимо определить границы
каждого фрагмента и распланировать работу до и после просмотра. Длительность фрагментов не
должна превышать 4-6 мин, общее количество фрагментов на одном уроке - не более 5.
Продолжительность фильма на одном уроке не более 20-30 мин. Прерывать показ фильма следует
лишь в крайних случаях, когда изображенное на экране не будет воспринято учащимися без
комментария учителя.
Необходимо продумать время фильма в структуре занятия.
При отборе материала фильма целесообразно отметить то, что можно будет использовать
на последующих занятиях или на других учебных предметах, или в других классах, фрагменты
фильма, которые можно предназначить для самостоятельного просмотра учащимися.
Отбирая фильм, надо обратить внимание не только на его образовательную, но и на
воспитательную ценность.
Важным моментом при подготовке к использованию экранно-звукового пособия является
установление его связи с учебником и другими источниками, что определит характер домашнего
задания и другой самостоятельной работы учащихся как на уроке, так и вне его.
Независимо от дидактической цели использования фильма на уроке, перед его
демонстрацией учитель произносит непродолжительное вступительное слово, в котором
стремится пробудить интерес к фильму, установить связь между материалом фильма и изучаемой
темой, обратить внимание на определенные моменты фильма, не раскрывая его содержания;
НИТ и ТСО
66
пояснить наиболее трудные или неполно раскрытые в фильме места. Во время демонстрации надо
воздерживаться от его комментария; он целесообразен только в случае использования фильма без
дикторского текста. Но и этот комментарий должен быть предельно лаконичным, четким, чтобы
не отвлекать учащихся от фильма, не мешать восприятию экранного изображения.
Таким образом, сопровождающая фильм речь учителя нужна только в тех случаях, когда
надо:
- пояснить непонятные места фильма;
- обратить внимание детей на главные моменты, которые необходимо твердо запомнить;
- подчеркнуть существенные детали изображения, которые без указания учителя останутся
незамеченными;
- теснее увязать отдельные кадры фильма, углубляя их содержание;
- связать иллюстративную сторону со всем содержанием урока.
Иногда целесообразно задать вопросы к фильму по мере его демонстрации. Но при этом
надо учитывать, чтобы кратко сформулированный вопрос уложился в кадры, к которым он
относится. Лучше все-таки задать вопросы по фильму до его демонстрации. Вопросов должно
быть немного - два-три. Постановка вопросов способствует более глубокому восприятию,
длительному сохранению кадров в памяти, более полному их воспроизведению после просмотра.
С целью развития речи учащихся следует ставить вопросы, направленные на описание картин,
особенностей ландшафтов, природных явлений и т.п.
Перед просмотром фильма обязательно надо провести словарную работу: новые или
малознакомые слова разобрать, написать на доске и записать в тетрадь.
Если фильм используется как источник знания и содержит новые для учащихся сведения,
то для его качественного запоминания необходимо воспроизвести те изученные ранее понятия и
закономерности, которые служат теоретической базой для восприятия экранного материала. Далее
учитель мобилизует учащихся на активную целенаправленную работу в процессе просмотра
фильма.
Целевую установку можно дать в форме вопросов, на которые ученики должны
самостоятельно найти ответ на основе фильма.
Например, к фрагменту «В тундре Северной Америки» можно предложить
такие вопросы: почему в тундре распространена вечная мерзлота, много болот и озер? Как
растения и животные тундры приспосабливаются к условиям климата? Почему в тундре полоски
леса встречаются только по берегам рек?
Иногда внимание учащихся к содержанию фильма можно привлечь, рассмотрев с ними
план фильма, отражающий в нем главное. Пункты плана определенным образом ориентируют
учеников в процессе просмотра фильма, позволяют им отличить основное от второстепенного,
выделить существенное, дают направление для восприятия.
Эффективной формой мобилизации внимания учащихся, повышения их ответственности
при просмотре фильма, активизации восприятия являются задания, которые перед его
демонстрацией формулирует учитель.
Например, перед просмотром фильма по ботанике «Строение стебля, передвижение
веществ в растении» учащимся предлагается особое внимание обратить на строение стебля,
название его частей, а по окончании по памяти зарисовать в тетради стебель, движение веществ в
нем и сделать соответствующие надписи к рисунку.
Ученикам можно дать домашнее задание: нарисовать иллюстрации к фильму и сделать к
ним подписи. На занятиях по естественнонаучным и техническим дисциплинам по теме фильма
они могут повторить несложный эксперимент, сделать простые модели или макеты, а на уроках
русского языка и литературы подготовить пересказ по плану фильма, воспроизвести диалог
действующих лиц, написать эссе, изложение, сочинение по мотивам увиденного.
Задания учащимся можно дополнить вопросами.
Например, перед демонстрацией кинофрагмента по природоведению «Источник. Река»
получают задание изобразить в тетрадях схему образования источника и ответить на вопросы: как
образуется источник? Как образуется река? Чем горная река отличается от равнинной?
Учебный кинофильм - эффективное средство обучения, оказывающее большое влияние на
учащихся. После его демонстрации ученики еще некоторое время находятся под впечатлением
НИТ и ТСО
67
просмотренных кадров и не могут сразу переключиться на другой вид деятельности. Этот фактор
следует учитывать при организации последующей работы над экранным материалом.
Важно учесть еще и то, что одного только просмотра фильма для усвоения учащимися
заложенной в нем учебной информации недостаточно. Качество усвоения учащимися экранного
материала определяется также правильной работой после просмотра фильма.
После просмотра фильма следует выяснитьу учащихся, что им было непонятно, связать
новый экранный материал с ранее изученным, привести его в определенную систему, сделать
выводы, обобщения, направить мысль школьников на подтверждение теоретических положений
урока, на усвоение формулировок, правил, закономерностей.
Чаще всего эту работу проводят в форме беседы, в процессе которой учитель не просто
воспроизводит в памяти учащихся материал фильма, а увиденное подвергается глубокой
логической переработке: анализу, сопоставлениям, раскрытию причинно-следственных связей и т.
д.
Бывает необходимо посмотреть фильм повторно на этом или следующем уроке. При
вторичном показе учащиеся с помощью учителя замечают подробности, пропущенные при первом
просмотре. Повторный показ фильма можно использовать в целях обобщения и контроля.
Полезно использовать фильмы до выхода с детьми на экскурсию. Это поможет обратить их
внимание на цель экскурсии. Снятый на видеокамеру ход экскурсии используется в
послеэкскурсионной работе для более детального осмысления того, что на ней было увидено и
услышано, для дополнения и расширения полученного материала, выявления уровня полученных
знаний.
Удобны и эффективны для создания проблемных ситуаций видеофрагменты. Они могут
быть использованы в качестве вводного материала, предшествующего формулированию
проблемы. В другом случае с помощью фрагмента сообщается опорный фактический материал,
ведущий к появлению вопроса. Фрагмент может отражать историю возникновения проблемы в
науке или жизни и пути ее разрешения. Хорошо, когда он содержит факты, удивляющие учеников,
вызывающие желание докопаться до истины.
Следует заметить, что производство учебных фильмов сейчас
организовано гораздо хуже, чем раньше, а многие из старых фильмов приходят в
негодность. Однако в помощь учителю все же выпущены видеофильмы (см. приложение), и
вместе с учениками он сам может подготовить видеозаписи.
§ 5. Комплексное использование традиционных технических средств
обучения
Технические средства обучения, что неоднократно указывалось в пособии, наиболее
эффективны при условии их комплексного использования. Но комплексное использование ТСО это продуманный, дидактически целесообразный процесс, а не погоня за количеством ТСО на
одном уроке. В настоящее время комплексное использование ТСО обусловлено распространением
мультимедийной аппаратуры, которая ориентирована на это. Но и ТС, которые не имеют таких
многофункциональных возможностей, в сочетании друг с другом могут обеспечить на уроке и
зрительное изображение, и звуковое сопровождение, динамику и статику изучаемых объектов.
Комплекс ТСО должен удовлетворять следующим общим требованиям:
а) отобранные для урока средства обучения должны соответствовать содержанию учебного
материала и целям урока;
б) при отборе необходимо учитывать специфические особенности каждого пособия в
процессе обучения и четко определять их функции в решении образовательных и воспитательных
задач урока;
в) входящие в комплекс средства обучения должны содействовать активизации учебной
деятельности учащихся на уроке;
г) комплекс средств обучения должен органически включаться в структуру урока.
Каждое средство обучения, входящее в комплекс, должно выполнять определенные
дидактические задачи, вытекающие из общих задач урока, обеспечивать активную умственную
деятельность учащихся, помогать в преодолении трудностей изложения и усвоения учебного
материала. Входящие в комплекс части должны быть взаимосвязаны и взаимообусловлены.
НИТ и ТСО
68
При составлении и использовании комплекса СО следует избегать применения
однотипных, близких по содержанию пособий (например, таблицы и аналогичного кадра
диафильма, непосредственной демонстрации опыта и воспроизведения его на телеэкране), а также
дублирования в процессе изложения учебного материала учителем и при демонстрации фильма
(например, такие случаи, когда учитель полностью объясняет какой-то вопрос темы, а затем для
большей убедительности демонстрирует соответствующий фрагмент кинофильма).
Структура занятий с комплексным использованием СО по возможности должна отвечать
таким требованиям: смена видов восприятия и равномерное распределение нагрузки на различные
анализаторы, постоянная активизация мыслительной и речевой деятельности обучаемых.
Большую помощь учителю в подготовке комплекса средств обучения может оказать
картотека СО, имеющихся в кабинете, составленная для каждого учебного предмета по классам.
Картотека может быть подобрана по темам программы - тематическая картотека и по урокам поурочная. В каждой карточке указываются тема программы и урока, методы и организационные
формы обучения, перечень имеющихся по данному вопросу средств обучения с указанием места
их хранения.
Сочетание компонентов комплекса может быть как последовательным, так и
параллельным. Примером параллельного сочетания служит одновременное использование
звукозаписи и статичного экранного пособия (дидактическая ценность экранного изображения
усиливается эмоциональным воздействием звукозаписи) или использование модели какой-либо
установки с одновременным показом на экране схемы ее действия (одно пособие дополняет и
углубляет другое).
Сочетание компонентов комплекса определяется логикой урока и содержанием учебного
материала. При комплексном использовании аудиовизуальных средств обучения применяют такие
формы их сочетания: динамичные и статичные экранные пособия, экранные динамичные и
звуковые, экранные статичные и звуковые, экранные динамичные, статичные и звуковые.
В свое время были выпущены диафильмы, предназначенные непосредственно для
использования в комплексе с кинофильмами. Например, по теме кинофильма «Плазма» диафильм «Плазма», кадры которого фиксируют наиболее важные моменты, показанные в
фильме. Аналогично построены диафильмы «Кровообращение и лимфообразование», «Функции в
7-8-х классах», «Двигатель внутреннего сгорания», «Космонавтика и научно-технический
прогресс» и др.
Не всегда за основу комплексного использования динамичных и статичных экранных
пособий следует брать кинофильм. Выбор основы комплекса зависит от характера изучаемого
материала. Если для изучаемого объекта характерна статичность, то основную роль на уроке
должны играть диафильм, диапозитив. Кинофильм же послужит дополнительным пособием,
углубляющим понятие об объекте. Кстати, со времени появления кинопроектора «Эра101автомат» у учителей появилась возможность фиксировать нужный кадр на экране, что
позволяет и в самом кинофильме соединить возможности динамичного и статичного показа
объекта.
Требованиям комплексного использования СО отвечают, как это было показано в
предыдущем параграфе, и видеозаписи.
Еще раз напомним, что технические средства должны использоваться с натуральными
объектами, муляжами и моделями, пособиями на печатной основе, проведением опытов,
наблюдениями за реально протекающими процессами и явлениями, экскурсиями на природу, в
музеи, на производственные и краеведческие объекты. Надо иметь в виду и тот факт, что
комплексное использование СО предполагает не механическое их сочетание, а органическую
взаимосвязь друг с другом, что нередко требует от преподавателя создания дополнительных
устройств, обеспечивающих подобную связь. Ярким подтверждением этого положения опять же
являются мультимедийные ТСО.
Комплексному использованию средств обучения на более высоком научно-методическом
уровне способствует технический центр с замкнутой телевизионной системой.
НИТ и ТСО
69
КОМПЬЮТЕР В УЧЕБНО-ВОСПИТАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ
§ 1. Общие основы использования компьютера в образовательных
учреждениях
Компьютеризация образования, как мы выяснили в начале пособия, является велением
времени, и вопрос: вводить или не вводить компьютер в образовательные учреждения - давно
решен положительно. Появились такие понятия, как компьютерная грамотность, информационная
культура, которые предполагают, что компьютер станет повседневным техническим средством на
работе, дома, в процессе обучения.
Под компьютерной грамотностью понимается умение находить и воспринимать
информацию, применяя компьютерные технологии, создавать объекты и устанавливать связи в
гиперсреде, включающей в себя все типы и носители информации; конструировать объекты и
действия в реальном мире и его моделях с помощью компьютера (Институт новых технологий
образования). Она является элементом информационной культуры личности, предполагающей
способность человека осознать и освоить информационную картину мира как систему символов
и знаков, прямых и обратных информационных связей и свободно ориентироваться в
информационном обществе, адаптироваться к нему. Для этого ему необходимо овладеть сводом
правил поведения в таком обществе, способами общения с системами телекоммуникаций,
локальными и глобальными информационно-вычислительными сетями. «Умея работать с
необходимыми в повседневной жизни вычислительными и информационными системами, базами
данных и электронными таблицами, персональными компьютерами и информационными сетями,
человек информационного общества приобретает не только инструменты деятельности, но и новое
видение мира». [Первин Ю.А. Информационная культура. 1-11-е классы. Экспериментальный курс
//Информатика. - М., 1999. - С. 79.]
Компьютеризация обучения позволит уменьшить разрыв между тем, что дает своим
выпускникам школа, и требованиями, которые к ним предъявляются современным обществом.
Тем более уже сей час показателем высокого профессионализма современного учителя считается
компьютерная компетентность, а не просто компьютерная грамотность.
Компьютер в сфере образования выступает в разных функциях:
а) как предмет изучения;
б) как средство в учебно-воспитательном процессе;
в) как компонент системы педагогического управления;
г) как компонент управления образовательными учреждениями;
д) как средство научно-педагогической деятельности.
В связи со столь разнообразными функциями компьютера и информационных технологий в
образовательной сфере академик А.П.Ершов предложил следующую классификацию видов их
применения.
1. Учебное - использование компьютера как средства обучения на материале конкретного
учебного предмета с применением педагогических программных средств специального
назначения. Есть программы типа «тренажер», «опросник», программы, позволяющие обучать
новому и одновременно контролировать его усвоение.
2. Орудийное - компьютерная поддержка универсальных видов деятельности: письма,
рисования, вычислений, поиска информации, коммуникации и др. Для компьютерной поддержки
этих видов деятельности разработаны специальные программные средства: текстовые,
графические и музыкальные редакторы, электронные таблицы, базы данных и др. Благодаря своей
универсальности они могут быть использованы в учебном процессе по любому учебному
предмету.
3. Профессиональное и профориентационное - применение компьютеров для
углубленного изучения информатики и профессиональной ориентации в разного рода профессиях.
Профориентационное применение компьютеров в учебном процессе предполагает использование
программных средств для решения прикладных задач из соответствующей предметной области.
4. Дефектологическое - компьютерная поддержка обучения детей с дефектами и
недостатками развития. Для эффективного дефектологического использования компьютера
НИТ и ТСО
70
необходима разработка целого ряда специальных аппаратных и программных средств: (например,
специальных клавиатур, анализаторов и синтезаторов речи, устройств печати шрифта Брайля и т.
п.), а также соответствующего программного обеспечения.
5. Досуговое - все виды использования компьютера, связанные с личными интересами
(увлечения и развлечения, ведение личного архива и т. п.). Досуговое использование компьютеров
охватывает разнообразные виды внеклассной и внешкольной работы учащихся: проведение
самостоятельной исследовательской работы, ведение личного архива, компьютерные игры и т. п.
Следует отметить, что большинство компьютерных игр развивает лишь механические навыки
работы с компьютером и почти не оказывает воздействия на развитие умственных способностей
учащихся или познавательного интереса к определенному учебному предмету. Существует и класс
развивающих компьютерных игр, применение которых значительно повышает мотивацию и
познавательную активность учащихся. В таких играх доминирующим является познавательный
мотив, а не демонстративность и зрелищность, характерные для развлекательных игр.
6. Учительское - применение компьютера в деятельности учителя, включая организацию,
поддержку и контроль учебного процесса, а также различные виды учебно-методической и
организационно-методической деятельности, т. е. использование компьютера для подготовки
необходимых учебных материалов (поурочное планирование, методические разработки,
индивидуальные задания, контрольные работы и т. д.), для ведения личного архива учителя и т. д.
7. Организационное - использование компьютера для управления школой и другими
учебными заведениями, для обеспечения работы учреждений управления народным образованием
разного уровня.
8. Педвузовское - все виды применения информационных технологий в педагогических
институтах, ориентированные на подготовку учителя, способного работать с ними в
образовательных учреждениях.
К перечисленным видам применения информационных технологий можно добавить и
использование компьютера для проведения психолого-педагогических исследований, разного рода
тестирований и обработки их результатов, практическое использование компьютерных методик
профотбора, выявление аномалий развития и т. д.
В процессе внедрения современных информационных технологий в учебновоспитательный процесс информация, прежде всего учебная, становится объектом
технологической обработки с использованием компьютера и передачи с помощью средств
коммуникации.
Внедрение информационных технологий предполагает наличие в образовательных
учреждениях:
- современных компьютеров и средств коммуникации как технических средств обучения;
- системного и прикладного программного обеспечения;
- методических разработок по применению новых информационных технологий в учебновоспитательном процессе.
При компьютеризации образования возникает ряд сложных проблем, требующих своего
изучения и решения.
1. Учет мотивационного фактора. Одним учащимся интереснее сам компьютер и области
его применения, другие стремятся использовать его в творческой деятельности - рисовать,
сочинять музыку, писать сочинения, эссе, статьи. Третьих, имеющих прагматическую
направленность, увлекает работа с издательскими системами, средствами анимации и
видеомонтажа, электронной почтой и т. д.
2. Учет индивидуального фактора. Разработка программ с учетом не только степени
обученности и обучаемости школьника, но и лево- правополушарного доминирования.
3. Учет этнического фактора. Разработка компьютерных курсов на родных языках,
культурологических курсов по национальной культуре, игр на основе национальных мотивов.
4. Создание компьютерных баз данных по направлениям: «Ученик», «Успеваемость»,
«Здоровье», «Семья», «Трудные подростки» и пр. для организации педагогического менеджмента
(управления) и другие аспекты.
Компьютеризация обучения дает возможность создавать методические основы
альтернативных форм учебного процесса, реализовывать дифференциацию обучения.
НИТ и ТСО
71
Компьютерная техника уже сейчас начинает активно влиять на процесс соединения образования с
самообразованием.
Любая обучающая система на базе ЭВМ и программное обеспечение к ней должны
базироваться на основополагающих принципах, именуемых в специальной литературе «три "и"»:
инициатива, индивидуализация, интерактивность.
Под инициативой предполагается предоставление обучаемому возможности прерывать и
возобновлять курс в любом месте, задавать вопросы, просить о помощи, возвращаться назад для
повторения, не ограничивать инициативу при составлении ответов и т.д.
Индивидуализация
означает
создание
учебно-программного
обеспечения,
ориентированного на индивидуальные особенности и стиль учебной деятельности конкретного
обучаемого (или категорию обучаемых).
Интерактивность подразумевает взаимный обмен информацией в режиме диалога как
между обучаемым и системой в целом, так и между отдельными частями системы.
Информационные технологии (информационно-коммуникативные технологии) в системе
образования позволяют:
сделать обучение более эффективным, вовлекая все виды чувственного восприятия ученика
с помощью мультимедийных функций компьютерных устройств;
обучать детей всех категорий: от одаренных до детей с проблемами в умственном и
физическом развитии и детей-инвалидов с заболеваниями различной степени тяжести;
обучать всех равноценно, независимо от места проживания.
§ 2. Использование компьютера в учебно-воспитательном процессе
Персональный компьютер - универсальное обучающее средство, которое может быть с
успехом использовано на самых различных по содержанию и организации учебных и внеучебных
занятиях. При этом он вписывается в рамки традиционного обучения с широким использованием
всего арсенала средств обучения. ПК может способствовать активному включению учащегося в
учебный процесс, поддерживать интерес, способствовать пониманию и запоминанию учебного
материала.
Язык программирования должен быть удобным для описания условия и анализа задачи,
планирования ее решения, включая составление программы, чтобы решение задач с помощью
компьютера, с одной стороны, способствовало развитию мышления, а с другой - не вызывало
дополнительных трудностей. Язык должен быть удобен для общения человека с компьютером.
Если компьютер используется только как средство учебной деятельности, то его функции
мало чем отличаются от тех, которые он выполняет в рамках других видов деятельности.
Возможности применения значительны: от справочной системы до средства моделирования
некоторых ситуаций.
Выполнение функции обучения - наиболее существенная характеристика применения
компьютера в обучении.
Задачи применения компьютера в обучении:
1) обеспечение обратной связи в процессе обучения;
2) обеспечение индивидуализации учебного процесса;
3) повышение наглядности учебного процесса;
4) поиск информации из самых широких источников;
5) моделирование изучаемых процессов или явлений;
6) организация коллективной и групповой работы.
По целям и задачам обучающие компьютерные программы делятся на иллюстрирующие,
консультирующие, программы-тренажеры, программы обучающего контроля, операционные
среды.
Одни из них предназначены для закрепления знаний и умений, другие ориентированы на
усвоение новых понятий. Есть обучающие программы, которые позволяют учащимся стать
непосредственными участниками открытий, композиторами или художниками.
Большими возможностями обладают программы, которые реализуют проблемное обучение.
В трудовом и профессиональном обучении особенно полезны программы, моделирующие и
анализирующие конкретные ситуации, так как они способствуют формированию умения
принимать решения в различных обстоятельствах.
НИТ и ТСО
72
Игровые программы способствуют формированию мотивации учения, стимулируют
инициативу и творческое мышление, развивают умение совместно действовать, подчинять свои
интересы общим целям. Игра позволяет выйти за рамки определенного учебного предмета,
побуждая учащихся к приобретению знаний в смежных областях и практической деятельности.
Нередко в одной программе соединяются несколько режиме (обучения, результаты ответов
не запоминаются, время их обдумывания тренировки, контроля). Работая в режиме обучения,
программа выводит на экран дисплея учебную информацию, задает вопрос на понимание
предложенной информации. Если ответ неверен, машина или подсказывает, как найти правильный
ответ, или дает ответ и задает новый вопрос. В режиме тренажера выводятся только тексты
вопросов, при ошибочном ответе идет комментарий; не ограничивается. В режиме контроля
варианты заданий подбираются компьютером, время обдумывания ограничивается, результаты
ответов фиксируются, при ошибке дается правильный ответ и комментарий. По окончании
выводится список тем, по которым была допущена ошибка и которые стоит повторить, ставится
отметка.
Таким образом, компьютер в учебном процессе выполняет несколько функций: служит
средством общения, создания проблемных ситуаций, партнером, инструментом, источником
информации, контролирует действия ученика и предоставляет ему новые познавательные
возможности.
Способы использования компьютера в качестве средства обучения различны: это и работа
всем классом и группами, и индивидуальная работа. Перечисленные способы обусловлены не
только наличием или нехваткой достаточного количества аппаратных средств, но и
дидактическими целями. Так, если в классе имеется только компьютер учителя или если учитель
ставит перед собой задачу организации коллективной работы по поиску решения задач,
постановки проблемы и т. д., он организует работу класса на основе учительского компьютера.
Такой подход в ряде случаев оказывается даже более продуктивным, чем индивидуальная работа
учащихся с компьютером.
В педагогическом процессе выбор способа использования компьютера стоит в прямой
зависимости от дидактической задачи.
Основные аспекты, которыми надо руководствоваться при анализе обучающей
компьютерной программы и ее применении:
психологический - как повлияет данная программа на мотивацию учения, на отношение к
предмету, повысит или снизит интерес к нему, не возникнет ли у учащихся неверие в свои силы
из-за трудных, непонятно сформулированных или нетрадиционных требований, предъявляемых
машиной;
педагогический - насколько программа отвечает общей направленности школьного курса и
способствует выработке у учащихся правильных представлений об окружающем мире;
методический - способствует ли программа лучшему усвоению материала, оправдан ли
выбор предлагаемых ученику заданий, правильно ли методически подается материал;
организационный - рационально ли спланированы уроки с применением компьютера и
новых информационных технологий, достаточно ли ученикам предоставляется машинного
времени для выполнения самостоятельных работ.
Компьютеры в обучении следует использовать только тогда, когда они обеспечивают
получение знаний, которые невозможно или достаточно сложно получить при бескомпьютерных
технологиях. Но очень важно обучение строить таким образом, чтобы ученик понимал, что задачу
решает он, а не машина, что только он несет ответственность за последствия принятого решения.
Школьники теряют интерес к работе, если в конце урока уничтожаются плоды их труда, поэтому
необходимо использовать выполненную ими работу на уроках при создании программных
продуктов или разработке методических материалов.
Наиболее ценными в учебном процессе оказываются программные средства без
однозначной логики действий, жестких предписаний, средства, предоставляющие ученику
свободу выбора того или иного способа изучения материала, рационального уровня сложности,
самостоятельного определения формы помощи при возникновении затруднений.
Из всех видов ТСО, применяемых до настоящего времени, только компьютер решает такие
проблемы, как:
НИТ и ТСО
73
а) адаптивность учебного материала (в зависимости от индивидуальных особенностей
учащихся);
б) многотерминальность (одновременная работа группы пользователей);
в) интерактивность (взаимодействие ТСО и учащегося, имитирующее в известной степени
естественное общение);
г) подконтрольность индивидуальной работы учащихся во внеаудиторное время.
Компьютеры во многом способны решать те же методические задачи, что и традиционные
ТСО. Но в условиях компьютерного обучения это делается на более мощной, совершенной и
быстродействующей технике. Компьютер реализует обучение в диалоговом (ТСО - учащийся)
режиме. Компьютеризованные учебные материалы (учебные компьютерные программы)
способны полнее и глубже адаптироваться к индивидуальным особенностям учащихся.
Это обусловлено спецификой компьютера как нового вида ТСО, которая состоит в
следующем.
1. Значительный объем памяти современных компьютеров, что позволяет хранить и
оперативно использовать большие массивы учебной информации (формулировки заданий, тексты,
упражнения, примеры и образцы, справочную - корректирующую и консультирующую информацию, разнообразные ремарки - реакции на те или иные действия учащегося).
2. Высокое быстродействие компьютера (сотни тысяч операций в секунду). Это позволяет
значительно повысить реактивность данного вида ТСО. В среднем скорость реакции ЭВМ на
запрос или ответ учащегося составляет 1-3 секунды.
3. Способность анализировать ответы и запросы учащихся.
4. Диалоговый режим связи учебного материала (компьютерной программы) с обучаемым,
который ведется, имитируя некоторые функции преподавателя. Только компьютер способен
осуществить столь разнообразную по форме и содержанию связь с обучаемым (информативную,
справочную, консультирующую, результативную, вербальную, невербальную - графика, цвет,
звуковая сигнализация).
5. Наличие обратной связи, т. е. возможность осуществления коррекции самим обучаемым
с опорой на консультирующую информацию. Консультирующая информация выбирается из
памяти компьютера либо самим учащимся, либо на основе автоматической диагностики ошибок,
допускаемых учащимся в ходе работы. Способ предъявления подобного рода информации зависит
от типа учебной компьютерной программы.
6. Адаптивность. Компьютеризованный урок проходит с учетом индивидуальных
особенностей учащихся. Проработка (изучение, тренировка, повторение и контроль) одного и того
же материала может осуществляться: с различной степенью глубины и полноты, в
индивидуальном темпе, в индивидуальной (часто выбираемой самим учащимся)
последовательности.
7. Возможность в автоматическом режиме проводить многофакторный сбор и анализ
статистической информации о работе класса, получаемой в процессе компьютеризованного
занятия, без нарушения естественности протекания урока. При этом компьютер способен
фиксировать достаточно большое количество параметров:
- время, затраченное учащимися на работу со всей программой, группой заданий или с
каким-либо конкретным заданием или упражнением;
- количество верных/неверных ответов и их систематизация;
- количество обращений к справочной информации, а также характер наиболее часто
запрашиваемой помощи теми или иными группами обучаемых;
- количество попыток при выполнении заданий.
Эти данные помогают учащемуся внести коррективы в свою учебную деятельность, а
преподавателю - выработать индивидуальный подход как к отдельному обучаемому, так и к
группе в целом.
Проблема включения компьютера в процесс обучения связана не только с материальными
возможностями того или иного образовательного учреждения, но и с решением вопроса о
возрасте, с которого ребенок начинает осваивать компьютер. Обучение работе с ПК и
мультимедийными технологиями с 90-х классов практически перечеркивает все дидактические
возможности использования компьютера в учебно-воспитательном процессе на более ранних
этапах. Например, в детских садах, где применять компьютер может только воспитатель,
НИТ и ТСО
74
компьютер практически превращается почти в обычное техническое средство с несколько более
расширенными возможностями. Приобщать детей к компьютеру, видимо, целесообразно с
дошкольного возраста, но нельзя допускать, чтобы даже более раннее введение информатики
замыкалось на изучении самого компьютера и принципов его работы. Необходимо формировать
информационную культуру учеников, позволяющую им использовать компьютерные технологии
при изучении всех школьных дисциплин, во внеурочной и досуговой деятельности. Школьники
должны научиться оценивать ресурсы компьютерной техники и различать реально возможное и
целесообразное в ее использовании.