Два типа классификаций ТСО: 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 рассмотрениДва типа классификаций ТСО: 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.

Экранные технические средства обучения.
Проекция (от лат. projectio - 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 топографическую, 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.
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 18x24 мм или 24x36 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 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) - изображения 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.
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.
Эпиобъекты – изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т.п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпископа, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Чем светлее и контрастнее проецируемый объект, тем качественнее изображение на экране. Существенный недостаток эпипроекции - малая освещенность изображения на экране. Поэтому повышаются требования к затемнению помещений, использовать эпипроекцию возможно только для небольшой аудитории.
Эпипроекция передает цвет плоских непрозрачных объектов. Сравнительно небольшие размеры объекта эпипроекции (140 х 140 мм) следует учитывать при изготовлении пособий, подлежащих проецированию на экран, например карт, схем, чертежей или просто схематических рисунков, эскизов и т.п.
В 1895-1898 г. русский изобретатель Е.А. Малиновский совместно с другим изобретателем разработали и изготовили, а затем усовершенствовали первые эпипроекционные аппараты. Их использовали в малых аудиториях или для индивидуальной работы, так как создаваемое ими изображение на экране не превышало 70 х 70 мм.
Эпипроекция широко используется на занятиях в детском саду и на уроках в школе, где ее применяют обычно в комбинации с показом диапозитивов. Эпипроекция привлекает простотой получения большого цветного изображения. Даже газетная иллюстрация приобретает на экране более качественный вид. Иногда на экране возникает стереоскопический эффект. Это бывает в том случае, когда изображение на фотографии или рисунке передает перспективу. Ощущение объема и масштабности объектов при эпипроекции создается отчетливее, чем при непосредственном рассмотрении маленькой картинки.
В периодической печати систематически помещаются репродукции с картин известных художников, картины современных художников, фотографии и рисунки промышленных установок, схемы технологических процессов и т.д. Учителя и воспитатели детских садов могут, вырезая их, постепенно собрать свой фонд наглядных средств, систематизированный по определенным разделам.
Особого внимания заслуживают художественные открытки и фотографии. Размер стандартной открытки наиболее удобен для эпипроекции. На обратной стороне познавательных открыток нередко помещают аннотацию, которая может служить исходным материалом для пояснений.
Для детского сада и школы значительно удобнее использовать тематические подборки цветных и тоновых открыток, помещенных в художественно оформленную обложку. Такие серии в большом ассортименте издавались в 70-80-е годы. Они состоят из 8, 12, 16, 24 и 32 открыток и сопровождаются вступительной статьей. Специально для школ издавалось много таких подборок, например: «Русские былины и сказы» -12 открыток (репродукции с картин В. М. Васнецова, М.В. Врубеля, И.Я. Билибина, Н.К. Рериха, В.И. Сурикова, В.А. Фаворского); «Дети в картинах и рисунках художников» -12 открыток (репродукции с картин И. Фирсова, В.А. Тропинина, В. Г. Перова, К.Е. Маковского и др.); «Крестьянские дети в русской живописи» - 12 открыток (репродукции с картин В.М. Васнецова, В. Г. Перова, А. И. Морозова, А. А. Киселева и др.); «Русская зима» -12 открыток (репродукции с картин Е.Е. Волкова, Ф.А. Васильева, М.М. Гермашева и др.). Много выпускалось комплектов на сюжеты известных сказок. Во многих школах и у учителей накоплены богатейшие коллекции таких открыток.
В умелых руках воспитателя или учителя демонстрация с помощью аппаратных устройств открыток в виде большой цветной световой картины производит на учеников сильное впечатление и служит мощным средством воспитания и привития хорошего вкуса, проникновения в мир прекрасного. С неменьшим успехом можно использовать тематические подборки. Методика использования тематических открыток аналогична применению диапозитивов.
Компьютер как срвременное тс обработки информации
На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное 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 охватывает различные сферы человеческой деятельности. Существует много причин столь бурного развития вычислительной техники. Оно стимулируется разработкой програмного 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 (ENIAC - 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. 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 мини-компьютер 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 1959г. 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 1974г. - 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 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 16-разрядный 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 IBM PC) составляют более 90 % всех производимых в мире персональных компьютеров.
Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. Но в IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы сопряжения устройств с компьютером IBM PC 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 IBM PC.
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 IBM PC-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 IBM PC-совместимых компьютеров было внесено много нововведений.
В 1983 г. был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жесткий диск , в 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее IBM PC XT.
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).
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 .
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 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 ввода-вывода).
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 кэшпамяти, 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.
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 IBM PC-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 .
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 ввода-вывода 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. 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 высокую скорость обмена данными между компонентами компьютера.
Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие.
Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:
1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;
2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;
3) инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т.е. программа прикладного характера.
Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (далее - ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС и может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависят также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д.
Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры, поэтому программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.
Большинство ОС содержит немало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОС устанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.
Драйверы для различных ОС часто поставляются и вместе с новыми устройствами или контроллерами.
Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярной программой-оболочкой для DOS является Norton Commander.
Утилиты - это программы вспомогательного назначения. Чаще всего используются следующие типы утилит:
а) антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
б) программы-упаковщики (архиваторы) позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т. е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
в) программы-русификаторы приспосабливают другие программы (обычно ОС) для работы с русскими буквами (текстами, пользователями и т. д.);
г) программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
д) программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
е) программы динамического сжатия дисков создают псевдодиски, информация которых хранится в сжатой форме в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
ж) программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.
Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ. Наиболее широко применяются программы:
- подготовки текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов;
- подготовки документов типографского качества - издательские системы;
- обработки табличных данных - табличные процессоры;
- обработки массивов информации - системы управления базами данных;
- подготовки презентаций (слайд-шоу);
- экономического назначения - бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;
- для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;
- системы автоматизированного проектирования (САПР) - программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов;
- для статистического анализа данных;
- компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники т. д.
Программы, которые нашли популярность у пользователей, обычно совершенствуются разработчиками: в них исправляются ошибки, включаются новые возможности и т.д. Чтобы сохранить преемственность, получившимся программам не дается какое-то другое имя, а вместо этого они называются версиями исходных программ.
Чаще всего версии программ обозначаются числами вида 1.00, 3.5 и т.д., типа десятичных дробей в американской записи. Номер версии обычно указывается после названия программы, например Windows 3.0 (читается «три ноль»). Существенные изменения в программах отражаются увеличением цифры до точки, незначительные изменения или исправления ошибок - увеличением цифр, стоящих после точки. Например, первоначальная версия программы обозначается 1.0, версия с некоторыми усовершенствованиями -1.5 (или, что то же самое, 1.50), а после внесения существенных дополнений новая версия программы будет иметь номер 2.0.
В последнее время некоторые производители программ начали нумеровать версии по году их выпуска. Например, Windows 2000 -версия, выпущенная в 2000 г.
Обобщив изложенную о компьютере информацию, дадим его определение. Компьютер - комплекс технических средств и программного обеспечения, способный реализовать любой алгоритм, оформленный в виде программы, хранимой в памяти, и ориентированный на реализацию процессов переработки информации во взаимодействии с человеком. Популярность термина «компьютер» обусловлена его удобством для образования новых понятий: компьютеризация, компьютерная грамотность и др.
С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие - архитектура ЭВМ.
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.
Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры выступают аппаратные средства.
Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования этих правил. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, нужные для более грамотного использования данного средства.
Классификация ЭВМ
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 IBM (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. ЗарубежомсредниеЭВМвыпускалифирмыIBM (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, COMPAREX идр.
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 мини-ЭВМ появился в 60-е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DEC). 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 PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги - модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Изобретение микропроцессора привело к появлению еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ. Определяющий признак микро-ЭВМ - 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.
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 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 фирмами-производителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.
Тсо в образовательном 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 вне учебной 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 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.
Освоение ТСО и методики их применения тесно связано со знаниями студентов из области педагогики, возрастной и педагогической психологии, информатики и информационной культуры, физики, математики и др. Поэтому курс «Технические средства обучения» целесообразнее изучать после курсов психологии и педагогики, до или одновременно с курсом частной методики.
Содержание курса, как уже видно из ранее изложенного, составляет все многообразие традиционной и современной информационной техники и методики ее использования в педагогическом процессе.
Особенности 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 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.
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.
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 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 эмоционально-эстетическое 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.
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 на вопросы, связанные с содержанием звукозаписи, диалогическое воспроизведение текста и др.
На уроках физического воспитания звукозапись играет роль функциональной музыки, которая стимулирует и регулирует физиологические и психические процессы человека при выполнении им мышечной работы. Музыкальное сопровождение повышает эмоциональное состояние учеников, вызывает стремление выполнять движения энергичнее, вырабатывает чувство ритма. Все это усиливает воздействие упражнений на организм, способствует успешному их освоению. Музыку подбирают в соответствии с ритмом и характером выполняемых упражнений. Основные условия применения функциональной музыки на учебных занятиях по физической культуре:
- дискретное (прерывающееся, дозированное) использование музыки в течение занятия на разных этапах и с разным подбором музыкальных программ, служащих целям врабатывания, лидирования музыкального сопровождения и успокаивания в конце занятия;
- чередование музыкально озвученных и обычных уроков;
- использование музыки только при выполнении простых или хорошо отработанных упражнений.
Музыка должна звучать без сопровождения речи или других звуковых помех. Необходимые в это время команды следует осуществлять с помощью показа или специально оговоренных сигналов.
Музыкальная программа занятия должна вызывать у учеников положительные эмоции.
На уроках математики, физики, химии звукозапись используют в основном для проведения диктантов, организации самостоятельной работы учащихся.
Для проведения диктанта учитель заранее составляет контрольный текст в виде вопросов и логически неоконченных фраз. Затем этот текст он записывает на магнитофон, повторяя каждый вопрос 2-3 раза с интервалом между ними, достаточным для обдумывания учениками очередного вопроса и записи ответа в тетради.
На уроках физики звукозапись может быть использована при постановке опытов по разделам «Звуковые колебания и волны», «Электромагнитные колебания». По первому разделу большую помощь учителю окажет набор грампластинок «Акустика».
Очень часто используются фонозаписи в начальной школе.
В 70-80-е годы для младших школьников были созданы разнообразные звуковые пособия: «Песни для заучивания в начальной школе», «Музыкальные произведения для прослушивания в начальной школе», «Физкультура в 1, 2, 3 классах», «Утренняя гимнастика для школьников 7-8-9 лет» и др. Вышло много пластинок с записью голосов птиц и зверей, детских радиопередач и радиоспектаклей и специально созданных и записанных познавательных театрализаций.
Слушая музыкальные записи, младшие школьники учатся определять характер и средства музыкальной выразительности, различать звучание отдельных инструментов и оркестра, сольного и хорового пения, певческих голосов, получают представление о мелодии и аккомпанементе, разных музыкальных жанрах.
Познавательные аудиозаписи не только повышают интерес к урокам и закрепляют положительную школьную мотивацию, но и пробуждают интерес к тому, чтобы узнать что-то дополнительное самостоятельно.
Таковы разнообразные приемы применения звукозаписи в школе. Эти приемы, однако, не исчерпывают всех возможностей, которые расширяются, когда звукозапись выступает в сочетании с другими средствами обучения в комплексе, если она сопровождается зрительными образами. Такая работа требует особенно тщательной предварительной подготовки, чтобы зрительный и слуховой ряды полностью совпадали.
Особенности применения статических экранных пособий
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. 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.
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.
Диапозитивы отличаются краткостью субтитров. Подпись под кадром, как правило, не раскрывает его содержания, а лишь показывает, что изображено на нем. 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.
Подобны диапозитивам по своим дидактическим возможностям эпиобъекты. Материалы для эпипроекции учитель подбирает сам, используя репродукции картин, иллюстрации из книг, тексты, фотографии или чертежи, схемы, рисунки, таблицы, диаграммы, выполненные специально для демонстрации. Эпипроектор увеличит мелкий шрифт книги или мелкую иллюстрацию. С его помощью можно воспроизвести на экране одновременно 2-3 изображения (параллельная проекция), сравнить и проанализировать их; продемонстрировать домашние работы учащихся для анализа всем классом.
Эпипроекцию чаще всего применяют с целью иллюстрации учебного материала.
Необходимость полного затемнения помещения для демонстрации эпиобъектов несколько ограничивает учителя в выборе методических приемов работы с ними, так как учащиеся не могут делать необходимые записи или зарисовки; экранное изображение нельзя сопоставить с натуральным объектом и т.д. Эпиобъекты должны быть контрастными, плотными по насыщенности цветов.
Методика работы с эпипроекцией аналогична работе с картиной или диапозитивами. Обычно в детском саду и в начальной школе это средство применяется на занятиях по развитию речи и ознакомлению с окружающим миром. Но практика показывает, что его можно эффективно использовать и на занятиях по изобразительному искусству для показа технических приемов рисования, смешивания красок, для объяснения последовательности этапов работы. Эпиобъекты широко применяются в средних и старших классах на большинстве учебных предметов. Подбирая открытки, иллюстрации из журналов на ту или иную тему, воспитатели и учителя могут сами создавать серии эпиобъектов.
Среди статичных экранных пособий особо следует выделить транспаранты к графопроектору. По своей структуре они принципиально отличаются от диафильмов и диапозитивов. Каждый отдельно взятый кадр комплекта транспарантов дает на экране статичное изображение, но благодаря их последовательному наложению или снятию оно приобретает определенную динамичность.
Отдельные кадры накладывают один на другой постепенно, воссоздавая целостное изображение. При этом происходят поэтапное формирование понятия, последовательное раскрытие закономерности изучаемого процесса или явления, показ отдельных элементов целого.
Используют и другой прием работы с транспарантами: постепенно снимают отдельные кадры. В этом случае учащиеся получают объяснения от общего к частному, от целостного явления к отдельным его элементам или к раскрытию каких-то процессов.
Смешанное использование приемов наложения, снятия и кашетирования (смешения) транспарантов позволяет вскрывать и детально изучать весьма сложные понятия и закономерности.
Транспаранты можно располагать в любой плоскости, чередуя самые разные по размерам и техническому исполнению, рисовать на пленке фломастерами с прямой демонстрацией на экран. Все это могут делать учитель, учитель и ученик, несколько учеников, дополняя и уточняя друг друга.
С помощью графопроектора, как уже отмечалось, можно показать опыты по физике, химии и биологии, проводимые на прозрачных пластинках или в ваннах. Например, можно продемонстрировать при помощи графопроектора спектры магнитного поля постоянных магнитов, магнитного поля электрического тока, модель броуновского движения, явления смачивания и несмачивания и многое другое. Можно дополнять рисунки теневой проекцией вещей и предметов, при которой демонстрируются самые типичные положения и формы. Интересен прием, при котором проецируются определенные изображения посредством графопроектора на какую-либо большую таблицу, картину, географическую карту.
Графопроектор часто используют вместо традиционной классной доски для проекции записей учителя. Все записи, которые учитель обычно выполняет мелом на доске, он может делать по ходу урока (или подготовить их заранее) на прозрачной пленке и проецировать с помощью графопроектора.
Транспаранты можно применять и в сочетании с классной доской. В этом случае спроецированное на доску изображение достраивают, дорисовывают, дополняют. Например, на доску проецируют предложения с пропущенными буквами. Учащимся предлагается на доске вписать нужные буквы. Затем накладывают второй кадр, на котором в соответствующих местах другим цветом изображены пропущенные буквы, и быстро проверяют выполненную работу. Можно спроецировать примеры, которые надо решить, геометрические фигуры, которые надо назвать или сосчитать, и т. д.
Большие возможности открывает этот прием на уроках математики. Используя комплект транспарантов с изображением основных плоских и пространственных фигур, можно решать самые разнообразные задачи, выполнять множество заданий на построение. При этом сохраняется время, которое потребовалось бы затратить на вычерчивание необходимых фигур.
Транспаранты как условно-графический вид наглядности отражают изучаемые объекты и явления в форме плоскостных символов, и поэтому они наиболее эффективны лишь в комплексе с другими средствами обучения.
На транспарантах прекрасно смотрятся различные схемы, диаграммы, графики, таблицы, которые можно заранее готовить к уроку, вычерчивать непосредственно в процессе изложения материала, предлагать учащимся воспроизвести или создать новые на эта пах повторения и обобщения или контроля знаний. Тем более что демонстрирование сложных по начертанию и требующих безукоризненно четкого и точного выполнения графических изображений в большом масштабе возможно только с помощью современной проекционной техники. Она обеспечит отчетливую видимость с последних мест класса не только общих контуров, но и деталей чертежа, схемы. Экспонируемый на экране кадр учитель может детально проанализировать, фиксируя внимание учащихся на особенностях графического оформления.
При составлении схематических изображений необходимо соблюдать следующие дидактические требования:
а) соответствие уровню знаний обучающихся и необходимому уровню абстракции;
б) учет логических путей и возможностей установления связей с реальностью;
в) отсутствие перегруженности схем текстом.
При разработке схематических пособий важно учитывать определенные эргономические требования:
а) элементы одинакового значения должны иметь одинаковую форму изображения и связи (величину символов, линий, стрелок, соотношение сторон, обрамление, подчеркивание и т.д.);
б) в схемах, изображающих динамику, следует при помощи стрелок показывать изменения между функциональными элементами, причинами и следствиями;
в) линии целесообразно изображать одинакового вида;
г) при комбинации статических и динамических схем полезно их выделять различным оформлением.
Применение схем, таблиц, графиков предполагает не только систематизацию информации, но и более абстрактный и обобщенный уровень ее усвоения.
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 C, 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.
Масса управленческих удобств сосредоточена и на блоке проигрывателя компакт-дисков, который может быть рассчитан на 1, 3, 5 и более дисков. К примеру, при перезаписи отобранных вами музыкальных произведений с компакт-диска вы лишь устанавливаете размер кассеты (45, 60, 90 мин), а аппарат сам размещает запись по дорожкам кассеты.
Некоторые модели (Technics SC-CA 1080, SC-CA 1060, S-CH 530 и др.) способны не только самостоятельно определять длину ленты, но и компоновать звукозапись в нескольких вариантах (система интеллектуального монтажа CCIR). Как правило, проигрыватель имеет возможность программировать вручную порядок воспроизведения номеров музыкальных произведений компакт-диска, а также может иметь режим игровой «рулетки», т. е. произвольного порядка проигрывания записанных произведений.
Немаловажное место в составе музыкального центра занимает двухкассетная дека с автореверсом, поиском нужных программ, шумоподавителем, автоматическим уровнем записи, синхронизацией и монтажом записи с компакт-диска. Часто дека имеет две скорости перезаписи с кассеты на кассету - нормальную и ускоренную.
Тюнер (радиоприемник) способен запоминать несколько десятков выбранных вами станций в диапазонах FM (в некоторых моделях - дополнительно УКВ), ДВ и СВ и даже с опознаванием программ при помощи новой системы RDS. Таймер включит аппарат в нужном вам режиме (запись или воспроизведение) и выключит в заданное время.
Многие новые модели современных музыкальных центров оснащаются системой «karaoke», которая позволяет, подключив к центру микрофон, спеть вместе с любимым вами ансамблем или музыкантом-исполнителем. При этом голос солиста подавляется, а на его место «вставляется» ваш голос.
Компактность акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.
Что касается производителей приличных музыкальных центров, то выбор их достаточно широк. Две неплохо знакомых россиянам торговых марки Technics и Panasonic имеют давние и проверенные преимущества, занимая в последние годы верхние строчки в рейтингах продаж. Высокое качество звука и обилие разнообразных сервисных функций при довольно умеренных ценах делают музыкальные центры этих марок довольно выгодным приобретением.
Наряду с ними представляют интерес музыкальные центры фирмы Aiwa, которые при весьма высоком качестве звука и множестве функций отличаются более низкой ценой. Нередко ее модели выпускаются с российским УКВ-диапазоном в дополнение к европейскому FM. Принцип компании Aiwa: за деньги - качество.
Известной популярностью у специалистов функциональной музыки пользуются музыкальные центры фирмы Philips. Высокие европейские стандарты и европейский дизайн, хорошее качество звука и сравнительно невысокая цена привлекают потребителей.
Традиционно очень высоким качеством и надежностью обладают музыкальные центры JVC, которые отличаются широчайшим набором сервисных функций, включая дистанционное управление поворотом дополнительных динамиков Surround Sound. Компания JVC выпускает целую серию музыкальных центров (JVC MX-G 7, MX-S 60, MX-S 50 и др.), на которые стоит обратить внимание.
К числу лидеров можно отнести и продукцию фирмы Sony, которая уже долгое время считается престижной. Можно полемизировать о качестве звука (это дело вкуса и слуха), но сервис музыкальных центров Sony традиционно превосходен.
Таким образом, в условиях современного развития техники оснащение образовательных учреждений необходимой аудиоаппаратурой можно осуществлять на довольно высоком качественном уровне.
Sony предлагает широкий выбор устройств для записи на минидиски как в виде отдельных компонентов, так и в составе систем класса HI-FI.
Есть суперкомпактные портативные проигрыватели, снабженные уникальным цилиндрическим пультом дистанционного управления, похожим на карандаш.
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.
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 8-миллиметровых 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. Черно-белая 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 16-миллиметровых 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.
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 объекта демонстрации. 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 1,2 м.
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. 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.
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 120 м, 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.
Киноколъцовка 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.
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 ТВ-канала.
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 частотно-модулированному каналу.
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 ТВ-приемнике 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 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 м;
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 м. Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную 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.
Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм. 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 ТВ-передачи 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 волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, 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 ТВ-программы 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 магнитными головками строчки записи видеосигнала располагаются на ленте под углом, близким к 90 ° к направлению ее движения. Такая видеозапись называется поперечно-строчной. В бытовых видеомагнитофонах, как правило, применяется наклонно-строчной 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.
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.
Видеопроигрыватель дисков - устройство, которое вместе с телевизором может воспроизводить (в зависимости от функций) CD- и DVD-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 видео и аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран.
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.
Вспомогательные тсо
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 1750 х 1730x200 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 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 -8м. Максимальная площадь киноэкрана - 8 м. 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 подсветной 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 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 оверхед-проектора 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. Плазма-технологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны, так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней CRT-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 информационно-справочные 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: PAL, SECAM, NTSC. Есть встроенная аудиосистема. Масса - 40 кг .
К вспомогательным ТСО можно отнести и современные электронные доски . Это доска с интерактивными возможностями и возможностью 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-за-строчкой, 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 PC, 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 колесиках.
Для копирования информации с доски или информационной панели разработаны устройства для копирования. Одна из таких моделей простым нажатием на кнопку позволяет сделать бумажные копии с маркерных досок, флип-карт, презентационных досок. С помощью видеоискателя можно скопировать информацию целиком или какие-либо необходимые фрагменты. Устройство имеет термопринтер, рулонную термобумагу. Скорость около 20 страниц для обычной печати и 30 -для высокой. Питание от батареек. Размеры - 6,28 х 21 х 29,8 см. В комплекте - тренога с фиксирующими защелками. Изображение можно воспроизводить вертикально и горизонтально. Общая масса с треногой - 3,15 кг.
В параграфе о компьютерах были перечислены основные устройства ввода-вывода информации в компьютер, относимые к периферийным устройствам. Рассмотрим их подробнее.
Стандартным устройством ввода является клавиатура . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Обычно используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа - драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:
- форму буквы V, W и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
- большие опоры для запястий, поддерживающие кисти в прямом положении;
- мембранную бесшумную замену клавишам;
- сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.
Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.
Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.
Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.
Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.
Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - «цифра». Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры. Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен.
Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры играющий ведет машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в -руке, и чувствуется, как пули попадают в автомобиль.
Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.
Отличительные черты мыши:
- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);
- количество кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);
- способ соединения (проводные или беспроводные мыши).
Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.
Современный рынок устройств ввода постоянно пополняется новыми экзотическими координатными устройствами. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек-прокруток. Мышь с аналогичными свойствами с миниатюрным джойстиком вместо колесика получила название -мышастик.
Новинкой является беспроводная «летучая» мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.
Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара, не требуется коврика и места для перемещения манипулятора по столу. Трекболы широко используются в портативных компьютерах .
Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться». Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора .
Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.
Отличительные черты сканеров:
- глубина распознавания цвета: черно-белые с градацией серого, цветные;
- оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 150, 300, 600, 1200 точек на дюйм;
- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные - сами обучаются;
- конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные. К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.
Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов.
Перспективны разработки программ, позволяющих с помощью обычного микрофона ввести речь человека в компьютер и преобразовать ее в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тыс. слов с адаптацией к индивидуальным голосам.
Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования; например, при изучении языков функция распознавания и коррекции речи незаменима для формирования правильного произношения.
Устройства вывода преобразуют машинное представление информации в форму, понимаемую человеком. К основным устройствам вывода персонального компьютера относятся мониторы, принтеры, плоттеры, а также устройства вывода звуковой информации.
Монитор, или видеотерминал, предназначен для отображения символьной и графической информации. Большинство мониторов реализовано на базе электронно-лучевых трубок, напоминающих кинескопы обычных телевизоров. Это не касается портативных компьютеров, чьи мониторы обычно реализуются на основе жидкокристаллических индикаторов. Компактные размеры мониторов на основе жидкокристаллических панелей, которые представляют собой плоские экраны, а также отсутствие вредных излучений, влияющих на здоровье, делают данный вид монитора все более популярным .
Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевых трубок, являются: разрешающая способность экрана, расстояние между точками на экране, величина диагонали экрана.
Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от английского словосочетания Picture's Element - элемент картинки). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разрешение 800 х 600,1024 х 768 точек. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.
В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, в графическом режиме - любое изображение, состоящее из точек. Для представления символов текстовой информации используется матрица с фиксированным количеством пикселей, например, 8 x 8 или 8 x 14.
Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные.
Расстояние между точками на экране, или величина шага, определяет четкость изображения на мониторе. Величина шага колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.
Величина диагонали экрана измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера экрана монитора зависит от сферы использования персонального компьютера. Для учебных, бытовых задач наиболее популярными являются 14- и 15-дюймовые мониторы. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17-дюймовых. Для эффективной работы с системами автоматизированного проектирования, где одновременно отображается большое количество графической информации, используются 21-дюймовые мониторы.
Принтеры предназначены для вывода данных на бумагу. Они преобразуют машинное представление информации в символы, буквы, знаки. Любой символ представляется на бумаге набором точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатного устройства. Печать производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Получение последовательных строк осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют печатать на бумаге рисунки и графики, а также могут распечатывать информацию и на специальной пленке, например для создания слайдов.
По способу формирования изображения на бумаге принтеры делятся на:
а) последовательные, когда документ формируется символ за символом;
б) строчные, когда формируется сразу вся строка;
в) страничные, когда формируется изображение целой страницы. По количеству цветов, используемых при печати документа, принтеры бывают черно-белые и цветные.
По способу печати принтеры бывают ударные и безударные. Важнейшими характеристиками принтеров являются:
- ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;
- скорость печати, определяющая число знаков или число страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту;
- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi при печати символа.
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, светодиодные, термические, литерные.
Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Красящая лента оставляет оттиск изображения на бумаге. Головка принтера, содержащая набор иголок, активизирует нужные иголки для получения требуемого изображения. Чем больше иголок, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые. Наибольшее распространение они имели в 80-х и в начале 90-х годов. В настоящее время они сильно потеснены струйными и лазерными.
Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила, поэтому головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки, достигнув бумаги, наносят требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем больше количество сопел на единицу площади и тем выше качество печати. Струйные принтеры дают изображение, по качеству близкое к типографскому, что определяет широкую сферу их использования для создания различных документов. Струйные принтеры работают тихо. Скорость и стоимость печати струйных принтеров выше, чем у матричных. Но работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой могут растекаться. По этой же причине в струйном принтере используется только качественная гладкая бумага.
Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.
Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, высокую скорость печати - от нескольких страниц в минуту при цветной печати и свыше десяти страниц при черно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.
Светодиодные принтеры выполнены на основе светодиодной технологии (LED). В отличие от лазерного принтера, в нем отсутствует сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Вместо нее применена линейка светодиодов. Такая конструкция повышает надежность, простоту обслуживания, экономичность и снижает стоимость. Светодиодная технология имеет следующие преимущества перед лазерной:
- формирователь изображения (линейка светодиодов) значительно компактнее лазерной оптико-механической системы;
- система проще и надежнее из-за отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей;
- снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана.
Цветной светодиодный принтер работает па оригинальной тандемной технологии, благодаря которой полноцветная страница формируется в принтере за один проход. Таким образом достигается небывалая для цветных офисных принтеров скорость печати - 8 страниц в минуту. В принтерах такого формата применены раздельные фотобарабан и тонер-картридж. Это позволяет заменять тонер по мере его расходования, не трогая барабан до тех пор, пока устраивает качество отпечатков. Выпускает такие принтеры фирма OKI.
Принцип работы литерных принтеров схож с принципом работы печатающей машинки: смоченные краской молоточки (литеры) бьют по бумаге. Литеры размещаются на барабане или резиновой ленте. Барабан (или лента) поворачивается так, чтобы в нужном месте ленты оказалась нужная литера, и происходит удар литерой по ленте. Удары происходят очень быстро с характерным потрескиванием. Предварительно литеры смазываются краской специальным красящим валиком. Литерные принтеры весьма просты и надежны, но могут печатать только цифры и некоторые специальные символы. Использование подобных принтеров ограниченно.
Работа термопринтеров основана на использовании специальной термочувствительной бумаги, которая протягивается через гребенку полупроводниковых нагревательных элементов, быстро нагревающихся или остывающих и оставляющих в нужных местах отметки - от нагревания термобумага темнеет. Из таких отметин и складывается изображение. У термопринтеров много достоинств: высокая надежность из-за отсутствия большого количества движущихся и трущихся частей; отсутствие бумажной пыли, бесшумность работы; режим экономии бумаги, так как шрифт можно сделать каким угодно малым. Основной недостаток - необходимость специальной термобумаги.
Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. В образовательном учреждении они могут использоваться для подготовки любого наглядного материала как для учебных целей, так и для внеклассной работы .
Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка за точкой наносится изображение на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (to plot - «вычерчивать чертеж»).
К основным характеристикам плоттеров относятся:
- скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;
- скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых в минуту;
- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.
Плоттеры подключаются к компьютеру через параллельный или последовательный интерфейс либо в слот расширения встраивается плата.
По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага.
По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.
Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета.
Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн.
Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.
Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.
Карандашные плоттеры используют для получения изображения обычный грифель. Они самые дешевые и требуют дешевого расходного материала.
Для вывода звуковых сигналов используются звуковые колонки.
Для обеспечения обработки звуковой информации современный компьютер оснащается звуковой картой (SoundBlaster). Звуковая карта устанавливается в свободный слот расширения и обеспечивает подключение к компьютеру микрофона, наушников или звуковых колонок, различное аудиооборудование: магнитофоны, усилители, музыкальные синтезаторы, а также имеет игровой порт для подключения джойстика. Возможности звуковой карты обеспечивают ввод, обработку и вывод звуковой информации, синтез стереозвучания, широкого набора музыкальных инструментов.
Современный компьютер все чаще имеет средства телекоммуникации, которые обеспечивают интеграцию персонального компьютера в информационное пространство, подключение к компьютерным сетям. Телекоммуникации буквально означают связь на расстоянии. Основным средством телекоммуникации является модем, который посылает и получает данные с удаленных компьютеров.
Модем преобразует выходную информацию компьютера в форму, доступную к передаче по различным каналам связи. Как правило, для передачи используется телефонная сеть. При получении информации из сети от другого компьютера модем преобразует входную информацию в форму, доступную для обработки компьютером .
Модем реализуется в виде внешнего или внутреннего устройства. Внешний модем подключается к компьютеру через один из последовательных портов компьютера. Внутренний модем представляет собой плату, которая устанавливается в свободный слот расширения. Выход модема подключается к телефонной сети.
Основной характеристикой модема является количество бит информации, передаваемых в секунду. Современные модемы оснащаются голосовыми функциями, например голосовой почтой, поддерживают функции автоматического распознавания номера, позволяют принимать участие в многосторонних конференциях через сеть Интернет.
Существуют и другие вспомогательные ТСО, например, видеокамеры современных моделей.
Есть миниатюрная видеокамера весом около 500 г, размером с фотоаппарат, простая в обращении. Имеет 44-кратное увеличение, электронный стабилизатор и многое другое. Обеспечивает хорошее воспроизведение видео- и звуковых записей .
В настоящее время выпускается другой формат миниатюрной видеокамеры, с помощью которой можно показать любые иллюстрации, тексты и трехмерные объекты. С помощью специального кабеля она подключается к любому аппарату с видеовходом PAL: ЖК-проектору, телевизору, компьютеру. Камера очень маневренна благодаря гибкой шее, на которой она держится. Объектив FlexCam обеспечивает резкость от 1 см до бесконечности и позволяет увеличивать изображение в 50 раз. Высокая разрешающая способность дает хорошее изображение в любых условиях. Встроенные стерео-микрофоны позволяют эффективно использовать камеру для мультимедийных приложений. К отдельным моделям можно подсоединить несколько камер, приставки к микроскопу .
В цифровом фотоаппарате снимки записываются на специальную карту флэш-памяти или на миниатюрный жесткий диск. После съемки фотографии переносятся в компьютер, если подсоединить к нему фотокамеру с помощью кабеля. В компьютере отснятое можно отредактировать, подкорректировать цвета, а при наличии печатающего устройства и распечатать. Снимки, хранящиеся в электронном виде, удобны для монтажа, иллюстрирования любого материала или передачи на другие компьютеры.
Диктофон - это аудиоустройство, предназначенное для записи и воспроизведения речи или звуков. Такое устройство можно назвать компактным аудиомагнитофоном .
Лазерная указка точно направляет луч в нужную точку (в зависимости от модели от 50 до 500 м) в затемненном помещении. Масса от 44 до 100 г с батарейками. Срок работы батареек до 25 ч. Можно выбрать постоянное или мигающее свечение точки. Подходит к работе с любой экранной проекцией. На рисунке изображена лазерная ручка-указка, которой можно писать .
К современным вспомогательным ТСО следует отнести машинки для ламинирования. Наглядные пособия на бумажных носителях, сделанные для учебных целей фотографии и другие иллюстративные материалы и документы могут обветшать и порваться, но обретут долгую жизнь, если будут покрыты слоем защитной пленки. Существуют разные модели таких машинок. Они просты в обращении, многие модели не требуют специальной настройки. Есть машинки для горячего и холодного ламинирования .
Начинают приобретать популярность различные машинки для переплета, которые позволяют переплетать подготовленные пособия.
В настоящее время получили широкое распространение всевозможные лазерные принтеры, копировальные аппараты, а также комбинированные универсальные устройства, которые просты в использовании и обеспечивают практически полиграфическое качество печати .
Перечисленные вспомогательные ТС не только являются помощниками в организации учебного процесса, но и раскрывают широкие возможности наполнить совершенно невозможными ранее формами работы внеклассную и досуговую деятельность воспитанников образовательных учреждений.
Архитектура ПК
Архитектура персонального компьютера — компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

 
Архитектура содержит в себе основные черты современных архитектурных решений вычислительных машин. Архитектура современных персональных ЭВМ основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить её модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
 
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
§        системный блок;
§        монитор;
§        клавиатуру;
§        мышь.
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
 
Внутри системного блока размещаются следующие узлы:
·        электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
·        блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электросхемы компьютера;
·        накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
·        жесткий магнитный диск;
·        другие устройства.
Память компьютера
Основная память компьютера состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения специальных программ, которые записываются на заводе. Этот комплекс программ называется BIOS – базовая система ввода-вывода. Работа программ, записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном экране бегущими белыми строчками. В этот момент компьютер проверяет свои устройства.
Самое быстродействующее устройство для хранения данных – оперативная память компьютера.  Ее преимущество – высокая скорость записи и считывания данных. Ее недостаток состоит в ограниченном объеме и в том, что при выключении компьютера оперативная память очищается.
Оперативная память используется для кратковременного хранения данных в тот момент, когда они проходят обработку или происходит их прием-передача. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться 1 байт данных. У каждой ячейки есть свой адрес.
Электронные платы
Каждая плата представляет собой плоский кусок  пластика, на котором укреплены электронные компоненты и различные разъемы.
 
 
Материнская плата
Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская плата. На ней располагаются микропроцессор, оперативная память, шина (или шины), BIOS.  Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и др.).
Контроллеры
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называют контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.  В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали
Микропроцессор
Обработка информации – главная задача компьютера. Для работы с данными существует специальная микросхема, которая называется микропроцессором или процессором. Он вызывает данные с диска в оперативную память, забирает их к себе, обрабатывает, а затем отправляет в оперативную память и записывает в виде файла на диск.
Для того, чтобы процессор всегда знал, что и с какими данными надо сделать, он должен непрерывно получать команды (инструкции). Инструкции записаны в программах.
Программа – это упорядоченный список команд.
Процессор состоит из устройства управления (УУ), которое управляет работой с помощью электрических сигналов, арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего операции над данными, и регистров - для временного хранения в процессоре данных и результатов действий над этими данными.
Существуют различные процессоры, и у каждого свои регистры. Существуют восьмиразрядные регистры, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные. Разные регистры процессора имеют разное назначение. Регистры общего назначения используются для операций с данными. Адресные регистры содержат адреса, по которым процессор находит данные в памяти. Существуют десятки различных регистров.
Состав регистров процессора и их назначение называют архитектурой процессора.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются разрядность и  тактовая частота.
Тактовая частота – количество операций, выполняемых за 1 секунду (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера.
Обращения к оперативной памяти для процессора самые неудобные. Операции внутри процессора выполняются быстрее. Чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти, внутри процессора создают небольшой участок памяти. Эта память получила название кэш-памяти.
Накопители информации
Для длительного хранения больших объемов данных компьютер использует магнитные диски. Магнитные диски бывают двух типов – гибкие и жесткие. Гибкие диски (дискеты) имеют не очень большую емкость и работают сравнительно медленно, но их можно переносить с одного компьютера на другой. Жесткие диски обладают большой емкостью, но они располагаются внутри системного блока и их нельзя переносить. Диск вращается с огромной скоростью, а над магнитной поверхностью парит на воздушной подушке магнитная головка, которая записывает и считывает биты и байты данных. Корпус жесткого диска закрыт кожухом, снимать который нельзя, иначе попавшие микрочастицы пыли со временем выведут  диск из строя.
Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и  прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. Мы уже знаем, что информация  хранится не байтами, а файлами. Каждый файл на диске имеет свой адрес.
Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки, в свою очередь, разбивают на секторы. Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтам. Разбиение диска на дорожки и секторы называется форматированием. Его выполняют служебные программы.
Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация. Например,  на этой дорожке хранится так называемая таблица размещения файлов. В этой таблице компьютер запоминает адреса записанных файлов.
Для переноса больших объемов информации между компьютерами используют лазерные компакт-диски. Один такой компакт-диск может содержать 650 Мбайт данных.
Лазерный диск вставляется в специальный дисковод, который называют дисководом CD-ROM (CompactDiskRead-OnlyMemory). Считывание информации производится с помощью лазерного луча. Современные дисководы CD-ROM  работают почти также быстро, как жесткие диски, но, в отличие от них, такие дисководы могут только читать данные и не могут их записывать.
Для записи лазерных дисков существуют специальные «пишущие» дисководы, которые называют CD-R(CompactDiskRecorder) – устройства однократной записи и устройства многократной записи CD-RW.
Появились еще более емкие носители информации – диски DVD. Один такой диск может вместить несколько гигабайтов данных.
Каждый диск, присутствующий на компьютере, имеет уникальное имя. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или С:.
Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков. Буквой С: обозначается первый жесткий диск.
Видеоконтроллеры
Электронные схемы компьютера, обеспечивающие выполняется в виде специальной платы, вставляемой формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называют видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычно в разъем системной шины компьютера. Видеоконтроллер получает от микропроцессора команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти – видеопамяти,  и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор – видеосигнал.
Устройства ввода-вывода информации
К устройствам ввода информации относятся клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик, световое перо), сканер, средства речевого контроля. С помощью клавиатуры пользователь вводит алфавитно-цифровую информацию и управляет работой компьютера. Любая клавиатура имеет четыре группы клавиш:
·        клавиши пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;
·        служебные клавиши;
·        функциональные клавиши;
·        клавиши малой двухрежимной цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.
Манипуляторы являются дополнительными устройствами для ввода информации. Совместно с клавиатурой они повышают удобство работы пользователя с компьютером. В настоящее время используются различные виды манипуляторов:
·        джойстик обеспечивает перемещение курсора на экране в одном из четырех направлений;
·        световое перо может применяться для указания точки на экране дисплея или для формирования изображений;
·        мышь представляет собой приспособление для указания нужных точек на экране путем перемещения его вручную по плоской поверхности.
Сканер предназначен для ввода в компьютер представленных в печатном виде текстовых и графических данных.
Наиболее часто используемые устройства вывода информации – это дисплеи, принтеры, графопостроители и синтезаторы звука.
Видеомонитор, дисплей или монитор предназначен для вывода на экран информации.
Принтеры – это устройства для вывода на бумагу текстов и графических изображений. В настоящее время известно несколько видов принтеров: матричный, струйный, лазерный.
Мультемедийный компьютер
Термин «мультимедиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда или носитель информации». Таким образом, мультимедиа-компьютеры должны уметь воспроизводить:
·        музыку, речь и  другую звуковую информацию;
·        анимационные фильмы и другую видеоинформацию.
Мультимедийный компьютер должен быть оснащен дисководом для компакт-дисков, звуковой картой и колонками или наушниками. Кроме этого есть требования к быстродействию, объему оперативной памяти и наличие программного обеспечения.
Дидактические особенности сети «интернет»
Дидактические свойства современного компьютера, снабженного программным обеспечением в вариантеInternet Explorer и Microsoft Office 97, включают следующие особенности:
– возможность в любой документ (не исключая даже электронных писем) вставить графические изображения и гиперссылки. Гиперссылки при этом являются работающими, то есть по ним можно выйти на связь с любым электронным адресом или сервером Интернета;
– поддерживается копирование такого расширенного текста из одного программного средства в другое. Это расширяет возможности обучения, поскольку те дидактические свойства, которых не хватает в одном из программных средств, могут быть оперативно подключены путем копирования текста задания в другое средство.
Например, если Internet Explorer не позволяет править текст непосредственно в гипертекстовом виде (в нем предусмотрена только возможность правки кода HTML, что, конечно, по силам далеко не всем ученикам), то мы можем скопировать текст задания со всеми особенностями его формата (что существенно) в программу Word и уже в ней выполнить задание, а затем также с сохранением всех особенностей формата текста отправить его по электронной почте.
Такие дидактические свойства являются особенностью именно современного этапа развития программного обеспечения и делают обучение в Сети гораздо более простым и удобным процессом. При программировании обучающих курсов такие средства снимают многие существовавшие прежде проблемы.
Обратимся теперь к ресурсам Интернета, которые также могут широко использоваться с дидактическими целями.
Ресурсы Интернета
Главным качеством сети Интернет является наличие огромного количества текстовой информации на различных языках. Конечно, такая информация не предназначена непосредственно для применения в качестве учебного материала, однако для многих учащихся возможность работы в Интернете является важным мотивом поведения, поэтому учитель гуманитарных предметов может и даже должен грамотно использовать эту мотивацию. Довольно подробно исследовано применение реальных электронных писем в преподавании гуманитарных предметов.
Одним из интересных и полезных свойств сети Интернет является наличие механизмов поиска. Помимо прямой и очевидной пользы от таких механизмов для поиска документов и программ, можно указать их более нетривиальное применение конкретно на уроках иностранного, прежде всего английского, языка.
Полноценное усвоение лексики требует ее применения в конкретных речевых ситуациях. Именно с этой целью можно применять механизмы поиска по ключевым словам. При этом в результате поиска будут получены оригинальные тексты, созданные носителями языка. Более того, запрос на поиск текста можно уточнить дополнительными ключевыми словами, что позволит найти тексты по конкретной тематике, интересной для данной группы учащихся.
Такие приемы деятельности в Интернете позволяют оперативно реагировать на потребности учебного процесса, учитывать мотивацию конкретной учебной группы. В зависимости от конфигурации технических средств учитель может использовать данный прием в процессе подготовки занятия или в процессе его проведения.
Аналогичным образом можно организовать деятельность учащихся в курсах других предметов, например в курсе информатики по темам «Базы данных» и «Телекоммуникации». Активные гипермедийные среды дают современные средства планирования и организации занятий учителю. Можно оформить план занятия в виде гипертекста, предусмотреть в нем различные виды работ, причем сами эти работы также имеют вид гипертекста; современный гипертекст – это не только ссылки, но и разнообразные формы, позволяющие собирать информацию, организовывать тестирование и т. п.
Зарубежный и отечественный опыт использования гипермедиа в учебном процессе показывает, что гипермедиа следует использовать не «в лоб», только как источник информации, а как инструмент управления обучением. Разрабатывая проекты, презентации с использованием средств гипермедиа и размещая их в сети Интернет, учащиеся приобретают знания и навыки, не сводящиеся к традиционным репродуктивным.
Графика и звук
Графика и звук широко применяются в современных гипермедийных средствах Интернета.
Необходимо учитывать, что в гипертекстовых страницах используется графика двух видов – обычные иллюстрации и маленькие рисунки-иконки. Звуковые файлы применяются в четырех основных видах: короткие характерные звуки, выполняющие ту же роль украшения, что и иконки; музыкальные файлы без человеческого голоса и запись человеческого голоса и (или) музыкального произведения двух уровней качества (низкого и высокого).
Для представления обычных иллюстраций используется, как правило, фотографический формат JPEG, позволяющий передать много деталей в цветовой палитре, превышающей 256 цветов.
Для представления иконок используется формат GIF, допускающий создание мультипликационных рисунков и ориентированный на более грубую графику. Оба эти формата обеспечивают значительное сжатие графической информации по сравнению с ее побитовым представлением (формат BMP).
Рассмотрим 4 основных типа звуковых файлов: MIDI; WAV; RA; МРЗ.
MIDI-файлы не предназначены для записи звуков речи, они позволяют очень сжато записывать музыкальные мелодии, которые затем могут быть синтезированы на компьютере пользователя. Средний размер этих файлов – 30–50 Кб, что позволяет реально их использовать для музыкального сопровождения гипертекстовых страниц.
WAV-файлы – это стандартный способ записи любых звуков, не обладающий компактностью. 1 минута звукозаписи в этом формате порождает файл размером в несколько Мб. Для применения в Интернете пригоден лишь при передаче очень кратких звуков.
RA-файлы – это специальный способ сжатия звуковых файлов для передачи их по сети Интернет, на данный момент не отличается хорошим качеством передачи музыки, но приемлем для передачи голоса.
МРЗ-файлы – компромиссный вариант, позволяющий в 1 Мб уместить 4–5 минут звучания, по качеству приближающегося к хорошему радиоприемнику. Для воспроизведения необходимо сначала полностью загрузить соответствующий файл, что может занять 10–20 минут.
Сами по себе красивые рисунки-иконки и краткие звуки не создают дополнительных удобств или содержания в применении гипертекстовых страниц для образовательных целей. Их роль скорее вспомогательная, мотивационная. Тем не менее часто небольшие иконки выполняют роль структурных смысловых элементов текста, повышая его «читабельность».
Звуковые файлы могут играть на уроке различные роли: демонстрировать правильное произношение; для диктовки; для проверки качества восприятия учеником языка со слуха и т. п. Чисто музыкальные файлы могут использоваться для хорового или индивидуального пения на изучаемом языке («караоке»), причем компьютер позволяет записать и воспроизвести получившуюся в результате песню в целом.
В Интернете можно найти не только музыкальное сопровождение песен, но и их слова. Степень влияния гипермедийной информации на учащихся возрастает, если ее подача осуществляется систематически, в определенном порядке. Один из ресурсов Интернета, позволяющий добиться такого эффекта, – это активные каналы.
Активные каналы
Еще одной очень агрессивной в плане предложения информации моделью являются различные «новостийные» системы, такие, как PCN, ZDnet, TehnoWeb и т.п. Авторы их прекрасно используют возможности, предоставляемые мощными современными ЭВМ, такие, как возможность мультипликации, использование мелких шрифтов и рисунков и т. п.
Структурно эти системы решены как средства представления чрезвычайно сжатой информации на экране, сопровождаемой средствами быстрого развертывания ее до полного объема, включая и массу ссылок на разнообразные материалы, помещенные в Интернете.
Основу этих систем составляет модель гипермедиа, снабженная своеобразными усовершенствованиями. Интерфейс пользователя в этих системах побуждает не только к пассивному созерцанию иконок, но и к максимально быстрому ознакомительному чтению «бегущих строк», индексов и т. п.
Технически эти системы используют как возможности гипертекста, так и совершенно новые принципы работы, радикально меняющие способы работы с информацией за счет перемещения центра тяжести переработки информации на компьютер пользователя (вспомним, что они рассчитывают на наличие у пользователя мощного современного компьютера).
Приведем описание понятия «активный канал» из руководства к программе просмотра Web – Internet Explorer 4.0.
Активные каналы – это серверы Web, специально разработанные с учетом одной из распространенных программ просмотра Web – Internet Explorer 4.0. Эти серверы используют новые особенности программы Internet Explorer, чтобы дать вам более широкие и быстрые возможности доступа к Web.
Канал – это web-узел, созданный для доставки содержимого из Интернета на ваш компьютер, как при подписке на избранные web-узлы. Для просмотра содержимого вам не придется подписываться – поставщик содержимого каналов предложит вам расписание подписки, или вы настроите собственное расписание. Кроме того, используя каналы, вы будете видеть не только одну web-страницу, но и всю структуру web-узла, что ускорит ваш выбор необходимого для просмотра содержимого.
Активные каналы разработаны таким образом, что вы сможете их просматривать даже в автономном режиме. Например, можно настроить избранные вами активные каналы таким образом, что их загрузка на вашу ПЭВМ будет идти ночью, а днем вы сможете их просматривать без подключения к Интернету.
Современное понятие активного канала включает в себя многие приемы, разработанные в рамках вышеупомянутых новостийных систем. Очевидно, обучение может и должно эффективным образом применяться в рамках активного канала.
Итак, Интернет предоставляет, с одной стороны, громадное информационное поле, содержащее самую разнообразную педагогически ценную информацию, и гипертекст в качестве средства навигации в этом поле, а с другой стороны, различные средства оживления восприятия этой информации: графику, звук, движение.
Уже это показывает значительные преимущества Интернета перед традиционным бумажным учебником. Однако еще большее значение для мотивации обучения имеет интерактивный, диалоговый характер современного гипертекста.
Новые ит в образовании
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
ОБРАЗОВАНИИ
Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него
компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности,
обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное
информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является
компьютеризация образования. В настоящее время становление новой системы образования,
ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство.
Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и
практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в
содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным
техническим возможностям, и способствовать гармоничному вхождению ребенка в
информационное общество. Компьютерные технологии призваны стать не дополнительным
«довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса,
значительно повышающей его эффективность.
Проблема широкого применения компьютерных технологий в сфере образования в
последнее десятилетие вызывает повышенный интерес в представителей педагогической
науки. Большой вклад в решение проблемы компьютерной технологии обучения внесли
российские и зарубежные ученые: Г.Р.Громов, В.И.Гриценко, В.Ф.Шолохович, О.И.Агапова,
О.А.Кривошеев, С.Пейперт, Г.Клейман, Б.Сендов, Б.Хантер и др.
Отметим, что в последние годы термин «информационные технологии» часто
выступает синонимом термина «компьютерные технологии», так как все информационные
технологии в настоящее время так или иначе связаны с применением компьютера. Однако,
термин «информационные технологии» намного шире и включает в себя «компьютерные
технологии» в качестве составляющей. При этом, информационные технологии, основанные
на использование современных компьютерных и сетевых средств, образуют термин
«Современные информационные технологии».
Под информационной технологией понимается процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной и нформации) для
получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления
(информационного продукта).
Если в качестве признака информационных технологий выбрать инструменты, с
помощью которых проводится обработка информации (инструментарий технологии), то
можно выделить следующие этапы ее развития:
1-й этап (до второй половины XIX в.) – «ручная» информационная технология,
инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации
осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш.
Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX в.) – «механическая» технология, оснащенная более
совершенными средствами доставки почты, инструментарий которой составляли: п ишущая
машинка, телефон, диктофон. Основная цель технологии - представление информации в
нужной форме более удобными средствами.
11
3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) – «электрическая» технология, инструментарий
которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение,
электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Основная цель
информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации
на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х гг.) – «электронная» технология, основным
инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе
автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы,
оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.
Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны
информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на
организацию аналитической работы.
5-й этап (с середины 80-х гг.) – «компьютерная» («новая») технология, основным
инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром
стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит
процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия
решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы
анализа и искусственного интеллекта для разных уровней управления, реализуются на
персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на
микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства
бытового, культурного и прочего назначений.
6-й этап – «сетевая технология» (иногда ее считают частью компьютерных
технологий) только устанавливается. Начинают широко использовать ся в различных
областях глобальные и локальные компьютерные сети. Ей предсказывают в ближайшем
будущем бурный рост, обусловленный популярностью ее основателя - глобальной
компьютерной сети Internet.
Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с каждым днем все больше
проникают в различные сферы образовательной деятельности. Этому способствуют, как
внешние факторы, связанные с повсеместной информатизацией общества и необходимостью
соответствующей подготовки специалистов, так и внутренние факторы, свя занные с
распространением в учебных заведениях современной компьютерной техники и
программного обеспечения, принятием государственных и межгосударственных программ
информатизации образования, появлением необходимого опыта информатизации у все
большего количества педагогов. В большинстве случаев использование средств
информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда
учителей школ, а также на эффективность обучения школьников.
С развитием информационных технологий профессиональная деятельность учителя
выходит за рамки классно-урочной системы и активизируется в сети Интернет. Она
представляет собой воспитывающее и обучающее воздействие учителя на ученика
средствами Интернет. В современных условиях расширяются возможности для
самообразования, совершенствования профессиональных качеств самого учителя.
Усиление роли ИКТ в образовании делает необходимым формирование
информационно-коммуникационной компетенции учителей. Умение применять ИКТ для
решения профессиональных проблем и задач в реальных ситуациях педагогической
деятельности способствует реализации личностно-ориентированной парадигмы образования.
Информационно-коммуникационные технологии позволяют собирать, обрабатывать,
хранить, распространять, отображать различного рода информацию и с помощью
электронных средств коммуникации осуществлять взаимодействие людей, территориально
удалѐнных друг от друга. Для профессионального взаимодействия учителей в сети
необходимы знания, умения и навыки использования ИКТ в педагогической деятельности.
Однако профессиональная подготовка педагогических кадров не должна сводиться только к
12
обучению информационным и коммуникационным технологиям, но и к обучению
современным педагогическим технологиям (личностно-ориентированное обучение, метод
проектов, обучение в малых группах и т.д.). Данные технологии дополняют друг друга: через
современные педагогические технологии к современным средствам обучения - ИКТ и
наоборот..
Повышение квалификации учителей средствами дистанционного обучения может
быть организовано на базе ресурсных центров, обладающих высококвалифицированными
педагогическими кадрами. Анализ зарубежного опыта дистанционного обучения,
проведѐнный Е.С. Полат, показывает, что растѐт число университетов, предлагающих услуги
дистанционной формы обучения. Это национальный технологический университет (NTU г.
Форт-Коллинз штат Колорадо), открытый Британский университет, открытый университет
Хаген (Германия), Испанский национальный университет дистанционного образования,
Национальный центр дистанционного образования Франции, центры ДО Финляндии,
Австралии (ACTEIN - Australian Capital Territory Information Network), стран восточной
Азии, Африки и др. В России также, достаточно активно растѐт число вузов, предлагающих
дистанционную форму обучения не только для студентов, но и для дополнительного
профессионального образования (МЭСИ, МИЭМ, Ульяновский государственный
технический университет, РГУ, институт ЮНЕСКО, институты повышения квалификации и
др.).
Новшеством в сфере образования в последние годы стало участие нашей страны в
проектах в области дистанционного обучения. Как известно, лидирующим учебным
заведением в этом направлении является Азербайджанский Государственный
Экономический Университет (АГЭУ). АГЭУ уже с 2001 года, предоставляет своим
студентам факультета переквалификации и повышения квалификации возможность
дистанционно учиться в вузе. В текущем году университет реализует новый проект в этой
сфере совместно с университетом штата Индиана и Ассоциацией Научных и
Образовательных Сетей Азербайджана (AZRENA). Предоставленным грантом
Университетом Индианы предусматривается создание Центра дистанционного обучения
(ЦДО), подготовка кадров АГЭУ в этой области в университете Индианы и предоставление
необходимого программного обеспечения со стороны того же университета. Однако
основной целью проекта является создание и развитие Центра Дистанционного Обучения в
Азербайджане. Планируется, что сертифицированные специалисты -инструкторы центра
будут предоставлять необходимые услуги в сфере дистанционного обучения, проводить
семинары и тренинги по подготовке инструкторов в этой сфере. Его открытие позволит в
дальнейшем другим учебным заведениям также реализовывать проекты в области
дистанционного образования. В дальнейшем планируется внедрение виртуального
образования на большинстве факультетов вуза, а также на отдельным областям
образовательной системы страны.
Расширение образовательного рынка страны за счет экспорта образовательных услуг
своего вузов в страны ближнего и дальнего зарубежья будет способствовать интеграции
системы образования в мировую образовательную систему и росту престижа образования.
Особенности применения комбинированных тсо
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 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;
e) 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 процессе 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 понятии 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 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.
Природосообразностьзаключается 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 существенныe признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме. Принцип доступностиобучения, 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 самодеятельноститакже 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 ситyаций: 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 известны 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 ниx во всех заложены элементы развивающего обучения.
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.
Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием индивидуальных особенностей личности каждого ребенкапо-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.
Специально применительно к ТСО необходимо сказать о таких принципах, как принцип меры и принцип комплексного характера их использования.
Разнообразные и неиссякаемые возможности ТСО и НИТ 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 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 обучении, даже компьютер с его поражающими воображение возможностями, нельзя противопоставить другому, так как каждое из них относительно выигрывают перед остальными лишь в определенныx учебных ситуациях, при решении определенных дидактическиx 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 поредством 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 средствамиобучения. 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 материала, формам и методам организации труда преподавателя и учащихся, материально-техническим условиям и возможностям.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 ТС, 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.
Дидактические возможности обучающих, так же как и контролирующих технических средств обучения (ТСО), определяются степенью совершенства программ, которые в них реализуются. Программа и ТСО органически взаимосвязаны и дополняют друг друга. Какими бы совершенными ни были ТСО, без соответствующей программы, разработанной на основе принципов теории обучения и с учётом достижений в области изучаемого предмета, они утрачивают свою ценность в дидактическом плане и становятся малоэффективными при контроле знаний. В то же время любая совершенная обучающая программа требует для своей реализации устройства с высокими техническими данными. [1, с.233] Наиболее полно требованиям, предъявляемым к ТСО, удовлетворяют автоматизированные обучающие системы (АОС). АОС -- функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. АОС дают возможность использовать быстродействие ЭВМ, её способность хранить большое количество информации, логической возможности, дистанционный доступ к информационным массивам, возможность накапливать и обрабатывать статистический материал об учебном процессе с требуемым уровнем обобщения. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых -- индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей. Оснащение учебного рабочего места устройством отображения информации на электроннолучевой трубке (дисплеем) позволяет организовать диалог с ЭВМ, близкий к естественной форме общения учащихся с преподавателем.
Комплексное использование ТСО всех видов создаёт условия для решения основной задачи обучения -- улучшения качества подготовки специалистов в соответствии с требованиями современного научно-технического прогресса.
Методика применения ТСО
 





№
Название
Назначения
Недостатки
Применение
 
1
Плакаты и макеты, статичные и действующие
Иллюстрация, включение зрения в процесс усвоения
Неэффективность при изучении и взаимосвязи, ограниченность показа
В качестве наглядной иллюстрации при изучении и контроле несложных процессов и явлений
 
2
Эпидиаскопы, диафильмоскопы, слайдоскопы
Крупное изображение на экране, статичное
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации иллюстраций из книг, журналов схем и т.д.
 
3
Немой учебный кинофрагмент.
Крупное динамическое изображение на экране.
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации действующих машин и агрегатов в работе.
 
4
Магнитофонная запись
При частой повторяемости учебной информации
Не « работают» зрительные рецепторы.
В небольших аудиториях.
 
5
Звуковой фильм,
мультимедийные технологии
Крупное динамическое изображение на экране.
Сильно отвлекающее воздействие, длительность, трудность переключения, необходимость обслуживания.
В больших аудиториях показа в действии связей машин.
 
 
 
 
 
 
 
 
Гигиенические нормы и требования безопасности с тсо в оу
Общие правила безопасности при использовании компьютерной техники
Применяя технические средства в школе, необходимо строго руководствоваться санитарно-гигиеническими нормами и правилами безопасности. Современные технические устройства, как правило, сложная техника, требующая соблюдения определенных инструкций. Каждое покупаемое техническое устройство должно иметь инструкцию на русском языке.
Существует очень много схожих между собой технических устройств. Выбор устройства, оптимально подходящего для решения конкретной задачи, обычно очень сложное дело. Надо научиться правильно использовать консультации специалистов.
Вся компьютерная техника питается электротоком напряжением 220 В, которое опасно для жизни человека. Поэтому все лица, допущенные к работе с компьютерной техникой, должны пройти инструктаж по технике безопасности и соблюдать следующие правила:
1. Работать только на исправной компьютерной технике.
2. Знать блок-схему используемой компьютерной техники и правила её эксплуатации, порядок включения, выключения и заземления аппарата.
3. Перед включением общего электропитания проверить исходное положение всех выключателей, розеток и вилок и выключить их.
4. Запретить разборку аппарата компьютерной техники учащимися.
5. При работе с компьютерной техникой пользоваться только внешними элементами управления.
6. В случае замыкания (появления искр, запаха гари) - отключить электропитание.
7. Замену деталей электроаппаратуры и ее ремонт проводить при выключенных источниках питания.
8. Запрещается определять наличие напряжения путем прикосновения руками к токоведущим деталям аппаратуры.
9. Нельзя менять и ставить предохранители на электроаппаратуру, находящуюся под напряжением.
10. Соединительные провода автотрансформатора с сетью и усилителя с громкоговорителем не должны находиться па пути выхода зрителей.
11. Запрещается использовать воду и пенные огнетушители для тушения загоревшейся электроаппаратуры, так как эти средства являются проводниками тока и, следовательно, могут привести к короткому замыканию и поражению током человека, производящего тушение.
12. Во избежание ожогов нельзя прикасаться к проекционным и радиолампам в течение 10 мин после их выключения.
13. Не разрешается касаться деталей аппаратуры во время её работы.
14. Нельзя включать в сеть аппараты со снятыми фальшпанелями, задними крышками. Это открывает доступ к деталям, находящимся под высоким напряжением, достигающим в телевизорах и дисплеях ЭВМ величины до 12000-25000В. Снятие надолго крышек с аппаратов приводит их к загрязнению, вызывающему нарушение нормальной работы электрических частей устройств.
15. Нельзя пользоваться аппаратами, у которых не работает вентилятор, ибо это может привести к перегоранию или более серьезным неисправностям.
16. При замене проекционной лампы аппарат следует отключить от сети и подождать, пока лампа остынет.
17. Устанавливать новую лампу можно только специальным пинцетом, чтобы не оставлять отпечатков пальцев на колбе, что может вызвать разрушение колбы и преждевременный выход ее из строя.
18. В диапроекторах, снабженных пультами дистанционного управления, используют диапозитивы только в пластмассовых рамках.
19. В разных странах приняты разные стандарты на напряжение в сети и форму розетки. В нашей стране в качестве стандарта принято напряжение 220 В частотой 50 Гц. Перед подключением к розетке нового электрического прибора необходимо проверить, на какое напряжение он рассчитан.
Информация об этом должна содержаться на корпусе прибора и в инструкции к нему. Иногда указывается не точное напряжение, а пределы, в которых оно может находиться (например, 210-230 В). На импортных приборах можно встретить обозначение напряжения латинской буквой V (например, 220V). Существуют и устройства, которые работают практически при любом напряжении в сети. В нашей стране до сих пор еще широко распространены розетки, имеющие два контакта, без третьего - заземляющего. Но постепенно все чаще используются так называемые европейские розетки. В них контакты провода заземления расположены по бокам вилки. Такими электрическими шнурами комплектуются практически все компьютеры. В продаже существуют и специальные переходники, позволяющие подключить европейскую вилку к российской розетке, но такой переходник не имеет контактов с проводом заземления, что может стать источником дополнительной опасности. Часто металлические корпуса приборов, не соединенных с проводом заземления, находятся под напряжением, и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током. Особенно это опасно в том случае, когда рядом, кроме, электрического прибора, например компьютера, находятся трубы отопления или водопровода. Даже мощный и качественный тройник может быть не слишком надежным способом соединения: расшатывается крепление розетки, из-за ненадежной фиксации в гнезде возможно искрение контактов, перегрев и, как следствие, пожар. Для подключения мощных потребителей тока лучше использовать удлинитель, отвечающий европейским требованиям безопасности (1 класс защиты, 10/16А, 2200 Вт, наличие третьего заземляющего провода). Вилка такого удлинителя должна быть литой, с боковыми заземляющими контактами, провод - трехжильным с надежной изоляцией, розетка и корпус изготовлены из негорючих материалов. При покупке надо проверить, насколько прочно закреплен шнур в корпусе удлинителя, и убедиться, что розетки имеют специальные выступы, исключавшие возможность подключения обычных «советских» штепселей, чьи контакты тоньше, чем у европейских. Подбирать длину удлинителя нужно максимально точно: при работе шнур должен быть размотан полностью, но не болтаться под ногами. Выбирать прибор нужно с учетом суммарной мощности подсоединяемых к нему устройств, помня при этом, что стандартная российская электросеть, в которую будет включен удлинитель, предусматривает нагрузку не более 6,3 А (мощность до 1200 Вт) на одну розетку. Необходимо проверить надежность контактов розеток, отсутствие на корпусе выступающих металлических деталей, наличие приспособлений, обеспечивающих устойчивость на гладкой поверхности, и сертификат Росстандарта. Шнур удлинителя уложите вдоль стены или прикрепите к плинтусу, корпус поставьте так, чтобы он не касался мебели и хорошо проветривался. Для подключения сложной техники (компьютеры, музыкальные центры, телевизоры и видеомагнитофоны) лучше использовать удлинитель с выключателем, термоограничителем по току, фильтром защиты от высокочастотных помех и защитой от «выбросов» напряжения. В электрической сети могут возникать определенные нарушения: резкая смена напряжения, внезапные отключения и т.п. Для того, чтобы уменьшить влияние кратковременных нарушений, используют специальные устройства - сетевые фильтры, недорогие, но позволяющие спасти от выхода из строя дорогостоящую аппаратуру. По внешнему виду сетевой фильтр обычно очень похож на обыкновенный удлинитель с выключателем. Его необходимо использовать в том случае, если в электрической сети часто происходят кратковременные нарушения. Сетевые фильтры рассчитаны на определенную мощность подключаемых к ним устройств. Подбирая фильтр, необходимо знать предполагаемую суммарную мощность подключаемых к нему устройств. Сетевые фильтры спасают только от кратковременных нарушений питания. При отключении электричества на несколько секунд или минут они не помогут. В этом случае надо применять устройства бесперебойного питания - сетевые адаптеры. Они позволяют работать несколько минут после отключения электричества, что очень важно при работе с компьютерами. Часто сетевой адаптер не входит в комплект устройства, а продается отдельно. Для работы с устройствами лучше всего использовать адаптеры либо прилагаемые к ним, либо рекомендуемые фирмами-производителями. О таких рекомендациях можно прочитать в инструкциях к прибору или узнать у продавца-консультанта. Можно подобрать адаптер и самостоятельно, зная только необходимое напряжение. Разъемы для подключения сетевых адаптеров у большинства устройств одинаковые. Однако сетевой адаптер - довольно сложное устройство, и кроме входного (к какой сети подключать) и выходного (какое напряжение будет подаваться к устройству) напряжений есть еще много других важных характеристик. Так, электрический ток бывает переменным и постоянным, и, чтобы используемый аппарат не перегорел, обязательно надо выяснить, от какого тока он работает. У любого сетевого адаптера есть два параметра: 1) входное напряжение input показывает, какое напряжение должно быть подано на адаптер; 2) выходное напряжение output показывает, источником какого напряжения является адаптер.
О том, что все электроприборы должны иметь заземление, уже упоминалось. Остановимся на этом несколько подробнее.
Заземлением называют преднамеренное соединение частей электроустановки с заземляющим устройством - заземлителем и заземляющими проводниками. Заземление металлических частей технических средств обучения, электроустановок и оборудования, которые обычно не находятся под напряжением, называют защитным. Защитное заземление устанавливают для предотвращения ударов током. Если же будет обнаружено, что корпус устройства находится под напряжением (оно называется напряжением прикосновения), то пользоваться приборами нельзя даже при наличии заземления. Заземлители бывают естественные и искусственные. К первым относятся металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, а также проложенные в земле неизолированные металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и взрывчатых газов. Категорически запрещается использовать для заземления электрических приборов и компьютерной техники батареи отопления или водопроводные трубы ввиду низкого качества этих трубопроводов как заземляющих устройств.
В качестве искусственных заземлителей обычно применяют запитые в землю стальные трубы, уголковую сталь, металлические стержни.
Заземление в образовательных учреждениях должно осуществляться только специалистами.
Каждому учителю надо не только хорошо знать и соблюдать правила эксплуатации всевозможных электрических установок, но и уметь правильно оказать первую помощь пострадавшему от элетрического тока.
Оказание первой помощи при поражении электрическим током
Учащегося, попавшего под напряжение, надо немедленно освободить от действия электрического тока. Для этого отключают потребитель электрического тока с помощью ближайшего штепсельного разъема, выключателя (рубильника) или путем вывертывания пробок (плавких предохранителей) на щитке.
Если выключатель находится слишком далеко от места происшествия, перерезают или перерубают провода (каждый отдельно) топором или другим режущим инструментом с сухой рукояткой из изолирующего материала. Если рукоятка металлическая, то во избежание контакта оказывающего помощь с цепью электрического тока ее надо обернуть чистой сухой шелковой, шерстяной, хлопчатобумажной или прорезиненной тканью.
Если невозможно быстро разорвать цепь электрического тока, то надо оттащить пострадавшего от провода или же отбросить от него оборвавшийся конец провода сухой палкой или другим предметом из изоляционного материала. Пострадавший сам при этом является проводником электрического тока, поэтому следует соблюдать меры предосторожности. Для этого надо надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой тканью, подложить под ноги изолирующий предмет (резиновый коврик, сухую доску или в крайнем случае свернутую сухую одежду). Отделяют пострадавшего от провода за концы его одежды, не прикасаясь к открытым частям тела. Делать это рекомендуется одной рукой.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока надо немедленно оказать первую помощь. Чтобы определить, в каком состоянии находится пострадавший, необходимо сразу же уложить его на спину, расстегнуть одежду, проверить по подъему грудной клетки его дыхание, наличие пульса (на лучевой артерии у запястья или сонной артерии на шее), а также состояние глазного зрачка (узкий или широкий). Широкий неподвижный зрачок указывает на отсутствие кровообращения в мозгу.
Определить состояние пострадавшего надо быстро - в течение 15-20 с. Если он в сознании, но до того был в обмороке или продолжительное время находился под действием электрического тока, то ему необходимо обеспечить полный покой до прибытия врача и дальнейшее наблюдение в течение 2-3 ч. Если нельзя быстро вызвать врача, надо срочно любым способом доставить пострадавшего в лечебное учреждение при помощи транспортных средств или носилок.
При тяжелом состоянии или отсутствии сознания необходимо вызвать «скорую помощь» на место происшествия. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться: отсутствие тяжелых симптомов после поражения не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но дышит, его надо удобно уложить, создать приток свежего воздуха, растирать и согревать тело. При очень редком и поверхностном или, наоборот, судорожном, как у умирающего, дыхании пострадавшему надо немедленно делать искусственное дыхание. Даже при отсутствии признаков жизни (дыхания, сердцебиения, пульса) нельзя считать пострадавшего мертвым. Смерть в первые минуты после поражения - кажущаяся. Пострадавшему может угрожать наступление действительной смерти в том случае, если ему немедленно не будет оказана помощь в виде искусственного дыхания с одновременным массажем сердца.
При правильном проведении искусственного дыхания и наружного массажа сердца у пострадавшего появляются следующие признаки оживления: улучшается цвет лица - оно приобретает розовый оттенок вместо серо-землистого с синеватым оттенком, который был до оказания помощи, появляются самостоятельные дыхательные движения, становящиеся все более и более равномерными по мере продолжения действий по оживлению, сужаются зрачки.
Меры по оживлению пострадавшего надо проводить непрерывно до тех пор, пока не будут достигнуты положительные результаты или не прибудет врач.
При поражении электрическим током пострадавшего ни в коем случае нельзя зарывать в землю, ибо это принесет ему только вред.
Правила противопожарной безопасности
Вработе с техническими средствами должны выполняться «Типовые правила пожарной безопасности для школ, школ-интернатов, детских домов, дошкольных и других учебно-воспитательных учреждений». Ответственность за противопожарное состояние учебно-воспитательных учреждений возложена на руководителей этих учреждений, но это не освобождает всех остальных работников от их знания и неукоснительного исполнения этих правил. Всем учителям надо знать следующие требования пожарной безопасности:
1) помещение, предназначенное для использования технических средств, должно располагаться на первом этаже. Использование техники на других этажах разрешается при наличии несгораемого перекрытия и двух выходов с этажа на лестничные клетки;
2) во время демонстрации в классной комнате или учебном кабинете разрешается присутствие учащихся не более одной группы;
3) проектор не должен устанавливаться у выхода из класса или аудитории;
4) к работе на аппаратуре допускаются только лица, имеющие соответствующую квалификацию;
5) электропроводка в помещении, где используют технические средства, должна быть постоянного исполнения и отвечать требованиям устройства электроустановок. Подключение к электропроводке допускается только исправными электрическими проводами при помощи штепсельных розеток и вилок;
6) аппаратура должна быть соединена между собой соответствующими винтами и обязательно заземлена;
7) провода, соединяющие технические устройства, не должны пересекать пути эвакуации учащихся.
Правила пожарной безопасности необходимо соблюдать и при использовании в учебно-воспитательном процессе любых технических средств.
После окончания просмотра следует обязательно отключить аппарат от электрической сети, ибо в результате перенапряжений часто происходит короткое замыкание и самовозгорание телевизора. Для учебных учреждений следует приобретать только пожаробезопасную технику.
Во всех случаях возникновения пожара в классе или учебном кабинете учитель обязан выключить аппаратуру, дать свет в классную комнату или учебный кабинет, принять немедленные меры к предотвращению паники среди учащихся и к их эвакуации из этого помещения, сообщить о пожаре в ближайшую пожарную часть и приступить к тушению пожара имеющимися противопожарными средствами.
При возникновении пожара его надо тушить с помощью первичных средств, к которым относятся вода, песок, противопожарная ткань, ручные химические огнетушители (пенные, воздушно-пенные, углекислотные, бромэтиловые, порошковые) и противопожарный инвентарь.
Наряду с правилами противопожарной и технической безопасности при использовании компьютерной техники надо учитывать санитарно-гигиенические нормы.
Санитарно-гигиенические нормы при использовании компьютеров
Важным моментом для использования компьютерной техники являются выбор, подготовка и оборудование соответствующих учебных помещений.
С любого места классной комнаты учащиеся должны достаточно хорошо и разборчиво слышать преподавателя, видеть все, что он демонстрирует. Демонстрация изображений проходит наилучшим образом, если ширина аудитории равна 0,6 ее длины, высота 0,4 длины. Эти параметры важно учитывать для получения хорошей акустики и уменьшения возможной реверберации звучания, особенно в больших (на 200 человек и более) аудиториях.
Кабинет или класс с компьютерной техникой целесообразно располагать на северной или северо-западной стороне, куда не попадают прямые солнечные лучи, с окнами на одной стороне для облегчения автоматического зашторивания.
Помещение должно отвечать также и правилам техники пожаробезопасности. Для этого лучше иметь две двери, открывающиеся наружу. Первый ряд стульев для учащихся следует располагать на расстоянии 1,5-кратной ширины экрана.
Немаловажную роль в общих требованиях к помещению играет и цветовая окраска стен. Не следует окрашивать их в яркие тона, желательно подбирать цвета холодных тонов (голубые, светло-серые, зеленоватые); при этом стенку, на которой установлен экран, окрашивают более темным цветом.
Для оборудования помещений экранами при таком варианте используют диффузно-рассеивающие материалы из бело-матового пластика с коэффициентом отражения 0,76-0,8.
Оптическое расстояние аппаратуры до экрана выбирают в зависимости от необходимой ширины изображения, которая для нормальных условий восприятия должна равняться 0,2 длины помещения.
Расстояние от экрана до первого ряда зрителей зависит от мощности аппарата и размера экрана. При значительных размерах экрана педагог имеет возможность устанавливать проектор на большом расстоянии, увеличивая изображение. Это в свою очередь позволяет удобно располагать перед экраном 25-30 чел.
Размер изображения рассчитывается следующим образом: для определения его ширины длина групповой комнаты делится на 5, например 8 м:5 = 1,6 м. Высота экрана от пола при демонстрации должна составлять 1,1-1,5 м. Нельзя допускать проекцию изображения на стену или бумагу, так как это значительно ухудшает его качество и отрицательно сказывается на зрении детей.
 В гигиеническом отношении важен и такой фактор, как степень утомления учащихся к моменту просмотра. Рекомендуется, чтобы до уроков с применением компьютерной техники или вслед за ними проводились занятия, не выпивающие значительного напряжения внимания и зрения. Общее число учебных передач не должно превышать 4-8 часов в неделю.
Затемнение окон шторами способствует повышению температуры воздуха и увеличению его влажности, возрастает концентрация углекислого газа, поэтому необходимо соблюдать воздушный режим и помещениях, обеспечивать эффективное проветривание перед началом занятия и после его окончания.
Длительность применения компьютеров для учащихся младших классов допустима в пределах 12-15 мин. Если при этом используется музыка, то время увеличивается до 20 мин. Для учащихся среднего и старшего возраста норма составляет 25-30 мин.
Длительность применения компьютеров во многом определяется характером учебного предмета.
Наблюдения за эффективностью уроков с применением компьютерной техники показывают, что при правильной организации работы учащиеся хорошо усваивают учебный материал. Но для сохранения высокой работоспособности учащихся и обеспечения эффективности использования компьютерной техники необходимо также, как и при проведении урока вообще, своевременно менять методы и приемы учебной работы. При однообразной структуре урока, несмотря на интересную передачу, учащиеся быстро устают, так как утомительно в продолжение всего урока заниматься одним и тем же видом деятельности: только смотреть, только слушать или только писать. Даже старшеклассники не обладают еще достаточными навыками слушать и записывать лекции без обратной связи с педагогом.
Компьютер желательно применять через 5-10 мин после начала урока.
Важное значение имеет и дозировка уроков с применением компьютерной техники. В течение недели количество таких уроков для учащихся младших классов не должно превышать 3-4, старших классов - 4-6. Обязательным минимумом в течение учебного года для всех учащихся можно считать 136 ч, а максимумом (для профильных школ, оснащенных современной техникой) - 442 ч.
При составлении расписания уроков необходимо предусмотреть, чтобы уроки с использованием экрана не шли один за другим, вслед за занятиями с применением компьютерной техники не ставились уроки изобразительного искусства, черчения, труда, т. е. тех дисциплин, которые связаны со значительным зрительным напряжением, потому что у учащихся после уроков с применением экранных пособий значительно снижаются работоспособность, учебная активность.
Психофизиологические особенности обучающихся (быстрая утомляемость, недостаточное произвольное внимание) определяют высокие требования к организации занятий с использованием компьютерной техники.
Необходимо учитывать, что большой объем информации и ее эмоциональная окрашенность увеличивают напряжение, ускоряют темп работы (дети практически не отвлекаются), в результате возрастает нагрузка на зрительный и слуховой анализаторы. Поэтому не следует злоупотреблять использованием компьютерной техники, необходимо чередовать различные методы и приемы работы.
Для сохранения у дошкольников высокого уровня внимания и работоспособности надо правильно определять продолжительность просмотра или прослушивания. Так, повторное включение проектора на занятиях следует производить с интервалами в 5-7 мин. Повышается уровень внимания и восприятия детей, если подобрать к звукозаписям зрительный материал: кадры из фильмов, фотографии, репродукции и т.п. В расписании дня целесообразно сочетать занятия с применением экранных пособий с музыкальными или физкультурными, но не прослушивать звукозаписи после музыкальных занятий.
От затемнения помещения зависит контрастность изображения. Однако полное затемнение резко снижает качественный показатель занятия. Недопустимо частое включение и выключение освещения, что отрицательно влияет на зрение и психическое состояние обучающихся. Целесообразно предусмотреть частичное затемнение окон, расположенных непосредственно у экрана, а не затемнять аудиторию полностью.
Существует несколько вариантов затемнения окон: вертикальное, горизонтальное (эти способы наиболее часто встречаются в учебных заведениях), зенитное зашторивание и установка жалюзи и межоконных рамах. Применяя схему с экранами на просвет, в классе устанавливают декоративные шторы, предотвращающие доступ прямых солнечных лучей.
В вечернее время частичное затемнение создается светильниками, которые разбиты на две группы и включаются как с пульта, так и выключателями, расположенными при входе в аудиторию. Во время демонстрации группу светильников, расположенных у экрана, выключают. Иногда в классах устанавливают на боковых стенах бра со щитками со стороны экрана.
Управление аппаратурой и вспомогательным оборудованием учитель осуществляет с помощью ассистента или дистанционно. Второй вариант более приемлем: он дает преподавателю свободу и оперативность в пользовании аудиовизуальной техникой.
Разрабатывая пульт дистанционного управления, нужно исходить из следующих требований: дистанционным управлением необходимо охватить всю или, по крайней мере, большинство установленной аппаратуры; управление оборудованием аудитории должно быть связано с минимальным количеством операций; в пульте надо установить устройства, задающие программу выполнения операций по управлению аппаратурой и предотвращающие ее выход из строя. В случае полного затемнения класса предусматривают подсветку пульта и текста.
Очень удобно при оборудовании классов устанавливать однотипные пульты управления во всех комплексах. Приходя в разные классы, преподаватель не должен изучать новый пульт, это оградит его от возможных ошибок во время демонстрации.
Перед работой учащихся на ЭВМ следует ознакомить их с правилами работы в кабинете вычислительной техники, с требованиями безопасности и гигиены труда. Взаимодействие обучаемых с компьютерами влияет на их психофизиологическое состояние. Увеличивается частота сокращений сердечной мышцы (более чем и два раза по сравнению с безмашинным обучением). Постоянная статическая нагрузка при работе с дисплеями, неподвижность рабочей позы приводят к болям в мышцах рук, шеи, плеч и спины нарушениям опорно-двигательного аппарата. Развивается умственное утомление, изменяется мозговое кровообращение. Высокие умственные и психоэмоциональные перегрузки наблюдаются, по данным разных авторов, у 15-70% учащихся, работающих на компьютере, причем у интравертов напряженность больше, по сравнению с экстравертами. У учащихся с замедленным протеканием нервных процессов чаще возникает тревожно-напряженное состояние из-за недостатка отводимого на выполнение работы времени. Следовательно, необходима строгая временная дозировка работы с компьютером: чередование периодов работы с отдыхом, просмотром или прослушиванием блоков психологической разрядки, имеющихся в обучающих программах, а лучше прекращение работы с компьютером на определенное время и выполнение специальных упражнений для снятия утомления и напряжения.
Для физического и психического здоровья детей важны интеллектуальная ценность используемых программ, качество применяемой аппаратуры, рациональность режима работы, стиль преподавания, содержание и формы обучения.
Не всегда учащиеся положительно настроены на работу с компьютером. На начальных этапах возможно появление тревожного чувства, связанного с новизной ситуации, страхом не справиться со сложной и незнакомой техникой или с желанием как можно быстрее освоить ее. Иногда потеря интереса к работе с ЭВМ может быть исвязана с преувеличением ожиданий, когда ребенок думает, что машина все за него решит и сделает.
Информатизация образования
Информатизация образования как деятельность (задачи и проблемы)
Термин «информация» из журналистского превратился в один из наиболее часто употребляемых в настоящее время терминов в науке, технике и быту. Это обусловлено, в частности, тем, что понятия «информация» и «знания» очень близки, а знания, осведомленность играют сегодня очень важную роль в жизни как отдельного человека так и общества в целом. Быстрое увеличение объема циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней. Умения работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Истоком интереса к феномену информации послужил кризис европейской науки, которая первоначально исходила из положения, что материя есть пассивное, инертное начало, которое можно беспрепятственно изучать и преобразовывать. Со временем стало ясно, что преобразовательская деятельность, даже при достаточном количестве энергии, имеет свои ограничения. После взрыва атомной бомбы человечество особенно серьезно задумалось о том, что его действия могут иметь непредсказуемые последствия.
Постепенно пришло научное осознание факта (который на уровне религиозных воззрений был известен в глубокой древности), что каждый предмет, явление, событие имеет какой вполне определенный смысл в общей картине мироздания. Поэтому одной из главных задач современной науки стало выяснение смысловых или, иначе говоря, семантических свойств материи. Причем, большинство ученых склоняются к мысли, что в наибольшей степени семантическое свойство материи отождествляется с информацией. Другими словами, информация как философская категория отражает семантические свойства материи наряду с его энергетическим свойством.
Одна из жизненных целей человека – получить как можно больше знаний, приобщиться к культуре разных народов, то есть, в конечном счете, освоить как можно больше информации. Обращение к сути объектов, в частности, в период обучения, не прихоть, не дань традиции, а безальтернативный способ удержать цивилизацию от разрушения. И чем скорее это будет осознано, тем с меньшими потерями будет достигнуто.
Слова французского дипломата Э. Талейрана «Кто владеет информацией – владеет миром» стали сегодня не только политическим, но в большей мере экономическим, социально-образовательным лозунгом.
Исторический процесс информатизации общества точно описывается с помощью последовательности информационных революций, связанных с появлением новых, для своего времени, технологий.
Информационная революция заключается в изменении способов и инструментов сбора, обработки, хранения и передачи информации, приводящим к увеличению объёма информации, доступной активной части населения. Таких революций шесть. Первая информационная революция заключается в появлении языка и членораздельной человеческой речи. Вторая информационная революция связана с изобретением письменности. Это изобретение позволило не только обеспечить сохранность уже накопленной человеческим обществом информации, но и повысить её достоверность, создать условия для более широкого, чем ранее, распространения информации. Третья информационная революция порождена изобретением в XV веке книгопечатания, которое многие считают одной из первых информационных технологий. Появление и развитие печатных средств массовой информации, таких как газеты и журналы, явилось результатом третьей информационной революции. Четвертая информационная революция началась в ХIХ веке. Тогда были изобретены такие средства передачи и распространения информации как телеграф, телефон, радио и телевидение. Пятая информационная революция произошла в середине XX века, когда человечество стало активно использовать вычислительную технику. Применение ЭВМ для обработки научной информации кардинальным образом изменило возможности человека по активной и эффективной обработке информации. Впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для повышения производительности интеллектуального труда. Сегодня мы являемся свидетелями шестой информационной революции, связанной с появлением глобальных телекоммуникационных компьютерных сетей и их интеграцией с технологиями мультимедиа и виртуальной реальности.
Шесть революций изменили общество. Налицо развитие и распространение информации и информационных технологий, что позволяет говорить о наличии процессов информатизации. Информатизация оказывает революционное воздействие на все сферы жизнедеятельности общества, кардинально изменяет условия жизни и деятельности людей, их культуру, стереотип поведения, образ мыслей.
Очевидный прогресс в области информационных технологий повлек за собой появление в научных и научно-популярных изданиях термина «информационное общество». Некоторые ученые под информационным понимают общество, в котором главным продуктом производства являются знания. Использование такого показателя как количество накопленных человечеством знаний в качестве критерия для присвоения обществу статуса информационного общества оправдано, поскольку по некоторым оценкам, с начала нашей эры первое удвоение накопленных человечеством знаний произошло к 1750 году, второе – к началу ХХ века, третье – уже к 1950 году. Начиная с 1950 года, общий объем знаний в мире удваивался каждые 10 лет, с 1970 года – каждые 5 лет, а с 1991 года – ежегодно. Это означает, что на сегодняшний день объем знаний в мире увеличился более чем в 250 тысяч раз.
История формирования информационного общества содержит в себе историю зарождения и развития новых видов человеческой деятельности, связанных с информатизацией. За последние годы в обществе появились специализированные профессиональные группы людей, связанные с обслуживанием компьютерной техники и процессов обработки информации (операторы, программисты, системные аналитики, проектировщики и т.п.), оказанием консультативных, научно-информационных и других услуг подобного рода. Очевидно, что возникновение новых научных и профессиональных направлений требует специализированной системы подготовки кадров, в которой не только содержание, но и методы и средства обучения должны соответствовать реалиям соответствующего этапа информатизации общества.
Задачам информатизации общества и всех его сфер, к числу которых относится и образование, уделяется повышенное внимание государства. Необходимость системного государственного подхода к процессу развития информатизации общества начало осознаваться в начале 90-х годов прошлого века.
Относительно широкое определение понятия «информатизация» дал в своих публикациях академик А.П. Ершов. Он писал, что «информатизация – это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности». При этом А.П. Ершов подчеркивал, что информация становится «стратегическим ресурсом общества в целом, во многом обусловливающим его способность к успешному развитию». В то же время, по заключению ЮНЕСКО, информатизация – это широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации, обеспечивающей систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, и их использование обществом для текущего управления и дальнейшего совершенствования и развития.
Очевидно, что с одной стороны оба указанных определения не противоречат друг другу, и, с другой стороны, определяют, в том числе и информатизацию сферы образования, являющейся одной из областей деятельности человека.
Информатизация образования представляет собой область научно-практической деятельности человека, направленной на применение технологий и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации, обеспечивающее систематизацию имеющихся и формирование новых знаний в сфере образования для достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания.
Внедрение информационных технологий в различные области современной системы образования принимает все более масштабный и комплексный характер. При этом важно понимать, что информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей. Первая из них заключается в повышении эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Вторая – в повышении качества подготовки специалистов с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.
Исторически информатизация образования осуществляется по двум основным направлениям: управляемому и неуправляемому.
Управляемая информатизация образования имеет характер организованного процесса и поддерживается материальными ресурсами. В ее основе лежат обоснованные общепризнанные концепции и программы.
Неуправляемая информатизация образования реализуется снизу по инициативе работников системы образования и охватывает наиболее актуальные сферы образовательной деятельности и предметные области
Как известно, министерством образования и науки Республики Казахстан ведется работа по компьютеризации школ, подключению их к Интернету и телефонизации. В настоящее время обеспеченность компьютерной техникой организаций среднего общего образования составляет 21 учащийся на 1 компьютер с учетом мультимедийных кабинетов, в сельской школе – 20. К сети Интернет подключено 96% общеобразовательных школ, в том числе сельских – 97%.
В Послании Президента народу Казахстана «Новый Казахстан в новом мире» подчеркнуто: «Мы должны добиться предоставления качественных услуг образования по всей стране на уровне мировых стандартов. ...Развивать практику обучения в режиме он-лайн..., предусмотреть создание системы специальных классов естественно-научного профиля».
С 2007 года в учебный процесс организаций образования внедряется система «он-лайн обучения». Программа представляет собой комплекс из пяти интерактивных предметных кабинетов, два из которых являются универсальными. В них могут проводиться уроки математики, истории, географии, астрономии, а также три предметных кабинета естественно-научного цикла по физике, химии и биологии. Они оснащены специальным компьютеризированным лабораторным оборудованием, позволяющим проводить эксперименты и демонстрации по программе средней школы, получать и обрабатывать их результаты в цифровом виде на компьютере учителя. Мобильный компьютерный класс представляет собой «класс на колесах», оборудованный компьютером учителя, 14-ю компьютерами учеников и точкой беспроводного доступа, что позволяет быстро и легко разворачиваться в любом помещении в локальную беспроводную сеть.
Вместе с тем, надо иметь в виду, что информатизация – это не только компьютеры и все, что с ними связано! Это насыщение образования информацией, источниками и информационными технологиями. В этих понятиях компьютеры не фигурируют! Поступление новых бумажных книг в библиотеку школы – это тоже информатизация. Поэтому и средства не всегда компьютерные. В слове информатизация не «зашито» компьютеризация. Информатизация – шире. Во-вторых, большая ошибка считать информатизацию образования только лишь процессом. Процесс может идти и стихийно, и не всегда приводить к цели. Процессу невозможно научить. Правильнее под информатизацией понимать деятельность человека, целенаправленную деятельность, т.е. придерживаться вышеприведенного нами определение информатизации образования. Тогда ей можно учить педагогов. Люди должны быть частью такой деятельности и от них все зависит.
Существует две основные проблемы, тормозящие информатизацию: неготовность педагогов к работе с использованием средств информатизации и низкое качество содержательного наполнения, несвязность, несоответствие методическим системам обучения образовательных информационных ресурсов. Обратите внимание, что отсутствие компьютеров, Интернета и т.п. – это не проблема на самом деле. Выделят деньги и компьютеры купятся, проблема будет решена. Но сколько случаев, когда компьютеры и сети есть, а с ними не знают что делать (не умеют и нет ресурсов). Речь идет не о том, что не умеют «кнопки нажимать» – этому научиться несложно – курсы, книги и т.п. А вот как учить с использованием средств информатизации, чтобы эффективность обучения повышалась – вот это проблема! Этого почти никто из педагогов не знает, хотя пользоваться компьютером могут.
Информатизации образования как деятельности надо учить и настоящих, и будущих педагогов. Все, без исключения, студенты педагогических вузов (математики, информатики, историки, литераторы и др.) должны пройти подготовку в области информатизации образования. В педвузах! Как учат методике, так надо учить и информатизации образования.
Информатизация образования – это не только информатизация обучения. Это информатизация учебной деятельности, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной деятельности и процессов воспитания, научно-исследовательской и научно-методической деятельности, а также организационно-управленческой деятельности. Все это должно информатизироваться взаимосвязано и параллельно, без перекосов.
Ресурсы и технологии должны проходить комплексную экспертизу качества. Их использование должно быть не по принципу – чем больше, тем лучше, а в ответ на потребности системы образования, там, где они на самом деле дадут эффект. Не должно быть как сейчас – разрабатывается ресурс, а никто не задумывается, где и как он будет использоваться, нужен ли он. Нате вам ресурс, и сами придумывайте как им пользоваться. Надо сначала построить или понять методическую систему обучения школьников, в том числе методику обучения, потом выявить потребности в ресурсах, потом только делать эти ресурсы с учетом всего перечисленного.
Производство и накопление различных информационных ресурсов и технологий для учебных заведений порождает целый ряд проблем педагогического характера. Прежде всего, следует отметить очевидное отсутствие какой-либо системы в разработке, накоплении и практическом использовании разрозненных информационных ресурсов педагогического назначения. Как правило, подобные средства никак не связаны между собой и неоправданно дублируют одну и ту же информацию, что очень часто приводит к содержательным и методологическим коллизиям. Средства информатизации, используемые в рамках одного учебного заведения, требуют принципиально различных методических и технологических подходов, накладывают существенные требования на знания и умения обучаемых, что отрицательно сказывается на эффективности учебного процесса.
Еще одной проблемой, связанной с хаотичностью разработки и использования информационных технологий и ресурсов в учебном заведении, является практическая невозможность универсальной подготовки педагогических кадров, способных комплексно использовать преимущества информационных технологий в учебной, внеучебной и организационно-педагогической деятельности.
Эти и другие проблемы характерны для любого учебного заведения. В этой связи Казахский национальный педагогический университет имени Абая не является исключением. В связи с этим в КазНПУ им. Абая создается Концепция, на основании положений которой можно было бы объединить в одну унифицированную систему информационные ресурсы и технологии, используемые во всех сферах деятельности университета. В Концепции отражаются теоретико-педагогические и методологические аспекты построения и использования информационной образовательной среды университета, имеющие особое значение в связи с необходимостью формирования у каждого будущего специалиста определенного уровня информационной культуры, адекватного требованиям современного информационного общества. Кроме этого, Концепция должна отражать компонентный состав, теоретические подходы и системы требований к информационной образовательной среде КазНПУ им.Абая, описывать возможные пути интеграции и унификации информационных ресурсов, включаемых в состав такой среды, затрагивать вопросы их соответствия методическим системам обучения в университете, а также вопросы дальнейшего вхождения информационной образовательной среды КазНПУ им.Абая в состав общеказахстанского информационного образовательного пространства.
Нельзя не отметить, что в большинстве случаев использование средств информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников и студентов. В то же время любой опытный педагог подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование средств информатизации никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект.
Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно и повсеместно. Кроме того, обучение корректному и оправданному использованию средств информационных и телекоммуникационных технологий должно войти в содержание подготовки педагогов в области информатизации образования.
Основными целями подготовки педагогов в области информатизации образования должны стать:
ознакомление с положительными и отрицательными аспектами использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании;
формирование представления о роли и месте информатизации образования в информационном обществе, видовом составе и областях эффективного применения средств информатизации образования, технологий обработки, представления, хранения и передачи информации;
ознакомление с общими методами информатизации, адекватными потребностям учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной, научно-исследовательской и организационно-управленческой деятельности учебных заведений;
формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах оценки их качества, обучение педагогов стратегии практического использования средств информатизации в сфере образования;
предоставление дополнительной возможности пояснить обучаемым роль и место информационных технологий в современной мире;
обучение формирующемуся языку информатизации образования (с параллельной фиксацией и систематизацией терминологии).
В качестве основных направлений, систематизирующих содержание подготовки, должны быть отобраны сущность, цели и особенности информатизации образования, технические средства и технологии информатизации образования, методы информатизации образовательной деятельности, основы формирования информационных образовательных сред и информационного образовательного пространства, вопросы формирования готовности педагогических кадров к профессиональному использованию информационных технологий.
По поводу стандарта учебного предмета «информатика».
Проведение научного анализа функционирования предметного стандарта 2002 года и обоснование необходимых изменений, предполагаемых при разработке новых стандартов переходного периода немыслимо без учета исторически совместного развития до 90 годов, даже до второй половины 90 годов, прошлого века образовательного процесса вместе со всеми странами СНГ, входящими в СССР.
При этом надо обратить внимание на следующее:
Развитие методической системы обучения информатике для Республики Казахстан должен характеризоваться наряду с усилением общеобразовательной значимости фундаментализацией обучения школьной информатике.
При разработке стандартов начального, базового и профильного образования по информатике необходимо соблюдение целостности.
Несмотря на существование учебников по информатике для раннего обучения, необходимо еще раз пересмотреть их в соответствии новому стандарту начального общего образования, отбор содержания для обучения информатике в начальной школе в рамках учебного модуля «Информатика».
Следует особо отметить при создании Госстандарта по информатике и при разработке методической системы обучения не учитываются особенности Республики Казахстан, то есть не соблюден дидактический принцип культуросообразности, т.е. максимально возможное использование в обучении и воспитании учащихся элементов национальной культуры РК. Обучение информатике, с учетом сказанного, будет способствовать формированию национального самосознания школьников, осознанию самобытности нации, пониманию ее места в мировом культурном сообществе нации и народов.
Необходимо строго следить за систематизацией имеющихся и формированием новых, а также единством терминов по школьной информатике на государственном языке.
В связи с введением профильного обучения на старшей ступени школы в настоящее время разработано достаточно много программ профильных и элективных курсов по информатике и основанных на них учебников. В рамках этих разработок, как правило, основной упор делается лишь на углублении знаний в области информационных технологий, обеспечение прикладных профильных курсов информатики, направленных на подготовку к практической деятельности. Необходима дальнейшая разработка фундаментальных профильных курсов по информатике.
Очень важно в новых стандартах переименовать название курса «информатика» на «информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ)», что точно и четко характеризует суть этого курса.
Изучить опыт разработки стандартов нового поколения России и других стран СНГ и практиковать привлечение соответствующих специалистов из стран СНГ для разработки нашего стандарта.
Изучить и использовать различные теоретико-методологические подходы и методы к разработке образовательных стандартов в мировом масштабе.
Тенденция такова, что количество государственноязычных школ (6000 казахский язык и смешанных из всех 8000 школ РК) стало больше чем русскоязычных и увеличивается быстрыми темпами. А это требует не только казахификацию, если так можно выразиться, компьютеров (уровень и масштабы которой не должно быть не ниже русифицирования компьютеров!) и локализацию, по крайней мере, учебных программных средств на государственный язык. А еще требуется разработка методической системы обучения информатики и информатизации образования для школ и учебных заведений с государственным языком обучения. Но это ни в коем случае не означает нарушение единства образовательного пространства, например, с Россией, если бы они не были разными и не было бы вопроса об единстве образовательного пространства. Надо понимать: разные государства – возможны разные подходы, а цель одна. Не все придется точь в точь перекопировать или перевести методы обучения информатике и информатизации образования.
В компьютерной сфере казахификация— то же, что локализация, но применительно к казахскому языку: приспособление программного и аппаратного обеспечения к отображению и вводу знаков казахской письменности, создание казахскоязычного интерфейса и т. п. А локализация (англ. localization) — перевод и адаптация элементов интерфейса, вспомогательных файлов и документации.
Задача локализации не исчерпывается только переводом, более того, перевод как таковой обычно занимает скромное место в процессе локализации программного обеспечения. Типичными задачами адаптации являются использование национальных символов письменности, применение принятых национальных форматов, а также правил алфавитной сортировки текстов и т.д. А дизайн и разработка программного обеспечения должны учитывать соображения локализации самым серьезным образом. Отметим, что обеспечение корректности лексики в соответствии с правилами целевого, в нашем случае казахского языка, является требующей решения задачей в процессе локализации.
Все это, а также существующая практика обучения информатике и информатизации образования в нашей республике говорят о непременной необходимости усиления и ускорения локализации программных средств для образовательных целей.
Что такое информатизация образования?
Особенности развития современного общества
Современное состояние общества характеризуется кардинальными изменениями в научно-технической, политической, экономической, социальной и культурной сферах, вызванными быстрым распространением информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Это проникновение ИКТ в различные сферы человеческой деятельности называют информатизацией.
Информатизация – это одна из важнейших идей, порожденных особенностями развития современной цивилизации, которая прочно стала достоянием массового сознания.
Информатизация привела к возникновению «общества глобальной компетентности», характерными особенностями которого являются:
·  объем знаний, порождаемых в мировом сообществе, удваивается каждые два-три года;
·  ежедневно в мире публикуется 7000 научных и технических статей;
·  объем информации, пересылаемой через искусственные спутники Земли в течение двух недель, достаточен для заполнения 19 миллионов томов;
·  в индустриально развитых странах учащиеся к моменту окончания средней школы получают больше информации, чем их бабушки и дедушки за всю жизнь;
·  в последующие три десятилетия произойдет столько же изменений, сколько их было за последние три века.
Новый социальный заказ системе образования
Изменения в экономике влияют на формирование нового социального заказа, предъявляемого обществом к качеству подготовки выпускника школы. На первый план выходят умения:
·  коммуникативные,
·  критическое и системное мышление,
·  умение работать в команде,
·  постановка и решение задач, проектное мышление,
·  социальная ответственность и адаптируемость,
·  саморазвитие и самореализация,
·  творческий потенциал и любознательность,
·  информационные и мультимедийные умения.
Приоритетом деятельности современного общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией разработки и использования ИКТ, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.
Этот процесс инициирует:
·  совершенствование и создание новых технологий управления системой образования;
·  совершенствование хранения и распространения педагогического общества;
·  создание и внедрение новых методических систем обучения;
·  совершенствование отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания;
·  создание и использование новых методик контроля и оценки уровня знаний;
·  создание глобальной системы открытого образования.
Информатизация как техническое оснащение
Выделим несколько основных направлений информатизации образования.
Информатизация как техническое оснащение. Для данного направления информатизация образования – это процесс оснащения учреждений системы образования компьютерной техникой, программным обеспечением и средствами телекоммуникаций с целью обеспечения доступа к современным ИКТ всем участникам образовательного процесса: учащимся, педагогам, и родителям.
Минимальное типовое пространство образовательного учреждения (ОУ) должно включать следующие цифровые зоны (Рис. 1).

Рис. 1. Цифровые зоны ОУ
Цифровые зоны образовательного учреждения
Зона предметного изучения ИКТ (компьютерный класс). Первая зона представляет собой учебную аудиторию, состоящую из 13 – 15 компьютеров и сервера, интегрированных в локальную сеть ОУ. Она необходима для проведения учебных занятий и внеклассной работы учащихся и педагогов.
Зона информационных технологий обучения. Учебная аудитория, в которой должны присутствовать: современный компьютер, подключенный к локальной сети школы и имеющий доступ к глобальным информационным ресурсам, мультимедийный проектор, подключаемый к компьютеру. В данной аудитории можно проводить уроки по различным предметам с использованием ИКТ, не загружая компьютерный класс.
Административная зона. Эта зона предназначена для эффективного использования ИКТ в управленческой деятельности. У каждого сотрудника администрации автоматизированное рабочее место (АРМ) укомплектовано компьютером, средствами доступа к ресурсам глобальных сетей и унифицированным программным обеспечением, позволяющим осуществлять оперативное управление, использовать в работе общую базу данных и выводить любые формы отчетности.
Информационно-коммуникативная зона. Эта зона охватывает:
·  Медиатеку. Медиатека это библиотека электронных учебных изданий, методических материалов учителей, творческих работ учащихся ОУ. Выделение в самостоятельное структурное подразделение позволит проводить занятия кружков, факультативов, творческих лабораторий.
·  Учительскую. Учительская оснащена как минимум одним компьютером, позволяющим получать оперативную управленческую информацию и осуществлять ввод первичных данных.
·  Информационный терминал. Одно или несколько компьютерных мест в специальном кабинете для родителей. На компьютеры выводится информация по школе в целом и по ученикам, обеспечивается возможность заочных консультаций с учителями и администрацией школы.
Все эти компоненты должны быть объединены в локальную компьютерную сеть ОУ, и иметь возможность обмена данными с глобальными компьютерными сетями.
Информатизация как создание информационного образовательного пространства
Информатизация как создание единого информационного образовательного пространства. В данном случае информатизация образования – это процесс объединения при помощи глобальной сети Интернет учреждений и структур системы образования с целью обеспечения для всех участников образовательных процессов равных возможностей:
·  в доступе к образовательной информации;
·  в получении образовательных услуг.
Пути создания условий единого информационного пространства:
·  обеспечение информационной целостности и совместимости всех данных;
·  обеспечение совместимости с современным программным обеспечением;
·  создание единого информационного пространства в каждом образовательном учреждении путем объединения персональных компьютеров в локальную сеть.
Под информационным пространством ОУ понимают специально организованный комплекс компонентов, обеспечивающих системную интеграцию ИКТ в образовательный процесс с целью повышения его эффективности.
Единое информационное пространство ОУ выполняет несколько функций.
Информационная функция выполняется за счет наличия единой базы данных, содержащей учебный план, сведения об учениках, сведения об учителях, расписание, электронный журнал, разнообразные отчеты и другие аспекты учебно-воспитательного процесса.
Образовательнаяфункция выполняется за счет использования в учебном процессе цифровых учебных курсов, представленных на CD, в Интернете, экранных наглядных материалов, курсов собственной разработки.
Коммуникативнаяфункция выполняется за счет возможности общения с учениками, родителями, коллегами посредством сайта образовательного учреждения, электронной почты, электронной доски объявлений и др.
Школьный сайт как средство построения информационного образовательного пространства
Сайт школы является важным звеном информационного пространства ОУ.
Web-сайт– группа Web-страниц, связанных вместе единой темой, общим стилем оформления и взаимными гипертекстовыми ссылками.
Web-страницадокумент во «Всемирной паутине», содержащий:
·  форматированный текст;
·  мультимедийные объекты (графику, звук, видеоклипы);
·  ссылки на другие Web-страницы или другие ресурсы сети Интернет;
·  активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере клиента по заложенной в них программе.
Определим, основные цели школьного сайта.
1.  Сайт как координационная точка внутришкольного взаимодействия. В этом случае сайт будет обслуживать внутренние потребности ОУ, и его структура и информационное наполнение будут отличаться от сайта, размещенного во всемирной сети. Содержание сайта в большей степени будет интересно участникам образовательного процесса только данной школы. Появляется возможность больше места на сайте отводить внутренней учебной и административной жизни школы.
2.  Сайт как визитка школы. Такой сайт:
§  выполняет функцию визитной карточки школы – со своим уникальным стилем и характерной для данной школы формой подачи материала;
§  отражает своеобразие педагогической системы школы, специфику реализуемых в школе образовательных программ;
§  устанавливает контакты с образовательными и деловыми кругами.
3.  Школьный сайт как элемент более глобальной образовательной интернет-системы. В таком качестве сайт может работать одним из информационных субъектов, комплекс которых может отражать динамически меняющуюся образовательную картину в рамках района, города, региона.
Школьный сайт должен обеспечивать функционирование следующих ресурсов:
·  ftp-сервер как электронное хранилище образовательных ресурсов (CD, презентации, тесты, иллюстративный материал, музыка, видео, …);
·  форумы как способы решения (обсуждения) педагогических, методических и других проблем, инициатив;
·  World Wide Web как средство получения необходимой информации из любой точки Интернета;
·  E-mail как способ оперативного обмена электронной документацией.
Структура сайта образовательного учреждения
В среднем, хороший школьный сайт:
·  содержит справочную информацию, интересующую родителей при поступлении ребенка в школу (в том числе об учителях, учебных программах, традициях);
·  отражает происходящие в школах события (праздники, конференции, конкурсы);
·  отражает в развитии постоянно действующие направления в работе школы (школьный музей, участие в проектах и др.);
·  предоставляет возможность ученикам и учителям размещать свои творческие работы и материалы;
·  содержит элементы дистанционной поддержки обучения (например, виртуальный консультационный пункт);
·  представляет учреждение международному сообществу;
·  Поддерживает личные страницы учеников, учителей.
Возможная структура школьного сайта (Рис. 2).
 

 
 
 
 
 
 
 
 Информатизация Образования
в широком смысле — комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией; в узком — внедрение в учреждения системы образования информац. средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информац. продукции и пед. технологий, базирующихся на этих средствах (см. Компьютеризация обучения).
И. о.— часть процесса информатизации общества, к-рый можно рассматривать как один из определяющих факторов поворота к высокоорганизов. стадии цивилизации. Информатизацию общества принято связывать с чинформац. взрывом» (С. Лем), сущность к-рого состоит в экс-потенциальном нарастании кол-ва социально значимой информации (науч., технол., культурной и др.). Это явление наметилось в кон. 18 в., когда переработка всей новой информации стала практически непосильной для одного человека. Наиб, широкие масштабы этот процесс принял в 20 в. Социально-экон. предпосылкой «информац. взрыва» является быстрое развитие производит, сил, к-рое, с одной стороны, приводит к увеличению информац. потоков для осуществления более эффективного управления экономикой, с другой — связанный с развитием производит, сил рост производительности труда влечёт за собой высвобождение людей из сферы пром. и с.-х. произ-ва и создаёт основу для расширения сферы информац. произ-ва. Возникает повышенная потребность в развитии произ-ва ин-формац. средств для создания, передачи, хранения, обработки, тиражирования информации и автоматизации информац. процессов. Такая потребность обусловила' возникновение наряду с традиционными информац. технологиями, базирующимися в основном на «бумажном» (книги, газеты и т. п.) и «плёночном» (фото, кино) представлении информации, новых информац. технологий (НИТ), в основе к-рых лежат электронные средства информации. Среди последних особую роль сыграли ЭВМ (компьютеры) и аудиовизуальные электронные средства (телевидение, видео и др.). Термин «новые информац. технологии» всё чаще связывается с использованием ЭВМ в сочетании с разнообразными «периферийными» устройствами (дисплей, принтер, устройства для преобразования данных из графич. и звуковой форм представления информации в числовую и обратно и др.).
Новые информац. технологии не вытесняют традиционные — кол-во «бумажной» и «плёночной» информации продолжает нарастать, поэтому процесс информатизации не сводится только к внедрению НИТ. Постепенно складывается многоуровневая система представления информации на разл. носителях и в разл. знаковых системах, в к-рой тесно взаимодействуют традиционные и НИТ.
Наряду с развитием информац. структур происходит процесс «семиотиза-ции» общества — появление и развитие многочисл. знаковых систем, благодаря к-рым образуется многокомпонентное «информац. поле», представляющее собой специфич. информац. окружение человека (сочетание текстов, графич. изображения, звуковых и аудиовизуальных сообщений и др.). Возникает проблема информационной (коммуникативной) адаптации человека в обществе.
Теоретич. основой информатизации общества является информатика. Этот термин трижды вводился в рус. науч. лексикон. В 60-е гг. 20 в.— для обозначения науч. дисциплины об организации поиска и накопления науч.-техн. информации. Другое его значение было привнесено из франц. яз. (informatique—информац. автоматика) и определяло науку об автоматизир. процессах передачи, обработки, хранения информации на базе ЭВМ. Такое пониманиетермина близко к англ. Computer science («компьютерные науки»). С 80-х гг. происходит качеств, изменение в понимании термина «информатика», связанное с осмыслением понятия «информатизация», к-рое стало «одной из активных точек роста философской науки последних десятилетий» (А. П. Ершов). Под информатикой понимается система знаний, относящихся к произ-ву, переработке, хранению, поиску и распространению информации в самых разнообразных её аспектах в природе, обществе, техносфере.
Среди специфич. социально-пед. проблем центр, место занимает противоречие между темпом приращения знаний в обществе и ограниченными возможностями их усвоения индивидом. Попытки разрешить это противоречие приводят к отказу от абс. образоват. идеала («всесторонне развитой личности») и замещения его социально-детерминиров. образоват. идеалом — макс, развития способностей человека к самореализации. Необходимо при этом обеспечить человеку право выбора направлений образования, что обусловливает введение достаточно ранней дифференциации обучения и создание систем непрерывного образования. Реализовать идею непрерывного образования возможно, лишь подготовив необходимые условия для самообразования: создание организац. и правовой основы для доступа к разл. источникам информации, формирование и развитие у человека способностей, связанных с её поиском, обработкой, восприятием, пониманием, использованием. Человек, не владеющий информац. технологиями, лишается одного из адаптац. механизмов в динамично развивающемся социуме. Информац. средства и технология становятся своего рода информац.органами, «продолжениями» человека (X. М. Мак-Люэн). Возникает проблема формирования и развития информац. культуры индивида (см. Ме-диа-образован ие).
В СССР термин «И. о.» в сер. 80-х гг. употреблялся в узком смысле. В 1988 группой учёных под руководством акад. А. П. Ершова была разработана первая отеч. концепция: И. о., в к-рой выделен ряд направлений: формирование компьютерной грамотности как элемента общеобразоват. подготовки человека; обучение проф. использованию НИТ; развитие содержания и методов обучения на основе НИТ; использование НИТ в качестве орудий труда; НИТ и спец. педагогика; досуговое применение ЭВМ; ЭВМ в управлении образованием. Были намечены осн. этапы И.о.: первоначальное ознакомление выпускников ср. и высш. уч. заведений и педагогов с возможностями ЭВМ; развёртывание комплекса исследований форм и методов использования ЭВМ в уч. процессе; отработка организац. и техн. вопросов создания пед. программных средств и др.; в 90-х гг.— широкое распространение форм творческой работы учителей и учащихся с использованием вычислит, техники; организация массового эксперимента по применению ЭВМ в обучении, создание систем компьютерной связи между учреждениями образования и др. В дальнейшем предполагался массовый переход к изучению общеобразоват. дисциплин с использованием вычислит, техники на всех ступенях образования; ввод в действие общедоступных баз данных для поддержки систем заочного обучения, переподготовки и повышения квалификации; создание интегрированной компьютерной системы управления учреждениями образования и др. Концепция зафиксировала сложившийся к кон. 80-х гг. уровень представлений о процессе И. о., компьютеризации обучения и информац.-техн. и организац. аспектах, оставив в стороне психол., социальные и др.
В 1990 была создана уточнённая концепция И. о. (Б. Е. Алгинин, Б. Г. Киселёв, С. К. Ландо, И. С. Орешков, В. В. Рубцов, Б. Г. Семянинов, А. Ю. Уваров, Д. С. Черешнин и др.), отражавшая более общее понимание процесса И.о., его связь с информатизацией общества. Выделялись перспективные для целей образования компоненты НИТ: компьютерные лаборатории, средства телекоммуникаций (компьютерных, аудиовизуальных и др.), оперативной полиграфии, системы интерактивного видео и др. Авторы иначе трактовали и ближайшие этапы И. о., не уточняя их временных границ: массовое освоение новых информац. технологий, развёртывание исследо-ват. работы по их пед. внедрению; активное освоение и фрагментарное введение средств НИТ и на их основе — новых методов и организац. форм уч. работы в традиц. уч. дисциплины; изменение структуры содержания образования на всех его ступенях и метод, аппарата обучения на основе НИТ. Предусматривались неск. направлений изменения содержания образования, разработка качественно новой модели подготовки члена «информац. общества» —развитие способностей к коммуникации, творческой деятельности и др. Поворот к более широкому пониманию И.о. стимулировал исследования закономерностей этого процесса. Было установлено, что разл. звенья структуры ср. уч. заведений неодинаково «предрасположены» к разл. компонентам И. о. Наиб, потребность в компьютеризации испытывают структуры поддержки уч.-воспитат. процесса: системы управления уч. заведениями, информац.-пед. служба (библиотеки, медиа-теки), пед. и мед. службы. Интенсивное включение аудиовизуальных средств в процесс обучения более успешно проходит в рамках предметов гуманитарного цикла и биологии. Учителя принимают в основном три направления применения ЭВМ: компьютер как информац. средство для подготовки к занятиям (поиск, отбор, создание, тиражирование информации); средство диагностики, тренинга, коррекции знаний, умений и навыков учащихся; средство возможного облегчения работы с пед. документацией. Функции обучения учитель оставляет за собой.
Практика информатизации ср. школ поставила ряд проблем. Одной из наиб, острых (помимо материальных и организационных) является проблема «сопротивления учителей»-внедрению НИТ в процесс обучения, вызванная противоречием между коллективными формами обучения, характерными для классно-урочной системы, и индивидуализацией обучения, стимулируемой персональными ЭВМ. Др. проблема — вероятное уменьшение межличностных контактов за счёт расширения обращения к обезличенной информации. Эта проблема, в частности, связана с феноменом «хакерства» — появлением категории людей, стремящихся погрузиться в иллюзорный мир на экране компьютера, активно взаимодействующих с ним, но оторванных от реального мира. Важный круг проблем связан с правовыми основами распространения информации в системе образования: права учащихся на получение информации, защита от использования информации об учащихся др. лицами ему во вред и от несанкциониров. доступа к шк. базам данных; авторское право, и, в частности, использование в образоват. целях информации, на к-рую наложен запрет на бесплатное распространение; защита информации от преднамеренной и непреднамеренной порчи (особенно актуальная в связи с появлением компьютерных «вирусов») и др.
Лит.: Коренной А. А., Информация и коммуникация, К., 1986; Суханов А. П., Мир информации. История и перспективы, М., 1986; его же, Информация и прогресс, Новосиб., 1988; Ершов А., Шк. информатика в СССР: от грамотности к культуре, «Информатика и образование», 1987, № 6; В о p о б ь е в Г. Г., Твоя информац. культура, М., 1988; Концепция информатизации образования, под ред. А. Ершова, М., 1988; Семенюк Э. П., Информатика: достижения, перспективы, возможности, M., 1988; Грищенко В., Д о в-гяло А., Пути развития информатизации образования, «Информатика и образование», 1989, № 6; Компьютеры в шк. образовании социалистич, стран: состояние и перспективы, М., 1989; Шатров А., Ц е-венков Ю., Проблемы информатизации образования, «Информатика и образование»,
1989. № 5; Информатика и культура, Ново-сиб., 1990; Концепция информатизации образования, «Информатика и образование»,
1990. № 1; Рейзема Я. В., Информатика социального отражения, М., 1990; Уваров А., Информатика в школе: вчера, сегодня, завтра, «Информатика и образование», 1990, № 4; Информац. технология в университетском образовании, М., 1991; Наука и технология в образовании 1990-х гг.: сов. и амер. перспективы, М., 1991; Сергеева Т., Новые информац. технологии и содержание обучения (на примере предметов естеств.-науч. цикла), «Информатика и образование», 1991, № 1.
А. В. Шариков.
Комптютерные телекоммуникации в системе общего образования
 
Телепроекты, телеконференции, дистанционное обучение -виды компьютерных телекоммуникаций, получающие распространение в последние годы.
Телекоммуникации (от греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения, компьютера и т. п.).
Телекоммуникационными системами объединяются самые разные оконечные устройства: ЭВМ и телефаксы, телексы и видеомониторы, роботы и телекамеры и т. п.
Компьютерные телекоммуникации - телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.
Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, - асинхронной.
Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.
Телекоммуникационная технология может предоставить неограниченные возможности, чтобы решить проблемы дистанционного обучения не только для отдаленных регионов России, малокомплектных сельских школ, разбросанных по малым деревням, но и для больных детей, детей-инвалидов, не имеющих возможности посещать школу.
Самой известной и наиболее емкой телекоммуникационной сетью является Интернет (Internet). Интернет - это международная сеть сетей, в которой работают пользователи из университетов и исследовательских организаций, государственных учреждений и частных фирм и т.п. Сети, входящие в Интернет, базируются на едином для всех них наборе сетевых протоколов (TCP/IP), но они могут беспрепятственно обмениваться информацией и с другими сетями мира через специальные «шлюзы» - компьютеры, конвертирующие всю проходящую по сети информацию в нужные форматы в соответствии с системой протоколов, существующих в этих сетях.
Интернет был создан более 20 лет назад в США как экспериментальная сеть, объединившая телекоммуникационную сеть ARPAnet, радиовещательную и спутниковую сети, связанные с деятельностью Министерства обороны США. Сейчас Интернет распространен по всему миру, и его пользователями уже стали более 20 млн человек.
Сеть позволяет пересылать пакеты данных с одного подключенного к Интернету компьютера на любой другой, независимо от того, соединены они между собой или нет. Маршрутизаторы Интернет автоматически выбирают оптимальный маршрут для доставки пакетов данных до места назначения. На этой основе были разработаны различные службы, использующие возможности Интернета.
Электронная почта (e-mail) – пересылка печатных материалов, графиков, деловых документов, фотографий, таблиц, газет и журналов с помощью электронных методов передачи и обработки информации для обмена корреспонденцией. С ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовой вид) любому пользователю Интернета. Время доставки писем обычно не более нескольких часов, а иногда и нескольких минут.
Общаться между собой по электронной почте могут пользователи, находящиеся и в пределах одного учреждения, и в различных уголках планеты.
Электронная почта используется для таких целей:
1) пересылка сообщений другому пользователю;
2) передача одного и того же сообщения нескольким пользователям;
3) рассылка сообщений в несколько организаций по определенному списку;
4) передача текстового файла;
5) посылка бинарного файла, содержащего компьютерную программу, графическое изображение, обработанные с помощью текстового редактора документы, электронную таблицу или даже аудио- и видеоинформацию;
6) распространение «электронного журнала»;
7) передача по сети «горячих новостей» и объявлений.
Электронная почта также используется как средство доступа к программам удаленных компьютеров и сетевым службам, например, для получения файлов определенных документов или ответов на запросы из сетевых баз данных. Такая ЭВМ может выполнять узкий круг функций, тогда она называется ЭДО (электронная доска объявлений, BBS), или более широкий, включающий пересылку сообщений на значительные расстояния с подключением других ЭВМ, тогда говорят о телекоммуникационной сети. В этом случае пользователи должны стать абонентами этой электронной сети. Таким образом, за определенную плату они получают возможность посылать на электронный адрес партнера информацию в любое удобное для них время и соответственно запрашивать информацию для себя. Эта связь и именуется «электронной почтой». У любого пользователя в памяти ЭВМ есть некоторое отведенное ему пространство, которое называется почтовым ящиком. У каждого почтового ящика имеется уникальный электронный адрес.
Если пользователь хочет дать какую-то информацию не только своему партнеру, но и другим пользователям данной электронной сети, он может воспользоваться другими способами работы в сети -«доской объявлений» или конференцией.
Не следует путать конференцию как вид услуг телекоммуникационной сети (иначе говоря, почтовый ящик, принадлежащий сразу целой группе пользователей) с телеконференцией.
Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т.п.).
Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.
Существует два вида электронных конференций, проводимых в Интернете:
- «реальные» конференции, когда пользователи общаются друг с другом непосредственно;
- отсроченные во времени дискуссии, которые чаще всего и называются электронными конференциями, или телеконференциями.
Электронные конференции - это разновидность электронной доски объявлений, на которой все заинтересовавшиеся определенной темой обсуждения могут читать сообщения, отправленные другим пользователям или отвечать на них. Каждая конференция обычно имеет несколько «сюжетных линий», объединенных одной темой.
Конференции бывают «открытыми» - доступными для любого пользователя сети - или «закрытыми», доступ к которым осуществляется только под строгим контролем ведущего конференции (модератора) и лишь для избранного количества участников, приглашенных им.
Электронные конференции используются для того, чтобы:
а) задавать вопросы;
б) отвечать на вопросы других;
в) участвовать в дискуссии (многие конференции напоминают диспуты, в которых каждый имеет право выступить и высказать свое мнение);
г) читать сообщения, пришедшие на конференцию;
д) рассылать информационные сообщения, которые сразу же попадают в поле зрения всех заинтересованных пользователей;
е) для учебных целей (для самообразования и для работы с учащимися);
ж) для целей «паблик рилейшнз» (общественных связей), когда, принимая активное участие в работе конференции, можно рассказать о себе и о своих разработках, идеях, открытиях.
На основе материалов конференции может быть опубликована статья в периодических изданиях с указанием конкретных пользователей, представивших свою информацию, как соавторов.
Существуют и специальные устройства для передачи на расстояние статичных изображений как самого партнера, так и всевозможных фотоизображений, рисунков, графиков и пр., называемые люмофонами. Они могут быть также включены в телеконференцию. Тогда это будет люмофонная телеконференция, обеспечиваемая телефонными линиями.
Служба Интернета - серверы новостей - рассылает новости по тем или иным темам в виде электронных писем.
Файловые серверы (или FTP-серверы) Интернета - хранилища файлов. На них хранятся программы, тексты документов, книг и т.д. Каждый пользователь Интернета может получить оглавление FTP-сервера или любой из хранящихся на нем файлов в виде электронного письма, направив электронное письмо со специально подготовленным запросом на FTP-сервер. Возможны просмотр оглавления и получение файлов и в диалоговом режиме (в режиме Telnet - удаленного терминала).
Службы поиска Интернета позволяют найти нужный документ на включенных в сеть FTP-серверах. Поиск может вестись по ключевым словам и другим характеристикам документа. Задать запрос службе поиска можно в диалоговом режиме или послав ей специально оформленное электронное письмо.
Одной из наиболее часто используемых служб поиска в сети Интернет является WWW (World Wide Web) - сервер информационного поиска, позволяющий работать пользователю с информационными источниками в режиме гипертекста (гиперсреда - представление информации на узлах, соединяемых с помощью ссылок, а гипертекст - тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам). Благодаря специальной системе перекрестных ссылок перемещение от документа к документу, находящемуся на другом сервере, происходит незаметно для пользователя.
В процессе воспитания и обучения телекоммуникации могут измениться сами концепции образования. С их помощью мировая культура становится общемировым достоянием, доступным всем пользователям международных сетей. Они стирают границы, сокращают пространства и экономят колоссальное количество времени, которое раньше уходило на поиск и обработку информации. Пользование коммуникациями принципиально меняет сам характер мышления современных школьников. Ученик, владея информацией и способами ее сбора, хранения и передачи, в процессе обучения превращается в активного субъекта педагогического процесса, исследователя, умеющего самостоятельно и творчески ставить и решать широкий круг задач.
Есть и негативные стороны этого процесса, связанные с тем, что в мировой сети много информации, получение которой детьми и подростками не всегда желательно, а нередко и преждевременно. Это ставит очень острую проблему кодирования такой информации, чтобы она стала недоступной для широкого использования. Но с другой стороны, распространение деятельности хакеров (талантливых компьютерщиков-программистов, которые взламывают самые секретные программы даже государственного уровня) делает эту проблему практически трудно разрешаемой.
Телекоммуникации позволяют осуществить принципиально новый подход к обучению и воспитанию учащихся, который:
а) базируется на широком общении, сближении, стирании границ между отдельными социумами, на свободном обмене мнениями, идеями, информацией участников совместного проекта;
б) имеет в своей основе реальные исследовательские методы (научная или творческая лаборатория), позволяющие в процессе совместной деятельности группы участников познавать законы природы, основы техники, технологии, социальные явления в их динамике, особенности разнообразных видов творчества;
в) основан на широких контактах с культурой других народов, опытом других людей;
г) естественным образом стимулирует развитие гуманитарного образования, акцентирует внимание на нравственных аспектах жизни и деятельности человека, на состоянии и сохранении окружающей его среды;
д) стимулирует развитие родной речи и овладение иностранными языками, когда дело касается международных проектов;
е) способствует приобретению как учащимися, так и учителями разнообразных сопутствующих навыков, которые могут оказаться полезными в последующей жизни, в том числе и навыков пользования компьютерной техникой и технологией.
Учитель, используя технические возможности информационных телекоммуникаций, может оперативно с учетом своих текущих задач подбирать информацию на урок из практически неограниченных ее источников, что создает принципиально новую информационную ситуацию. Аналогичные возможности предоставляются и ученику при работе в классе и в процессе самостоятельной подготовки и самообразования.
Компьютерные телекоммуникации позволяют формировать у учащихся и необходимый уровень знаний, и умения анализировать, сравнивать, обобщать, обрабатывать имеющуюся информацию, находить нужную информацию, связывать ее с изучаемыми вопросами, т. е. формировать информационную культуру школьника. Обучение происходит в ходе общения, поиска информации и работы с ней. На первый план выступает интерес к новой информации, желание осмыслить ее, поделиться новым знанием с окружающими, применить имеющиеся знания и умения в конкретной ситуации.
В сфере образования телекоммуникации получили развитие в методе проектов и дистанционном обучении.
Основной формой организации учебной или внеучебной деятельности учащихся в сети может стать телекоммуникационный проект. Учебный телекоммуникационный проект – совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, организованная на основе
, имеющая общую цель, согласованные способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности (Полат Е.С.).
Специфика телекоммуникационных проектов заключается в их межпредметном характере. Решение проблемы, заложенной в любом проекте, всегда требует привлечения интегрированного знания. Но в телекоммуникационном проекте, особенно международном, требуется, как правило, более глубокая интеграция знания, предполагающая не только знание собственно предмета исследуемой проблемы, но и понимание особенностей национальной культуры партнера, его мироощущения.
Телекоммуникационные проекты должны предусматривать:
1) процесс систематических, длительных наблюдений за тем или иным природным, физическим, социальным и другим явлением;
2) сравнительное изучение, исследование того или иного явления, факта, события, происшедших или имеющих место в различных местностях, для выявления определенной тенденции или принятия решения, разработки предложений;
3) сравнительное изучение эффективности использования одного и того же или разных (альтернативных) способов решения одной проблемы, одной задачи для выявления решений, пригодных для широкого круга задач;

4) совместную творческую разработку с реальным результатом (создание журнала, пьесы, книги, музыкального произведения, предложений по совершенствованию учебного курса и т. д.);
5) проведение увлекательных приключенческих совместных компьютерных игр, состязаний.
Работа над любым проектом проходит в несколько этапов:
1-й этап: организационный, включает поиск и представление партнеров.
2-й этап: выбор и формулировка общей проблемы. Он включает определение целей и задач (зачем затевается этот проект, что ученики узнают и чему научатся по завершении работы над этим проектом); обсуждение плана достижения поставленных целей и уточнение подходящих для этого тем. Этот этап проводится состоявшимися учительскими парами при участии координаторов с обеих сторон (если проект международный).
3-й этап: обсуждение методических аспектов и организация работы учащихся на уроке и во внеурочное время. Предполагает работу координатора индивидуально с каждым учителем (лично или по сети).
4-й этап: структурирование проекта с выделением подзадач для определенных групп учащихся и отдельных учеников, подбор необходимых материалов. Общий простой план становится развернутым, выделяются этапы и их задачи (подзадачи) и распределяются между группами учащихся с учетом их интересов, определяются планируемые результаты и способы их решения и оформления.
5-й этап: собственно работа над проектом. Тщательно разработанные задания для каждой группы (2-5 чел.) учащихся и подобранный (если необходимо) материал позволяют учителю не вмешиваться в работу группы, выполняя роль консультанта. Предполагается интенсивный обмен информацией, мнениями, полученными результатами между партнерскими группами разных школ.
6-й этап: презентация проекта. На этом этапе группы рассказывают о проделанной работе, результаты обобщаются и оформляются в виде книги, журнала, видеофильма.
7-й этап: подведение итогов.
Формы работы над проектом могут быть различными: индивидуальные проекты (внутри общего проекта); парные проекты, когда над одним проектом работают партнеры в паре; групповые проекты, когда в проекте принимают участие группы с обеих сторон или группы из нескольких регионов. Проекты могут проводиться в рамках электронной почты или в телеконференциях. Формы организации совместной работы учащихся над проектом определяются исходя из особенностей тематики, целей совместной деятельности, интересов участников проекта. Главное, что в любом случае это разные виды самостоятельной деятельности учащихся. Успех проектной деятельности учащихся в большой степени зависит от организации работы внутри группы, от четкого распределения обязанностей и определения форм ответственности за выполняемую часть работы.
Существуют проекты разной степени сложности. Это могут быть проект, охватывающий весь класс и предусматривающий работу над отдельными проектами, составляющими общий проект, или самостоятельные небольшие проекты, охватывающие всего несколько или даже пару учеников с обеих сторон.
Существуют различные классификации телекоммуникационных проектов.
По преобладающему методу: исследовательские, творческие, приключенческие, игровые, информационные, практико-ориентированные.
По содержанию: литературно-творческие, естественно-научные, экологические, языковые, культурологические, ролево-игровые, спортивные, географические, исторические, музыкальные. Есть и другие классификации.
Примеры телекоммуникационных проектов
«Мозайка» - это проект, над которым работают школы разных стран мира, располагающие необходимыми средствами ИКТ (информационно-коммуникативных технологий). Для участия в проекте необходимо иметь доступ к компьютерам, робототехнике, электронной почте, сетям связи и средствам проведения видеоконференций.
Мозайка - это название вымышленного острова, расположенного между Мозамбиком и Ямайкой. Школьники изучают экологические условия Мозайки и разрабатывают проекты создания здесь «идеального» острова.
Все школы-участницы получают буклет, содержащий полную информацию о Мозаике и ее проблемах. К примеру, здесь очень много солнечных дней, земля пересыхает, а воду приходится добывать с большой глубины. Жители Мозайки существуют за счет рыбной ловли и занятий сельским хозяйством. Имеется также одно промышленное предприятие, загрязняющее окружающую среду. «Центральная школа» - это то место, в котором предстоит реализовать остров Мозайку (соорудив его из дерева, картона и т. п.). Для воплощения технических решений, предложенных другими школами, используются наборы LEGO DACTA. Учителя «центральной школы» проводят совместные работы с детьми из разных классов (от 9 до 12 лет) и, кроме того, исполняют обязанности переводчиков (привлекаются также родители и другие ученики, говорящие на разных языках).
Каждая школа сосредоточивается на конкретной экологической проблеме. Учащиеся должны постараться предложить для острова Мозайка наилучшие решения. Они могут экспериментировать и строить опытные модели.
Все принимающие участие в совместной работе школы регулярно получают информацию об «исследованиях на месте» (тексты, предложения, планы и чертежи).
Три раза в течение учебного года (или чаще) в рамках проекта проводятся видеоконференции, объединяющие всех участников и позволяющие им поделиться индивидуальным опытом и помочь «центральной школе» реализовать идеальный остров Мозайку.
Во время заключительной видеоконференции каждая школа получает возможность дистанционно управлять той частью модели, за разработку которой она отвечает (http://tecfa.unige.ch/pangea/expo/hall.html).
Основная цель проекта «Щукино» состоит в том, чтобы привлечь внимание детей к их малой Родине - Щукину, расположенному в северо-западной части Москвы, к тем местам, в которых они живут, гуляют и учатся.
Работы по проекту проводятся в московской школе № 1874 в три этапа, преимущественно в рамках уроков, посвященных работе с компьютерами (1 ч в неделю), а в двух классах также на уроках москвоведения. Завершающий этап проекта реализуется исключительно во внеурочное время - в ходе занятий факультативной группы по освоению электронной почты.
1-й, подготовительный, этап, в котором принимают участие более 250 человек, осуществляется учениками вместе с их классными руководителями и родителями. Дети ходят по улицам Щукина, записывая основную информацию и делая зарисовки.
Дети в процессе выполнения проекта знакомятся с элементами картографии, учатся пользоваться фото- и видеоаппаратурой.
2-й этап целиком осуществляется на уроках по изучению компьютера и заключается в предварительной компьютерной обработке собранной информации: наборе и редактировании текстов, создании и детализации собственных рисунков (1 -2-е классы) и карт (3 - 4-е классы). Обмен информацией между участниками проекта производится с использованием электронной почты в рамках внутришкольных конференций «Моя Москва» и «Наша школа».
В результате ученики знакомятся с текстовыми и графическими редакторами и осваивают основные принципы работы с ними, узнают особенности электронной сети, связи и возможности, предоставляемые ею для обмена информацией.
3-й этап осуществляется в виде конкурсного отбора информации из результатов всей проделанной к этому времени работы; сначала этим занимаются группы и классы, затем инициативная группа старшеклассников, которая на этой стадии подключается к работе над проектом и выполняет функции жюри. Кроме того, учащиеся старших классов дополняют отобранные материалы сделанными на улицах района фотографиями, которые они сами сканируют и обрабатывают на компьютере, и используемыми при проведении уроков видеоматериалами. Учащихся младших классов, принимавших активное участие в проекте, ожидает сюрприз -им будет поручено создание модели микрорайона в каком-либо конструкторе.
На этом этапе школьники знакомятся с особенностями работы со сканером при считывании текстов различных форматов; с редактированием кадров видеофильмов; с компьютерной обработкой видеофрагментов, методами технического моделирования с использованием буфера обмена; с форматированием текстов и сборкой единого блока из отдельных текстов и рисунков.
4-й этап, временно завершающий проект в целом, состоит из сборки всего отобранного материала (28 детских рисунков, 24 фотографии и более 150 Кб текста) в единый гипертекст с использованием прикладной программы HyperStudio; эта работа выполняется одним человеком - учеником 9-го класса при технической и программной поддержке ученика 10-го класса (http:// www.school.edu.ru/nahodki/datarus.html).
Дистанционная форма обучения - получение образования без посещения учебного заведения с помощью современных информационно-образовательных технологий и систем телекоммуникации. Дистанционное обучение - заочное образование, самообразование и самообучение, заочное повышение квалификации и переподготовка, общедоступное «открытое» обучение.
Дистанционное обучение - комплекс дидактических методов, основанных на совершенно иных по сравнению с традиционными принципах обучения. Однако удаленность преподавателя от обучаемого порождает ряд проблем, имеющих место даже при самой совершенной системе дистанционного обучения. Именно поэтому при равных альтернативных возможностях традиционная форма образования всегда будет иметь преимущество перед дистанционной.
Но есть сферы образовательной деятельности, где современные телекоммуникационные технологии позволяют существенно расширить доступ обучаемых к учебной информации и образовательным ресурсам и дают неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными.
Действующая с 1993 г. сеть «ИНФОРМ-ОБРАЗОВАНИЕ» охватывает весь континент, крайние ее точки - Мурманск, Байконур, Камчатка. Фактически большинство регионов (в основном областные, краевые города, столицы республик) включены в сеть не только как получатели информации, но и как активные участники процессов формирования и распространения образовательной информации на территории России, с выходом за рубеж. Недавно к сети присоединились Казахстан, Белоруссия и др. В программу включаются материалы по заказам органов управления образованием, школ, педагогических учебных заведений, институтов повышения квалификации учителей.
Дистанционное обучение можно использовать в высшей школе, а также для повышения квалификации и переподготовки специалистов. Оно обеспечивает систематизацию и представление информации из общедоступных баз знаний, а также сертификацию знаний, расширяет доступ к учебным материалам и методическим ресурсам, повышает комфортность обучения, не отрывает от основной работы.
Дистанционное образование открывает большие возможности для учеников-инвалидов. Современные информационные образовательные технологии позволяют учиться незрячим, глухим и страдающим заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Оно дает возможность осуществлять довузовскую подготовку. Это позволяет получать образование в удобное время без изменения места жительства; предоставляет равные возможности сельским школьникам в подготовке к вступительным экзаменам.
Для всех выделенных направлений существует своя специфика, связанная с предметной областью и возрастными особенностями обучаемых.
В последние годы все большее распространение получают четыре вида дистанционного обучения, основанного на:
а) интерактивном телевидении (two-way TV);
б) компьютерных телекоммуникационных сетях (региональных и глобальных, Internet) в режиме обмена текстовыми файлами;
в) сочетании интерактивного телевидения и компьютерных телекоммуникационных сетей;
г) компьютерных телекоммуникационных сетях с использованием мультимедийной информации, в том числе в интерактивном режиме, а также с использованием компьютерных видеоконференций.
Дистанционное обучение предполагает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д., т.е. вне телекоммуникационных сетей, предназначенное для самообразования, так как они не предусматривают оперативной обратной связи с преподавателем. Существующая в настоящее время сеть открытого и дистанционного обучения в мировой практике базируется на шести известных моделях.
Модель 1. Обучение по типу экстерната.
Обучение, ориентированное на школьные или вузовские (экзаменационные) требования, предназначается для учащихся и студентов, которые по каким-то причинам не могут посещать очные учебные заведения.
Модель 2. Университетское обучение (на базе одного университета).
Система обучения для студентов, которые обучаются не очно (оn-campus), а на расстоянии, заочно или дистанционно, т.е. на основе новых информационных технологий, включая компьютерные телекоммуникации (off-campus). Такие программы для получения разнообразных аттестатов образования разработаны во многих ведущих университетах мира. Студентам предлагаются помимо печатных пособий аудио- и видеокассеты, разработанные ведущими преподавателями этих университетов.
Модель 3. Обучение, основанное на сотрудничестве нескольких учебных заведений.
Сотрудничество нескольких образовательных организаций в подготовке программ заочного/дистанционного обучения позволяет сделать их более профессионально качественными и менее дорогостоящими. Перспективная цель данной программы - дать возможность любому гражданину стран Содружества получить любое образование на базе функционирующих в странах Содружества колледжей и университетов, не покидая своей страны, своего дома.
Модель 4. Автономные образовательные учреждения.
Специально созданные для целей дистанционного обучения образовательные учреждения ориентированы на разработку мультимедийных курсов. В их компетенцию входит также оценка знаний и аттестация обучаемых. Самым крупным подобным учреждением является Открытый университет в Лондоне. Плата за обучение осуществляется целиком теми организациями, фирмами, где работают студенты.
Модель 5. Автономные обучающие системы.
Обучение в рамках подобных систем ведется целиком посредством ТВ или радиопрограмм, а также дополнительных печатных пособий.
Модель 6. Неформальное интегрированное дистанционное обучение на основе мультимедийных программ.
Такие программы ориентированы на обучение взрослой аудитории, тех людей, которые по каким-то причинам не смогли закончить школьное образование.
Основные цели всех моделей образования на расстоянии:
1. Предоставить возможность обучаемым совершенствовать и пополнять свои знания в различных областях в рамках действующих образовательных программ.
2. Помочь получить аттестат об образовании, ту или иную квалификационную степень на основе результатов соответствующих экзаменов (экстернат).
3. Дать качественное образование по различным направлениям школьных и вузовских программ.
Дистанционное обучение можно использовать и в системе очного школьного и профессионального обучения. Обучаемые могут самостоятельно изучить курс, которого нет в учебном заведении, углубить знания по любому учебному предмету, ликвидировать возникшие пробелы в знаниях, получить образование в учебном заведении другой страны.
В системе дистанционного обучения используются разные программные средства и среды.
Модель энциклопедии, предполагающая свободу перемещения по тексту, сжатое (реферативное) изложение информации, необязательность сплошного чтения текста, справочный характер информации, использование перекрестных ссылок. Электронная энциклопедия содержит фотографии, звукозаписи, музыкальное сопровождение и видеофрагменты.
Модель компьютерных слайд-фильмов (КСФ). КСФ имеют средства квазимультипликации, могут сопровождаться звуком, музыкой, содержать кинофрагменты. Предназначены для непрерывного просмотра.
Модель виртуальных миров (ВМ) - трехмерная электронная модель различных объектов, городской площади, зала музея, выставки и т. п. Обладает эффектом присутствия, в ней можно перемещаться как в зале музея, выбрать угол обозрения.
Проблемы, возникающие при дистанционном обучении:
1) отсутствие у многих учителей и учащихся пользовательских умений и навыков для работы с компьютером и телекоммуникационными технологиями;
2) большой акцент на самостоятельную работу обучаемых, которые в своем большинстве не владеют культурой умственного труда, т. е. не умеют работать самостоятельно;
3) требование самодисциплины и ответственности, так как все задания должны отправляться куратору в срок в строгом соответствии с учебными планами и графиком отчетности по курсу, потому что любая задержка при работе в группе нарушает темп работы всей группы;
4) необходимость делать запрос на иностранном языке.
Классификация тсо
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 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.
я экранных средств обучения и воспитания.
Проекция (от лат. projectio - 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 топографическую, 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.
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 18x24 мм или 24x36 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 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) - изображения 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.
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.
Эпиобъекты – изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т.п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпископа, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Чем светлее и контрастнее проецируемый объект, тем качественнее изображение на экране. Существенный недостаток эпипроекции - малая освещенность изображения на экране. Поэтому повышаются требования к затемнению помещений, использовать эпипроекцию возможно только для небольшой аудитории.
Эпипроекция передает цвет плоских непрозрачных объектов. Сравнительно небольшие размеры объекта эпипроекции (140 х 140 мм) следует учитывать при изготовлении пособий, подлежащих проецированию на экран, например карт, схем, чертежей или просто схематических рисунков, эскизов и т.п.
В 1895-1898 г. русский изобретатель Е.А. Малиновский совместно с другим изобретателем разработали и изготовили, а затем усовершенствовали первые эпипроекционные аппараты. Их использовали в малых аудиториях или для индивидуальной работы, так как создаваемое ими изображение на экране не превышало 70 х 70 мм.
Эпипроекция широко используется на занятиях в детском саду и на уроках в школе, где ее применяют обычно в комбинации с показом диапозитивов. Эпипроекция привлекает простотой получения большого цветного изображения. Даже газетная иллюстрация приобретает на экране более качественный вид. Иногда на экране возникает стереоскопический эффект. Это бывает в том случае, когда изображение на фотографии или рисунке передает перспективу. Ощущение объема и масштабности объектов при эпипроекции создается отчетливее, чем при непосредственном рассмотрении маленькой картинки.
В периодической печати систематически помещаются репродукции с картин известных художников, картины современных художников, фотографии и рисунки промышленных установок, схемы технологических процессов и т.д. Учителя и воспитатели детских садов могут, вырезая их, постепенно собрать свой фонд наглядных средств, систематизированный по определенным разделам.
Особого внимания заслуживают художественные открытки и фотографии. Размер стандартной открытки наиболее удобен для эпипроекции. На обратной стороне познавательных открыток нередко помещают аннотацию, которая может служить исходным материалом для пояснений.
Для детского сада и школы значительно удобнее использовать тематические подборки цветных и тоновых открыток, помещенных в художественно оформленную обложку. Такие серии в большом ассортименте издавались в 70-80-е годы. Они состоят из 8, 12, 16, 24 и 32 открыток и сопровождаются вступительной статьей. Специально для школ издавалось много таких подборок, например: «Русские былины и сказы» -12 открыток (репродукции с картин В. М. Васнецова, М.В. Врубеля, И.Я. Билибина, Н.К. Рериха, В.И. Сурикова, В.А. Фаворского); «Дети в картинах и рисунках художников» -12 открыток (репродукции с картин И. Фирсова, В.А. Тропинина, В. Г. Перова, К.Е. Маковского и др.); «Крестьянские дети в русской живописи» - 12 открыток (репродукции с картин В.М. Васнецова, В. Г. Перова, А. И. Морозова, А. А. Киселева и др.); «Русская зима» -12 открыток (репродукции с картин Е.Е. Волкова, Ф.А. Васильева, М.М. Гермашева и др.). Много выпускалось комплектов на сюжеты известных сказок. Во многих школах и у учителей накоплены богатейшие коллекции таких открыток.
В умелых руках воспитателя или учителя демонстрация с помощью аппаратных устройств открыток в виде большой цветной световой картины производит на учеников сильное впечатление и служит мощным средством воспитания и привития хорошего вкуса, проникновения в мир прекрасного. С неменьшим успехом можно использовать тематические подборки. Методика использования тематических открыток аналогична применению диапозитивов.
Компьютер как срвременное тс обработки информации
На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное 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 охватывает различные сферы человеческой деятельности. Существует много причин столь бурного развития вычислительной техники. Оно стимулируется разработкой програмного 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 (ENIAC - 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. 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 мини-компьютер 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 1959г. 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 1974г. - 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 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 16-разрядный 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 IBM PC) составляют более 90 % всех производимых в мире персональных компьютеров.
Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. Но в IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы сопряжения устройств с компьютером IBM PC 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 IBM PC.
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 IBM PC-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 IBM PC-совместимых компьютеров было внесено много нововведений.
В 1983 г. был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жесткий диск , в 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее IBM PC XT.
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).
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 .
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 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 ввода-вывода).
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 кэшпамяти, 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.
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 IBM PC-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 .
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 ввода-вывода 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. 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 высокую скорость обмена данными между компонентами компьютера.
Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие.
Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:
1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;
2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;
3) инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т.е. программа прикладного характера.
Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (далее - ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС и может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависят также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д.
Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры, поэтому программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.
Большинство ОС содержит немало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОС устанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.
Драйверы для различных ОС часто поставляются и вместе с новыми устройствами или контроллерами.
Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярной программой-оболочкой для DOS является Norton Commander.
Утилиты - это программы вспомогательного назначения. Чаще всего используются следующие типы утилит:
а) антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
б) программы-упаковщики (архиваторы) позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т. е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
в) программы-русификаторы приспосабливают другие программы (обычно ОС) для работы с русскими буквами (текстами, пользователями и т. д.);
г) программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
д) программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
е) программы динамического сжатия дисков создают псевдодиски, информация которых хранится в сжатой форме в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
ж) программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.
Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ. Наиболее широко применяются программы:
- подготовки текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов;
- подготовки документов типографского качества - издательские системы;
- обработки табличных данных - табличные процессоры;
- обработки массивов информации - системы управления базами данных;
- подготовки презентаций (слайд-шоу);
- экономического назначения - бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;
- для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;
- системы автоматизированного проектирования (САПР) - программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов;
- для статистического анализа данных;
- компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники т. д.
Программы, которые нашли популярность у пользователей, обычно совершенствуются разработчиками: в них исправляются ошибки, включаются новые возможности и т.д. Чтобы сохранить преемственность, получившимся программам не дается какое-то другое имя, а вместо этого они называются версиями исходных программ.
Чаще всего версии программ обозначаются числами вида 1.00, 3.5 и т.д., типа десятичных дробей в американской записи. Номер версии обычно указывается после названия программы, например Windows 3.0 (читается «три ноль»). Существенные изменения в программах отражаются увеличением цифры до точки, незначительные изменения или исправления ошибок - увеличением цифр, стоящих после точки. Например, первоначальная версия программы обозначается 1.0, версия с некоторыми усовершенствованиями -1.5 (или, что то же самое, 1.50), а после внесения существенных дополнений новая версия программы будет иметь номер 2.0.
В последнее время некоторые производители программ начали нумеровать версии по году их выпуска. Например, Windows 2000 -версия, выпущенная в 2000 г.
Обобщив изложенную о компьютере информацию, дадим его определение. Компьютер - комплекс технических средств и программного обеспечения, способный реализовать любой алгоритм, оформленный в виде программы, хранимой в памяти, и ориентированный на реализацию процессов переработки информации во взаимодействии с человеком. Популярность термина «компьютер» обусловлена его удобством для образования новых понятий: компьютеризация, компьютерная грамотность и др.
С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие - архитектура ЭВМ.
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.
Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры выступают аппаратные средства.
Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования этих правил. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, нужные для более грамотного использования данного средства.
Классификация ЭВМ
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 IBM (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. ЗарубежомсредниеЭВМвыпускалифирмыIBM (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, COMPAREX идр.
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 мини-ЭВМ появился в 60-е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DEC). 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 PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги - модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Изобретение микропроцессора привело к появлению еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ. Определяющий признак микро-ЭВМ - 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.
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 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 фирмами-производителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.
Тсо в образовательном 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 вне учебной 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 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.
Освоение ТСО и методики их применения тесно связано со знаниями студентов из области педагогики, возрастной и педагогической психологии, информатики и информационной культуры, физики, математики и др. Поэтому курс «Технические средства обучения» целесообразнее изучать после курсов психологии и педагогики, до или одновременно с курсом частной методики.
Содержание курса, как уже видно из ранее изложенного, составляет все многообразие традиционной и современной информационной техники и методики ее использования в педагогическом процессе.
Особенности 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 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.
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.
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 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 эмоционально-эстетическое 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.
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 на вопросы, связанные с содержанием звукозаписи, диалогическое воспроизведение текста и др.
На уроках физического воспитания звукозапись играет роль функциональной музыки, которая стимулирует и регулирует физиологические и психические процессы человека при выполнении им мышечной работы. Музыкальное сопровождение повышает эмоциональное состояние учеников, вызывает стремление выполнять движения энергичнее, вырабатывает чувство ритма. Все это усиливает воздействие упражнений на организм, способствует успешному их освоению. Музыку подбирают в соответствии с ритмом и характером выполняемых упражнений. Основные условия применения функциональной музыки на учебных занятиях по физической культуре:
- дискретное (прерывающееся, дозированное) использование музыки в течение занятия на разных этапах и с разным подбором музыкальных программ, служащих целям врабатывания, лидирования музыкального сопровождения и успокаивания в конце занятия;
- чередование музыкально озвученных и обычных уроков;
- использование музыки только при выполнении простых или хорошо отработанных упражнений.
Музыка должна звучать без сопровождения речи или других звуковых помех. Необходимые в это время команды следует осуществлять с помощью показа или специально оговоренных сигналов.
Музыкальная программа занятия должна вызывать у учеников положительные эмоции.
На уроках математики, физики, химии звукозапись используют в основном для проведения диктантов, организации самостоятельной работы учащихся.
Для проведения диктанта учитель заранее составляет контрольный текст в виде вопросов и логически неоконченных фраз. Затем этот текст он записывает на магнитофон, повторяя каждый вопрос 2-3 раза с интервалом между ними, достаточным для обдумывания учениками очередного вопроса и записи ответа в тетради.
На уроках физики звукозапись может быть использована при постановке опытов по разделам «Звуковые колебания и волны», «Электромагнитные колебания». По первому разделу большую помощь учителю окажет набор грампластинок «Акустика».
Очень часто используются фонозаписи в начальной школе.
В 70-80-е годы для младших школьников были созданы разнообразные звуковые пособия: «Песни для заучивания в начальной школе», «Музыкальные произведения для прослушивания в начальной школе», «Физкультура в 1, 2, 3 классах», «Утренняя гимнастика для школьников 7-8-9 лет» и др. Вышло много пластинок с записью голосов птиц и зверей, детских радиопередач и радиоспектаклей и специально созданных и записанных познавательных театрализаций.
Слушая музыкальные записи, младшие школьники учатся определять характер и средства музыкальной выразительности, различать звучание отдельных инструментов и оркестра, сольного и хорового пения, певческих голосов, получают представление о мелодии и аккомпанементе, разных музыкальных жанрах.
Познавательные аудиозаписи не только повышают интерес к урокам и закрепляют положительную школьную мотивацию, но и пробуждают интерес к тому, чтобы узнать что-то дополнительное самостоятельно.
Таковы разнообразные приемы применения звукозаписи в школе. Эти приемы, однако, не исчерпывают всех возможностей, которые расширяются, когда звукозапись выступает в сочетании с другими средствами обучения в комплексе, если она сопровождается зрительными образами. Такая работа требует особенно тщательной предварительной подготовки, чтобы зрительный и слуховой ряды полностью совпадали.
Особенности применения статических экранных пособий
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. 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.
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.
Диапозитивы отличаются краткостью субтитров. Подпись под кадром, как правило, не раскрывает его содержания, а лишь показывает, что изображено на нем. 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.
Подобны диапозитивам по своим дидактическим возможностям эпиобъекты. Материалы для эпипроекции учитель подбирает сам, используя репродукции картин, иллюстрации из книг, тексты, фотографии или чертежи, схемы, рисунки, таблицы, диаграммы, выполненные специально для демонстрации. Эпипроектор увеличит мелкий шрифт книги или мелкую иллюстрацию. С его помощью можно воспроизвести на экране одновременно 2-3 изображения (параллельная проекция), сравнить и проанализировать их; продемонстрировать домашние работы учащихся для анализа всем классом.
Эпипроекцию чаще всего применяют с целью иллюстрации учебного материала.
Необходимость полного затемнения помещения для демонстрации эпиобъектов несколько ограничивает учителя в выборе методических приемов работы с ними, так как учащиеся не могут делать необходимые записи или зарисовки; экранное изображение нельзя сопоставить с натуральным объектом и т.д. Эпиобъекты должны быть контрастными, плотными по насыщенности цветов.
Методика работы с эпипроекцией аналогична работе с картиной или диапозитивами. Обычно в детском саду и в начальной школе это средство применяется на занятиях по развитию речи и ознакомлению с окружающим миром. Но практика показывает, что его можно эффективно использовать и на занятиях по изобразительному искусству для показа технических приемов рисования, смешивания красок, для объяснения последовательности этапов работы. Эпиобъекты широко применяются в средних и старших классах на большинстве учебных предметов. Подбирая открытки, иллюстрации из журналов на ту или иную тему, воспитатели и учителя могут сами создавать серии эпиобъектов.
Среди статичных экранных пособий особо следует выделить транспаранты к графопроектору. По своей структуре они принципиально отличаются от диафильмов и диапозитивов. Каждый отдельно взятый кадр комплекта транспарантов дает на экране статичное изображение, но благодаря их последовательному наложению или снятию оно приобретает определенную динамичность.
Отдельные кадры накладывают один на другой постепенно, воссоздавая целостное изображение. При этом происходят поэтапное формирование понятия, последовательное раскрытие закономерности изучаемого процесса или явления, показ отдельных элементов целого.
Используют и другой прием работы с транспарантами: постепенно снимают отдельные кадры. В этом случае учащиеся получают объяснения от общего к частному, от целостного явления к отдельным его элементам или к раскрытию каких-то процессов.
Смешанное использование приемов наложения, снятия и кашетирования (смешения) транспарантов позволяет вскрывать и детально изучать весьма сложные понятия и закономерности.
Транспаранты можно располагать в любой плоскости, чередуя самые разные по размерам и техническому исполнению, рисовать на пленке фломастерами с прямой демонстрацией на экран. Все это могут делать учитель, учитель и ученик, несколько учеников, дополняя и уточняя друг друга.
С помощью графопроектора, как уже отмечалось, можно показать опыты по физике, химии и биологии, проводимые на прозрачных пластинках или в ваннах. Например, можно продемонстрировать при помощи графопроектора спектры магнитного поля постоянных магнитов, магнитного поля электрического тока, модель броуновского движения, явления смачивания и несмачивания и многое другое. Можно дополнять рисунки теневой проекцией вещей и предметов, при которой демонстрируются самые типичные положения и формы. Интересен прием, при котором проецируются определенные изображения посредством графопроектора на какую-либо большую таблицу, картину, географическую карту.
Графопроектор часто используют вместо традиционной классной доски для проекции записей учителя. Все записи, которые учитель обычно выполняет мелом на доске, он может делать по ходу урока (или подготовить их заранее) на прозрачной пленке и проецировать с помощью графопроектора.
Транспаранты можно применять и в сочетании с классной доской. В этом случае спроецированное на доску изображение достраивают, дорисовывают, дополняют. Например, на доску проецируют предложения с пропущенными буквами. Учащимся предлагается на доске вписать нужные буквы. Затем накладывают второй кадр, на котором в соответствующих местах другим цветом изображены пропущенные буквы, и быстро проверяют выполненную работу. Можно спроецировать примеры, которые надо решить, геометрические фигуры, которые надо назвать или сосчитать, и т. д.
Большие возможности открывает этот прием на уроках математики. Используя комплект транспарантов с изображением основных плоских и пространственных фигур, можно решать самые разнообразные задачи, выполнять множество заданий на построение. При этом сохраняется время, которое потребовалось бы затратить на вычерчивание необходимых фигур.
Транспаранты как условно-графический вид наглядности отражают изучаемые объекты и явления в форме плоскостных символов, и поэтому они наиболее эффективны лишь в комплексе с другими средствами обучения.
На транспарантах прекрасно смотрятся различные схемы, диаграммы, графики, таблицы, которые можно заранее готовить к уроку, вычерчивать непосредственно в процессе изложения материала, предлагать учащимся воспроизвести или создать новые на эта пах повторения и обобщения или контроля знаний. Тем более что демонстрирование сложных по начертанию и требующих безукоризненно четкого и точного выполнения графических изображений в большом масштабе возможно только с помощью современной проекционной техники. Она обеспечит отчетливую видимость с последних мест класса не только общих контуров, но и деталей чертежа, схемы. Экспонируемый на экране кадр учитель может детально проанализировать, фиксируя внимание учащихся на особенностях графического оформления.
При составлении схематических изображений необходимо соблюдать следующие дидактические требования:
а) соответствие уровню знаний обучающихся и необходимому уровню абстракции;
б) учет логических путей и возможностей установления связей с реальностью;
в) отсутствие перегруженности схем текстом.
При разработке схематических пособий важно учитывать определенные эргономические требования:
а) элементы одинакового значения должны иметь одинаковую форму изображения и связи (величину символов, линий, стрелок, соотношение сторон, обрамление, подчеркивание и т.д.);
б) в схемах, изображающих динамику, следует при помощи стрелок показывать изменения между функциональными элементами, причинами и следствиями;
в) линии целесообразно изображать одинакового вида;
г) при комбинации статических и динамических схем полезно их выделять различным оформлением.
Применение схем, таблиц, графиков предполагает не только систематизацию информации, но и более абстрактный и обобщенный уровень ее усвоения.
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 C, 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.
Масса управленческих удобств сосредоточена и на блоке проигрывателя компакт-дисков, который может быть рассчитан на 1, 3, 5 и более дисков. К примеру, при перезаписи отобранных вами музыкальных произведений с компакт-диска вы лишь устанавливаете размер кассеты (45, 60, 90 мин), а аппарат сам размещает запись по дорожкам кассеты.
Некоторые модели (Technics SC-CA 1080, SC-CA 1060, S-CH 530 и др.) способны не только самостоятельно определять длину ленты, но и компоновать звукозапись в нескольких вариантах (система интеллектуального монтажа CCIR). Как правило, проигрыватель имеет возможность программировать вручную порядок воспроизведения номеров музыкальных произведений компакт-диска, а также может иметь режим игровой «рулетки», т. е. произвольного порядка проигрывания записанных произведений.
Немаловажное место в составе музыкального центра занимает двухкассетная дека с автореверсом, поиском нужных программ, шумоподавителем, автоматическим уровнем записи, синхронизацией и монтажом записи с компакт-диска. Часто дека имеет две скорости перезаписи с кассеты на кассету - нормальную и ускоренную.
Тюнер (радиоприемник) способен запоминать несколько десятков выбранных вами станций в диапазонах FM (в некоторых моделях - дополнительно УКВ), ДВ и СВ и даже с опознаванием программ при помощи новой системы RDS. Таймер включит аппарат в нужном вам режиме (запись или воспроизведение) и выключит в заданное время.
Многие новые модели современных музыкальных центров оснащаются системой «karaoke», которая позволяет, подключив к центру микрофон, спеть вместе с любимым вами ансамблем или музыкантом-исполнителем. При этом голос солиста подавляется, а на его место «вставляется» ваш голос.
Компактность акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.
Что касается производителей приличных музыкальных центров, то выбор их достаточно широк. Две неплохо знакомых россиянам торговых марки Technics и Panasonic имеют давние и проверенные преимущества, занимая в последние годы верхние строчки в рейтингах продаж. Высокое качество звука и обилие разнообразных сервисных функций при довольно умеренных ценах делают музыкальные центры этих марок довольно выгодным приобретением.
Наряду с ними представляют интерес музыкальные центры фирмы Aiwa, которые при весьма высоком качестве звука и множестве функций отличаются более низкой ценой. Нередко ее модели выпускаются с российским УКВ-диапазоном в дополнение к европейскому FM. Принцип компании Aiwa: за деньги - качество.
Известной популярностью у специалистов функциональной музыки пользуются музыкальные центры фирмы Philips. Высокие европейские стандарты и европейский дизайн, хорошее качество звука и сравнительно невысокая цена привлекают потребителей.
Традиционно очень высоким качеством и надежностью обладают музыкальные центры JVC, которые отличаются широчайшим набором сервисных функций, включая дистанционное управление поворотом дополнительных динамиков Surround Sound. Компания JVC выпускает целую серию музыкальных центров (JVC MX-G 7, MX-S 60, MX-S 50 и др.), на которые стоит обратить внимание.
К числу лидеров можно отнести и продукцию фирмы Sony, которая уже долгое время считается престижной. Можно полемизировать о качестве звука (это дело вкуса и слуха), но сервис музыкальных центров Sony традиционно превосходен.
Таким образом, в условиях современного развития техники оснащение образовательных учреждений необходимой аудиоаппаратурой можно осуществлять на довольно высоком качественном уровне.
Sony предлагает широкий выбор устройств для записи на минидиски как в виде отдельных компонентов, так и в составе систем класса HI-FI.
Есть суперкомпактные портативные проигрыватели, снабженные уникальным цилиндрическим пультом дистанционного управления, похожим на карандаш.
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.
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 8-миллиметровых 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. Черно-белая 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 16-миллиметровых 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.
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 объекта демонстрации. 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 1,2 м.
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. 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.
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 120 м, 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.
Киноколъцовка 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.
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 ТВ-канала.
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 частотно-модулированному каналу.
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 ТВ-приемнике 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 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 м;
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 м. Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную 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.
Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм. 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 ТВ-передачи 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 волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, 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 ТВ-программы 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 магнитными головками строчки записи видеосигнала располагаются на ленте под углом, близким к 90 ° к направлению ее движения. Такая видеозапись называется поперечно-строчной. В бытовых видеомагнитофонах, как правило, применяется наклонно-строчной 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.
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.
Видеопроигрыватель дисков - устройство, которое вместе с телевизором может воспроизводить (в зависимости от функций) CD- и DVD-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 видео и аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран.
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.
Вспомогательные тсо
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 1750 х 1730x200 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 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 -8м. Максимальная площадь киноэкрана - 8 м. 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 подсветной 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 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 оверхед-проектора 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. Плазма-технологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны, так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней CRT-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 информационно-справочные 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: PAL, SECAM, NTSC. Есть встроенная аудиосистема. Масса - 40 кг .
К вспомогательным ТСО можно отнести и современные электронные доски . Это доска с интерактивными возможностями и возможностью 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-за-строчкой, 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 PC, 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 колесиках.
Для копирования информации с доски или информационной панели разработаны устройства для копирования. Одна из таких моделей простым нажатием на кнопку позволяет сделать бумажные копии с маркерных досок, флип-карт, презентационных досок. С помощью видеоискателя можно скопировать информацию целиком или какие-либо необходимые фрагменты. Устройство имеет термопринтер, рулонную термобумагу. Скорость около 20 страниц для обычной печати и 30 -для высокой. Питание от батареек. Размеры - 6,28 х 21 х 29,8 см. В комплекте - тренога с фиксирующими защелками. Изображение можно воспроизводить вертикально и горизонтально. Общая масса с треногой - 3,15 кг.
В параграфе о компьютерах были перечислены основные устройства ввода-вывода информации в компьютер, относимые к периферийным устройствам. Рассмотрим их подробнее.
Стандартным устройством ввода является клавиатура . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Обычно используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа - драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:
- форму буквы V, W и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
- большие опоры для запястий, поддерживающие кисти в прямом положении;
- мембранную бесшумную замену клавишам;
- сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.
Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.
Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.
Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.
Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.
Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - «цифра». Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры. Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен.
Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры играющий ведет машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в -руке, и чувствуется, как пули попадают в автомобиль.
Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.
Отличительные черты мыши:
- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);
- количество кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);
- способ соединения (проводные или беспроводные мыши).
Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.
Современный рынок устройств ввода постоянно пополняется новыми экзотическими координатными устройствами. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек-прокруток. Мышь с аналогичными свойствами с миниатюрным джойстиком вместо колесика получила название -мышастик.
Новинкой является беспроводная «летучая» мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.
Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара, не требуется коврика и места для перемещения манипулятора по столу. Трекболы широко используются в портативных компьютерах .
Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться». Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора .
Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.
Отличительные черты сканеров:
- глубина распознавания цвета: черно-белые с градацией серого, цветные;
- оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 150, 300, 600, 1200 точек на дюйм;
- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные - сами обучаются;
- конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные. К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.
Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов.
Перспективны разработки программ, позволяющих с помощью обычного микрофона ввести речь человека в компьютер и преобразовать ее в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тыс. слов с адаптацией к индивидуальным голосам.
Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования; например, при изучении языков функция распознавания и коррекции речи незаменима для формирования правильного произношения.
Устройства вывода преобразуют машинное представление информации в форму, понимаемую человеком. К основным устройствам вывода персонального компьютера относятся мониторы, принтеры, плоттеры, а также устройства вывода звуковой информации.
Монитор, или видеотерминал, предназначен для отображения символьной и графической информации. Большинство мониторов реализовано на базе электронно-лучевых трубок, напоминающих кинескопы обычных телевизоров. Это не касается портативных компьютеров, чьи мониторы обычно реализуются на основе жидкокристаллических индикаторов. Компактные размеры мониторов на основе жидкокристаллических панелей, которые представляют собой плоские экраны, а также отсутствие вредных излучений, влияющих на здоровье, делают данный вид монитора все более популярным .
Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевых трубок, являются: разрешающая способность экрана, расстояние между точками на экране, величина диагонали экрана.
Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от английского словосочетания Picture's Element - элемент картинки). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разрешение 800 х 600,1024 х 768 точек. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.
В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, в графическом режиме - любое изображение, состоящее из точек. Для представления символов текстовой информации используется матрица с фиксированным количеством пикселей, например, 8 x 8 или 8 x 14.
Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные.
Расстояние между точками на экране, или величина шага, определяет четкость изображения на мониторе. Величина шага колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.
Величина диагонали экрана измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера экрана монитора зависит от сферы использования персонального компьютера. Для учебных, бытовых задач наиболее популярными являются 14- и 15-дюймовые мониторы. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17-дюймовых. Для эффективной работы с системами автоматизированного проектирования, где одновременно отображается большое количество графической информации, используются 21-дюймовые мониторы.
Принтеры предназначены для вывода данных на бумагу. Они преобразуют машинное представление информации в символы, буквы, знаки. Любой символ представляется на бумаге набором точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатного устройства. Печать производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Получение последовательных строк осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют печатать на бумаге рисунки и графики, а также могут распечатывать информацию и на специальной пленке, например для создания слайдов.
По способу формирования изображения на бумаге принтеры делятся на:
а) последовательные, когда документ формируется символ за символом;
б) строчные, когда формируется сразу вся строка;
в) страничные, когда формируется изображение целой страницы. По количеству цветов, используемых при печати документа, принтеры бывают черно-белые и цветные.
По способу печати принтеры бывают ударные и безударные. Важнейшими характеристиками принтеров являются:
- ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;
- скорость печати, определяющая число знаков или число страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту;
- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi при печати символа.
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, светодиодные, термические, литерные.
Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Красящая лента оставляет оттиск изображения на бумаге. Головка принтера, содержащая набор иголок, активизирует нужные иголки для получения требуемого изображения. Чем больше иголок, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые. Наибольшее распространение они имели в 80-х и в начале 90-х годов. В настоящее время они сильно потеснены струйными и лазерными.
Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила, поэтому головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки, достигнув бумаги, наносят требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем больше количество сопел на единицу площади и тем выше качество печати. Струйные принтеры дают изображение, по качеству близкое к типографскому, что определяет широкую сферу их использования для создания различных документов. Струйные принтеры работают тихо. Скорость и стоимость печати струйных принтеров выше, чем у матричных. Но работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой могут растекаться. По этой же причине в струйном принтере используется только качественная гладкая бумага.
Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.
Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, высокую скорость печати - от нескольких страниц в минуту при цветной печати и свыше десяти страниц при черно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.
Светодиодные принтеры выполнены на основе светодиодной технологии (LED). В отличие от лазерного принтера, в нем отсутствует сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Вместо нее применена линейка светодиодов. Такая конструкция повышает надежность, простоту обслуживания, экономичность и снижает стоимость. Светодиодная технология имеет следующие преимущества перед лазерной:
- формирователь изображения (линейка светодиодов) значительно компактнее лазерной оптико-механической системы;
- система проще и надежнее из-за отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей;
- снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана.
Цветной светодиодный принтер работает па оригинальной тандемной технологии, благодаря которой полноцветная страница формируется в принтере за один проход. Таким образом достигается небывалая для цветных офисных принтеров скорость печати - 8 страниц в минуту. В принтерах такого формата применены раздельные фотобарабан и тонер-картридж. Это позволяет заменять тонер по мере его расходования, не трогая барабан до тех пор, пока устраивает качество отпечатков. Выпускает такие принтеры фирма OKI.
Принцип работы литерных принтеров схож с принципом работы печатающей машинки: смоченные краской молоточки (литеры) бьют по бумаге. Литеры размещаются на барабане или резиновой ленте. Барабан (или лента) поворачивается так, чтобы в нужном месте ленты оказалась нужная литера, и происходит удар литерой по ленте. Удары происходят очень быстро с характерным потрескиванием. Предварительно литеры смазываются краской специальным красящим валиком. Литерные принтеры весьма просты и надежны, но могут печатать только цифры и некоторые специальные символы. Использование подобных принтеров ограниченно.
Работа термопринтеров основана на использовании специальной термочувствительной бумаги, которая протягивается через гребенку полупроводниковых нагревательных элементов, быстро нагревающихся или остывающих и оставляющих в нужных местах отметки - от нагревания термобумага темнеет. Из таких отметин и складывается изображение. У термопринтеров много достоинств: высокая надежность из-за отсутствия большого количества движущихся и трущихся частей; отсутствие бумажной пыли, бесшумность работы; режим экономии бумаги, так как шрифт можно сделать каким угодно малым. Основной недостаток - необходимость специальной термобумаги.
Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. В образовательном учреждении они могут использоваться для подготовки любого наглядного материала как для учебных целей, так и для внеклассной работы .
Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка за точкой наносится изображение на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (to plot - «вычерчивать чертеж»).
К основным характеристикам плоттеров относятся:
- скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;
- скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых в минуту;
- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.
Плоттеры подключаются к компьютеру через параллельный или последовательный интерфейс либо в слот расширения встраивается плата.
По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага.
По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.
Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета.
Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн.
Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.
Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.
Карандашные плоттеры используют для получения изображения обычный грифель. Они самые дешевые и требуют дешевого расходного материала.
Для вывода звуковых сигналов используются звуковые колонки.
Для обеспечения обработки звуковой информации современный компьютер оснащается звуковой картой (SoundBlaster). Звуковая карта устанавливается в свободный слот расширения и обеспечивает подключение к компьютеру микрофона, наушников или звуковых колонок, различное аудиооборудование: магнитофоны, усилители, музыкальные синтезаторы, а также имеет игровой порт для подключения джойстика. Возможности звуковой карты обеспечивают ввод, обработку и вывод звуковой информации, синтез стереозвучания, широкого набора музыкальных инструментов.
Современный компьютер все чаще имеет средства телекоммуникации, которые обеспечивают интеграцию персонального компьютера в информационное пространство, подключение к компьютерным сетям. Телекоммуникации буквально означают связь на расстоянии. Основным средством телекоммуникации является модем, который посылает и получает данные с удаленных компьютеров.
Модем преобразует выходную информацию компьютера в форму, доступную к передаче по различным каналам связи. Как правило, для передачи используется телефонная сеть. При получении информации из сети от другого компьютера модем преобразует входную информацию в форму, доступную для обработки компьютером .
Модем реализуется в виде внешнего или внутреннего устройства. Внешний модем подключается к компьютеру через один из последовательных портов компьютера. Внутренний модем представляет собой плату, которая устанавливается в свободный слот расширения. Выход модема подключается к телефонной сети.
Основной характеристикой модема является количество бит информации, передаваемых в секунду. Современные модемы оснащаются голосовыми функциями, например голосовой почтой, поддерживают функции автоматического распознавания номера, позволяют принимать участие в многосторонних конференциях через сеть Интернет.
Существуют и другие вспомогательные ТСО, например, видеокамеры современных моделей.
Есть миниатюрная видеокамера весом около 500 г, размером с фотоаппарат, простая в обращении. Имеет 44-кратное увеличение, электронный стабилизатор и многое другое. Обеспечивает хорошее воспроизведение видео- и звуковых записей .
В настоящее время выпускается другой формат миниатюрной видеокамеры, с помощью которой можно показать любые иллюстрации, тексты и трехмерные объекты. С помощью специального кабеля она подключается к любому аппарату с видеовходом PAL: ЖК-проектору, телевизору, компьютеру. Камера очень маневренна благодаря гибкой шее, на которой она держится. Объектив FlexCam обеспечивает резкость от 1 см до бесконечности и позволяет увеличивать изображение в 50 раз. Высокая разрешающая способность дает хорошее изображение в любых условиях. Встроенные стерео-микрофоны позволяют эффективно использовать камеру для мультимедийных приложений. К отдельным моделям можно подсоединить несколько камер, приставки к микроскопу .
В цифровом фотоаппарате снимки записываются на специальную карту флэш-памяти или на миниатюрный жесткий диск. После съемки фотографии переносятся в компьютер, если подсоединить к нему фотокамеру с помощью кабеля. В компьютере отснятое можно отредактировать, подкорректировать цвета, а при наличии печатающего устройства и распечатать. Снимки, хранящиеся в электронном виде, удобны для монтажа, иллюстрирования любого материала или передачи на другие компьютеры.
Диктофон - это аудиоустройство, предназначенное для записи и воспроизведения речи или звуков. Такое устройство можно назвать компактным аудиомагнитофоном .
Лазерная указка точно направляет луч в нужную точку (в зависимости от модели от 50 до 500 м) в затемненном помещении. Масса от 44 до 100 г с батарейками. Срок работы батареек до 25 ч. Можно выбрать постоянное или мигающее свечение точки. Подходит к работе с любой экранной проекцией. На рисунке изображена лазерная ручка-указка, которой можно писать .
К современным вспомогательным ТСО следует отнести машинки для ламинирования. Наглядные пособия на бумажных носителях, сделанные для учебных целей фотографии и другие иллюстративные материалы и документы могут обветшать и порваться, но обретут долгую жизнь, если будут покрыты слоем защитной пленки. Существуют разные модели таких машинок. Они просты в обращении, многие модели не требуют специальной настройки. Есть машинки для горячего и холодного ламинирования .
Начинают приобретать популярность различные машинки для переплета, которые позволяют переплетать подготовленные пособия.
В настоящее время получили широкое распространение всевозможные лазерные принтеры, копировальные аппараты, а также комбинированные универсальные устройства, которые просты в использовании и обеспечивают практически полиграфическое качество печати .
Перечисленные вспомогательные ТС не только являются помощниками в организации учебного процесса, но и раскрывают широкие возможности наполнить совершенно невозможными ранее формами работы внеклассную и досуговую деятельность воспитанников образовательных учреждений.
Архитектура ПК
Архитектура персонального компьютера — компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

 
Архитектура содержит в себе основные черты современных архитектурных решений вычислительных машин. Архитектура современных персональных ЭВМ основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить её модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
 
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
§        системный блок;
§        монитор;
§        клавиатуру;
§        мышь.
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
 
Внутри системного блока размещаются следующие узлы:
·        электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
·        блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электросхемы компьютера;
·        накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
·        жесткий магнитный диск;
·        другие устройства.
Память компьютера
Основная память компьютера состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения специальных программ, которые записываются на заводе. Этот комплекс программ называется BIOS – базовая система ввода-вывода. Работа программ, записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном экране бегущими белыми строчками. В этот момент компьютер проверяет свои устройства.
Самое быстродействующее устройство для хранения данных – оперативная память компьютера.  Ее преимущество – высокая скорость записи и считывания данных. Ее недостаток состоит в ограниченном объеме и в том, что при выключении компьютера оперативная память очищается.
Оперативная память используется для кратковременного хранения данных в тот момент, когда они проходят обработку или происходит их прием-передача. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться 1 байт данных. У каждой ячейки есть свой адрес.
Электронные платы
Каждая плата представляет собой плоский кусок  пластика, на котором укреплены электронные компоненты и различные разъемы.
 
 
Материнская плата
Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская плата. На ней располагаются микропроцессор, оперативная память, шина (или шины), BIOS.  Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и др.).
Контроллеры
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называют контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.  В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали
Микропроцессор
Обработка информации – главная задача компьютера. Для работы с данными существует специальная микросхема, которая называется микропроцессором или процессором. Он вызывает данные с диска в оперативную память, забирает их к себе, обрабатывает, а затем отправляет в оперативную память и записывает в виде файла на диск.
Для того, чтобы процессор всегда знал, что и с какими данными надо сделать, он должен непрерывно получать команды (инструкции). Инструкции записаны в программах.
Программа – это упорядоченный список команд.
Процессор состоит из устройства управления (УУ), которое управляет работой с помощью электрических сигналов, арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего операции над данными, и регистров - для временного хранения в процессоре данных и результатов действий над этими данными.
Существуют различные процессоры, и у каждого свои регистры. Существуют восьмиразрядные регистры, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные. Разные регистры процессора имеют разное назначение. Регистры общего назначения используются для операций с данными. Адресные регистры содержат адреса, по которым процессор находит данные в памяти. Существуют десятки различных регистров.
Состав регистров процессора и их назначение называют архитектурой процессора.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются разрядность и  тактовая частота.
Тактовая частота – количество операций, выполняемых за 1 секунду (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера.
Обращения к оперативной памяти для процессора самые неудобные. Операции внутри процессора выполняются быстрее. Чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти, внутри процессора создают небольшой участок памяти. Эта память получила название кэш-памяти.
Накопители информации
Для длительного хранения больших объемов данных компьютер использует магнитные диски. Магнитные диски бывают двух типов – гибкие и жесткие. Гибкие диски (дискеты) имеют не очень большую емкость и работают сравнительно медленно, но их можно переносить с одного компьютера на другой. Жесткие диски обладают большой емкостью, но они располагаются внутри системного блока и их нельзя переносить. Диск вращается с огромной скоростью, а над магнитной поверхностью парит на воздушной подушке магнитная головка, которая записывает и считывает биты и байты данных. Корпус жесткого диска закрыт кожухом, снимать который нельзя, иначе попавшие микрочастицы пыли со временем выведут  диск из строя.
Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и  прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. Мы уже знаем, что информация  хранится не байтами, а файлами. Каждый файл на диске имеет свой адрес.
Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки, в свою очередь, разбивают на секторы. Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтам. Разбиение диска на дорожки и секторы называется форматированием. Его выполняют служебные программы.
Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация. Например,  на этой дорожке хранится так называемая таблица размещения файлов. В этой таблице компьютер запоминает адреса записанных файлов.
Для переноса больших объемов информации между компьютерами используют лазерные компакт-диски. Один такой компакт-диск может содержать 650 Мбайт данных.
Лазерный диск вставляется в специальный дисковод, который называют дисководом CD-ROM (CompactDiskRead-OnlyMemory). Считывание информации производится с помощью лазерного луча. Современные дисководы CD-ROM  работают почти также быстро, как жесткие диски, но, в отличие от них, такие дисководы могут только читать данные и не могут их записывать.
Для записи лазерных дисков существуют специальные «пишущие» дисководы, которые называют CD-R(CompactDiskRecorder) – устройства однократной записи и устройства многократной записи CD-RW.
Появились еще более емкие носители информации – диски DVD. Один такой диск может вместить несколько гигабайтов данных.
Каждый диск, присутствующий на компьютере, имеет уникальное имя. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или С:.
Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков. Буквой С: обозначается первый жесткий диск.
Видеоконтроллеры
Электронные схемы компьютера, обеспечивающие выполняется в виде специальной платы, вставляемой формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называют видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычно в разъем системной шины компьютера. Видеоконтроллер получает от микропроцессора команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти – видеопамяти,  и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор – видеосигнал.
Устройства ввода-вывода информации
К устройствам ввода информации относятся клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик, световое перо), сканер, средства речевого контроля. С помощью клавиатуры пользователь вводит алфавитно-цифровую информацию и управляет работой компьютера. Любая клавиатура имеет четыре группы клавиш:
·        клавиши пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;
·        служебные клавиши;
·        функциональные клавиши;
·        клавиши малой двухрежимной цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.
Манипуляторы являются дополнительными устройствами для ввода информации. Совместно с клавиатурой они повышают удобство работы пользователя с компьютером. В настоящее время используются различные виды манипуляторов:
·        джойстик обеспечивает перемещение курсора на экране в одном из четырех направлений;
·        световое перо может применяться для указания точки на экране дисплея или для формирования изображений;
·        мышь представляет собой приспособление для указания нужных точек на экране путем перемещения его вручную по плоской поверхности.
Сканер предназначен для ввода в компьютер представленных в печатном виде текстовых и графических данных.
Наиболее часто используемые устройства вывода информации – это дисплеи, принтеры, графопостроители и синтезаторы звука.
Видеомонитор, дисплей или монитор предназначен для вывода на экран информации.
Принтеры – это устройства для вывода на бумагу текстов и графических изображений. В настоящее время известно несколько видов принтеров: матричный, струйный, лазерный.
Мультемедийный компьютер
Термин «мультимедиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда или носитель информации». Таким образом, мультимедиа-компьютеры должны уметь воспроизводить:
·        музыку, речь и  другую звуковую информацию;
·        анимационные фильмы и другую видеоинформацию.
Мультимедийный компьютер должен быть оснащен дисководом для компакт-дисков, звуковой картой и колонками или наушниками. Кроме этого есть требования к быстродействию, объему оперативной памяти и наличие программного обеспечения.
Дидактические особенности сети «интернет»
Дидактические свойства современного компьютера, снабженного программным обеспечением в вариантеInternet Explorer и Microsoft Office 97, включают следующие особенности:
– возможность в любой документ (не исключая даже электронных писем) вставить графические изображения и гиперссылки. Гиперссылки при этом являются работающими, то есть по ним можно выйти на связь с любым электронным адресом или сервером Интернета;
– поддерживается копирование такого расширенного текста из одного программного средства в другое. Это расширяет возможности обучения, поскольку те дидактические свойства, которых не хватает в одном из программных средств, могут быть оперативно подключены путем копирования текста задания в другое средство.
Например, если Internet Explorer не позволяет править текст непосредственно в гипертекстовом виде (в нем предусмотрена только возможность правки кода HTML, что, конечно, по силам далеко не всем ученикам), то мы можем скопировать текст задания со всеми особенностями его формата (что существенно) в программу Word и уже в ней выполнить задание, а затем также с сохранением всех особенностей формата текста отправить его по электронной почте.
Такие дидактические свойства являются особенностью именно современного этапа развития программного обеспечения и делают обучение в Сети гораздо более простым и удобным процессом. При программировании обучающих курсов такие средства снимают многие существовавшие прежде проблемы.
Обратимся теперь к ресурсам Интернета, которые также могут широко использоваться с дидактическими целями.
Ресурсы Интернета
Главным качеством сети Интернет является наличие огромного количества текстовой информации на различных языках. Конечно, такая информация не предназначена непосредственно для применения в качестве учебного материала, однако для многих учащихся возможность работы в Интернете является важным мотивом поведения, поэтому учитель гуманитарных предметов может и даже должен грамотно использовать эту мотивацию. Довольно подробно исследовано применение реальных электронных писем в преподавании гуманитарных предметов.
Одним из интересных и полезных свойств сети Интернет является наличие механизмов поиска. Помимо прямой и очевидной пользы от таких механизмов для поиска документов и программ, можно указать их более нетривиальное применение конкретно на уроках иностранного, прежде всего английского, языка.
Полноценное усвоение лексики требует ее применения в конкретных речевых ситуациях. Именно с этой целью можно применять механизмы поиска по ключевым словам. При этом в результате поиска будут получены оригинальные тексты, созданные носителями языка. Более того, запрос на поиск текста можно уточнить дополнительными ключевыми словами, что позволит найти тексты по конкретной тематике, интересной для данной группы учащихся.
Такие приемы деятельности в Интернете позволяют оперативно реагировать на потребности учебного процесса, учитывать мотивацию конкретной учебной группы. В зависимости от конфигурации технических средств учитель может использовать данный прием в процессе подготовки занятия или в процессе его проведения.
Аналогичным образом можно организовать деятельность учащихся в курсах других предметов, например в курсе информатики по темам «Базы данных» и «Телекоммуникации». Активные гипермедийные среды дают современные средства планирования и организации занятий учителю. Можно оформить план занятия в виде гипертекста, предусмотреть в нем различные виды работ, причем сами эти работы также имеют вид гипертекста; современный гипертекст – это не только ссылки, но и разнообразные формы, позволяющие собирать информацию, организовывать тестирование и т. п.
Зарубежный и отечественный опыт использования гипермедиа в учебном процессе показывает, что гипермедиа следует использовать не «в лоб», только как источник информации, а как инструмент управления обучением. Разрабатывая проекты, презентации с использованием средств гипермедиа и размещая их в сети Интернет, учащиеся приобретают знания и навыки, не сводящиеся к традиционным репродуктивным.
Графика и звук
Графика и звук широко применяются в современных гипермедийных средствах Интернета.
Необходимо учитывать, что в гипертекстовых страницах используется графика двух видов – обычные иллюстрации и маленькие рисунки-иконки. Звуковые файлы применяются в четырех основных видах: короткие характерные звуки, выполняющие ту же роль украшения, что и иконки; музыкальные файлы без человеческого голоса и запись человеческого голоса и (или) музыкального произведения двух уровней качества (низкого и высокого).
Для представления обычных иллюстраций используется, как правило, фотографический формат JPEG, позволяющий передать много деталей в цветовой палитре, превышающей 256 цветов.
Для представления иконок используется формат GIF, допускающий создание мультипликационных рисунков и ориентированный на более грубую графику. Оба эти формата обеспечивают значительное сжатие графической информации по сравнению с ее побитовым представлением (формат BMP).
Рассмотрим 4 основных типа звуковых файлов: MIDI; WAV; RA; МРЗ.
MIDI-файлы не предназначены для записи звуков речи, они позволяют очень сжато записывать музыкальные мелодии, которые затем могут быть синтезированы на компьютере пользователя. Средний размер этих файлов – 30–50 Кб, что позволяет реально их использовать для музыкального сопровождения гипертекстовых страниц.
WAV-файлы – это стандартный способ записи любых звуков, не обладающий компактностью. 1 минута звукозаписи в этом формате порождает файл размером в несколько Мб. Для применения в Интернете пригоден лишь при передаче очень кратких звуков.
RA-файлы – это специальный способ сжатия звуковых файлов для передачи их по сети Интернет, на данный момент не отличается хорошим качеством передачи музыки, но приемлем для передачи голоса.
МРЗ-файлы – компромиссный вариант, позволяющий в 1 Мб уместить 4–5 минут звучания, по качеству приближающегося к хорошему радиоприемнику. Для воспроизведения необходимо сначала полностью загрузить соответствующий файл, что может занять 10–20 минут.
Сами по себе красивые рисунки-иконки и краткие звуки не создают дополнительных удобств или содержания в применении гипертекстовых страниц для образовательных целей. Их роль скорее вспомогательная, мотивационная. Тем не менее часто небольшие иконки выполняют роль структурных смысловых элементов текста, повышая его «читабельность».
Звуковые файлы могут играть на уроке различные роли: демонстрировать правильное произношение; для диктовки; для проверки качества восприятия учеником языка со слуха и т. п. Чисто музыкальные файлы могут использоваться для хорового или индивидуального пения на изучаемом языке («караоке»), причем компьютер позволяет записать и воспроизвести получившуюся в результате песню в целом.
В Интернете можно найти не только музыкальное сопровождение песен, но и их слова. Степень влияния гипермедийной информации на учащихся возрастает, если ее подача осуществляется систематически, в определенном порядке. Один из ресурсов Интернета, позволяющий добиться такого эффекта, – это активные каналы.
Активные каналы
Еще одной очень агрессивной в плане предложения информации моделью являются различные «новостийные» системы, такие, как PCN, ZDnet, TehnoWeb и т.п. Авторы их прекрасно используют возможности, предоставляемые мощными современными ЭВМ, такие, как возможность мультипликации, использование мелких шрифтов и рисунков и т. п.
Структурно эти системы решены как средства представления чрезвычайно сжатой информации на экране, сопровождаемой средствами быстрого развертывания ее до полного объема, включая и массу ссылок на разнообразные материалы, помещенные в Интернете.
Основу этих систем составляет модель гипермедиа, снабженная своеобразными усовершенствованиями. Интерфейс пользователя в этих системах побуждает не только к пассивному созерцанию иконок, но и к максимально быстрому ознакомительному чтению «бегущих строк», индексов и т. п.
Технически эти системы используют как возможности гипертекста, так и совершенно новые принципы работы, радикально меняющие способы работы с информацией за счет перемещения центра тяжести переработки информации на компьютер пользователя (вспомним, что они рассчитывают на наличие у пользователя мощного современного компьютера).
Приведем описание понятия «активный канал» из руководства к программе просмотра Web – Internet Explorer 4.0.
Активные каналы – это серверы Web, специально разработанные с учетом одной из распространенных программ просмотра Web – Internet Explorer 4.0. Эти серверы используют новые особенности программы Internet Explorer, чтобы дать вам более широкие и быстрые возможности доступа к Web.
Канал – это web-узел, созданный для доставки содержимого из Интернета на ваш компьютер, как при подписке на избранные web-узлы. Для просмотра содержимого вам не придется подписываться – поставщик содержимого каналов предложит вам расписание подписки, или вы настроите собственное расписание. Кроме того, используя каналы, вы будете видеть не только одну web-страницу, но и всю структуру web-узла, что ускорит ваш выбор необходимого для просмотра содержимого.
Активные каналы разработаны таким образом, что вы сможете их просматривать даже в автономном режиме. Например, можно настроить избранные вами активные каналы таким образом, что их загрузка на вашу ПЭВМ будет идти ночью, а днем вы сможете их просматривать без подключения к Интернету.
Современное понятие активного канала включает в себя многие приемы, разработанные в рамках вышеупомянутых новостийных систем. Очевидно, обучение может и должно эффективным образом применяться в рамках активного канала.
Итак, Интернет предоставляет, с одной стороны, громадное информационное поле, содержащее самую разнообразную педагогически ценную информацию, и гипертекст в качестве средства навигации в этом поле, а с другой стороны, различные средства оживления восприятия этой информации: графику, звук, движение.
Уже это показывает значительные преимущества Интернета перед традиционным бумажным учебником. Однако еще большее значение для мотивации обучения имеет интерактивный, диалоговый характер современного гипертекста.
Новые ит в образовании
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
ОБРАЗОВАНИИ
Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него
компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности,
обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное
информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является
компьютеризация образования. В настоящее время становление новой системы образования,
ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство.
Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и
практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в
содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным
техническим возможностям, и способствовать гармоничному вхождению ребенка в
информационное общество. Компьютерные технологии призваны стать не дополнительным
«довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса,
значительно повышающей его эффективность.
Проблема широкого применения компьютерных технологий в сфере образования в
последнее десятилетие вызывает повышенный интерес в представителей педагогической
науки. Большой вклад в решение проблемы компьютерной технологии обучения внесли
российские и зарубежные ученые: Г.Р.Громов, В.И.Гриценко, В.Ф.Шолохович, О.И.Агапова,
О.А.Кривошеев, С.Пейперт, Г.Клейман, Б.Сендов, Б.Хантер и др.
Отметим, что в последние годы термин «информационные технологии» часто
выступает синонимом термина «компьютерные технологии», так как все информационные
технологии в настоящее время так или иначе связаны с применением компьютера. Однако,
термин «информационные технологии» намного шире и включает в себя «компьютерные
технологии» в качестве составляющей. При этом, информационные технологии, основанные
на использование современных компьютерных и сетевых средств, образуют термин
«Современные информационные технологии».
Под информационной технологией понимается процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной и нформации) для
получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления
(информационного продукта).
Если в качестве признака информационных технологий выбрать инструменты, с
помощью которых проводится обработка информации (инструментарий технологии), то
можно выделить следующие этапы ее развития:
1-й этап (до второй половины XIX в.) – «ручная» информационная технология,
инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации
осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш.
Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX в.) – «механическая» технология, оснащенная более
совершенными средствами доставки почты, инструментарий которой составляли: п ишущая
машинка, телефон, диктофон. Основная цель технологии - представление информации в
нужной форме более удобными средствами.
11
3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) – «электрическая» технология, инструментарий
которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение,
электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Основная цель
информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации
на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х гг.) – «электронная» технология, основным
инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе
автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы,
оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.
Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны
информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на
организацию аналитической работы.
5-й этап (с середины 80-х гг.) – «компьютерная» («новая») технология, основным
инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром
стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит
процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия
решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы
анализа и искусственного интеллекта для разных уровней управления, реализуются на
персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на
микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства
бытового, культурного и прочего назначений.
6-й этап – «сетевая технология» (иногда ее считают частью компьютерных
технологий) только устанавливается. Начинают широко использовать ся в различных
областях глобальные и локальные компьютерные сети. Ей предсказывают в ближайшем
будущем бурный рост, обусловленный популярностью ее основателя - глобальной
компьютерной сети Internet.
Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с каждым днем все больше
проникают в различные сферы образовательной деятельности. Этому способствуют, как
внешние факторы, связанные с повсеместной информатизацией общества и необходимостью
соответствующей подготовки специалистов, так и внутренние факторы, свя занные с
распространением в учебных заведениях современной компьютерной техники и
программного обеспечения, принятием государственных и межгосударственных программ
информатизации образования, появлением необходимого опыта информатизации у все
большего количества педагогов. В большинстве случаев использование средств
информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда
учителей школ, а также на эффективность обучения школьников.
С развитием информационных технологий профессиональная деятельность учителя
выходит за рамки классно-урочной системы и активизируется в сети Интернет. Она
представляет собой воспитывающее и обучающее воздействие учителя на ученика
средствами Интернет. В современных условиях расширяются возможности для
самообразования, совершенствования профессиональных качеств самого учителя.
Усиление роли ИКТ в образовании делает необходимым формирование
информационно-коммуникационной компетенции учителей. Умение применять ИКТ для
решения профессиональных проблем и задач в реальных ситуациях педагогической
деятельности способствует реализации личностно-ориентированной парадигмы образования.
Информационно-коммуникационные технологии позволяют собирать, обрабатывать,
хранить, распространять, отображать различного рода информацию и с помощью
электронных средств коммуникации осуществлять взаимодействие людей, территориально
удалѐнных друг от друга. Для профессионального взаимодействия учителей в сети
необходимы знания, умения и навыки использования ИКТ в педагогической деятельности.
Однако профессиональная подготовка педагогических кадров не должна сводиться только к
12
обучению информационным и коммуникационным технологиям, но и к обучению
современным педагогическим технологиям (личностно-ориентированное обучение, метод
проектов, обучение в малых группах и т.д.). Данные технологии дополняют друг друга: через
современные педагогические технологии к современным средствам обучения - ИКТ и
наоборот..
Повышение квалификации учителей средствами дистанционного обучения может
быть организовано на базе ресурсных центров, обладающих высококвалифицированными
педагогическими кадрами. Анализ зарубежного опыта дистанционного обучения,
проведѐнный Е.С. Полат, показывает, что растѐт число университетов, предлагающих услуги
дистанционной формы обучения. Это национальный технологический университет (NTU г.
Форт-Коллинз штат Колорадо), открытый Британский университет, открытый университет
Хаген (Германия), Испанский национальный университет дистанционного образования,
Национальный центр дистанционного образования Франции, центры ДО Финляндии,
Австралии (ACTEIN - Australian Capital Territory Information Network), стран восточной
Азии, Африки и др. В России также, достаточно активно растѐт число вузов, предлагающих
дистанционную форму обучения не только для студентов, но и для дополнительного
профессионального образования (МЭСИ, МИЭМ, Ульяновский государственный
технический университет, РГУ, институт ЮНЕСКО, институты повышения квалификации и
др.).
Новшеством в сфере образования в последние годы стало участие нашей страны в
проектах в области дистанционного обучения. Как известно, лидирующим учебным
заведением в этом направлении является Азербайджанский Государственный
Экономический Университет (АГЭУ). АГЭУ уже с 2001 года, предоставляет своим
студентам факультета переквалификации и повышения квалификации возможность
дистанционно учиться в вузе. В текущем году университет реализует новый проект в этой
сфере совместно с университетом штата Индиана и Ассоциацией Научных и
Образовательных Сетей Азербайджана (AZRENA). Предоставленным грантом
Университетом Индианы предусматривается создание Центра дистанционного обучения
(ЦДО), подготовка кадров АГЭУ в этой области в университете Индианы и предоставление
необходимого программного обеспечения со стороны того же университета. Однако
основной целью проекта является создание и развитие Центра Дистанционного Обучения в
Азербайджане. Планируется, что сертифицированные специалисты -инструкторы центра
будут предоставлять необходимые услуги в сфере дистанционного обучения, проводить
семинары и тренинги по подготовке инструкторов в этой сфере. Его открытие позволит в
дальнейшем другим учебным заведениям также реализовывать проекты в области
дистанционного образования. В дальнейшем планируется внедрение виртуального
образования на большинстве факультетов вуза, а также на отдельным областям
образовательной системы страны.
Расширение образовательного рынка страны за счет экспорта образовательных услуг
своего вузов в страны ближнего и дальнего зарубежья будет способствовать интеграции
системы образования в мировую образовательную систему и росту престижа образования.
Особенности применения комбинированных тсо
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 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;
e) 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 процессе 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 понятии 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 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.
Природосообразностьзаключается 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 существенныe признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме. Принцип доступностиобучения, 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 самодеятельноститакже 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 ситyаций: 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 известны 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 ниx во всех заложены элементы развивающего обучения.
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.
Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием индивидуальных особенностей личности каждого ребенкапо-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.
Специально применительно к ТСО необходимо сказать о таких принципах, как принцип меры и принцип комплексного характера их использования.
Разнообразные и неиссякаемые возможности ТСО и НИТ 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 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 обучении, даже компьютер с его поражающими воображение возможностями, нельзя противопоставить другому, так как каждое из них относительно выигрывают перед остальными лишь в определенныx учебных ситуациях, при решении определенных дидактическиx 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 поредством 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 средствамиобучения. 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 материала, формам и методам организации труда преподавателя и учащихся, материально-техническим условиям и возможностям.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 ТС, 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.
Дидактические возможности обучающих, так же как и контролирующих технических средств обучения (ТСО), определяются степенью совершенства программ, которые в них реализуются. Программа и ТСО органически взаимосвязаны и дополняют друг друга. Какими бы совершенными ни были ТСО, без соответствующей программы, разработанной на основе принципов теории обучения и с учётом достижений в области изучаемого предмета, они утрачивают свою ценность в дидактическом плане и становятся малоэффективными при контроле знаний. В то же время любая совершенная обучающая программа требует для своей реализации устройства с высокими техническими данными. [1, с.233] Наиболее полно требованиям, предъявляемым к ТСО, удовлетворяют автоматизированные обучающие системы (АОС). АОС -- функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. АОС дают возможность использовать быстродействие ЭВМ, её способность хранить большое количество информации, логической возможности, дистанционный доступ к информационным массивам, возможность накапливать и обрабатывать статистический материал об учебном процессе с требуемым уровнем обобщения. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых -- индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей. Оснащение учебного рабочего места устройством отображения информации на электроннолучевой трубке (дисплеем) позволяет организовать диалог с ЭВМ, близкий к естественной форме общения учащихся с преподавателем.
Комплексное использование ТСО всех видов создаёт условия для решения основной задачи обучения -- улучшения качества подготовки специалистов в соответствии с требованиями современного научно-технического прогресса.
Методика применения ТСО
 





№
Название
Назначения
Недостатки
Применение
 
1
Плакаты и макеты, статичные и действующие
Иллюстрация, включение зрения в процесс усвоения
Неэффективность при изучении и взаимосвязи, ограниченность показа
В качестве наглядной иллюстрации при изучении и контроле несложных процессов и явлений
 
2
Эпидиаскопы, диафильмоскопы, слайдоскопы
Крупное изображение на экране, статичное
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации иллюстраций из книг, журналов схем и т.д.
 
3
Немой учебный кинофрагмент.
Крупное динамическое изображение на экране.
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации действующих машин и агрегатов в работе.
 
4
Магнитофонная запись
При частой повторяемости учебной информации
Не « работают» зрительные рецепторы.
В небольших аудиториях.
 
5
Звуковой фильм,
мультимедийные технологии
Крупное динамическое изображение на экране.
Сильно отвлекающее воздействие, длительность, трудность переключения, необходимость обслуживания.
В больших аудиториях показа в действии связей машин.
 
 
 
 
 
 
 
 
Гигиенические нормы и требования безопасности с тсо в оу
Общие правила безопасности при использовании компьютерной техники
Применяя технические средства в школе, необходимо строго руководствоваться санитарно-гигиеническими нормами и правилами безопасности. Современные технические устройства, как правило, сложная техника, требующая соблюдения определенных инструкций. Каждое покупаемое техническое устройство должно иметь инструкцию на русском языке.
Существует очень много схожих между собой технических устройств. Выбор устройства, оптимально подходящего для решения конкретной задачи, обычно очень сложное дело. Надо научиться правильно использовать консультации специалистов.
Вся компьютерная техника питается электротоком напряжением 220 В, которое опасно для жизни человека. Поэтому все лица, допущенные к работе с компьютерной техникой, должны пройти инструктаж по технике безопасности и соблюдать следующие правила:
1. Работать только на исправной компьютерной технике.
2. Знать блок-схему используемой компьютерной техники и правила её эксплуатации, порядок включения, выключения и заземления аппарата.
3. Перед включением общего электропитания проверить исходное положение всех выключателей, розеток и вилок и выключить их.
4. Запретить разборку аппарата компьютерной техники учащимися.
5. При работе с компьютерной техникой пользоваться только внешними элементами управления.
6. В случае замыкания (появления искр, запаха гари) - отключить электропитание.
7. Замену деталей электроаппаратуры и ее ремонт проводить при выключенных источниках питания.
8. Запрещается определять наличие напряжения путем прикосновения руками к токоведущим деталям аппаратуры.
9. Нельзя менять и ставить предохранители на электроаппаратуру, находящуюся под напряжением.
10. Соединительные провода автотрансформатора с сетью и усилителя с громкоговорителем не должны находиться па пути выхода зрителей.
11. Запрещается использовать воду и пенные огнетушители для тушения загоревшейся электроаппаратуры, так как эти средства являются проводниками тока и, следовательно, могут привести к короткому замыканию и поражению током человека, производящего тушение.
12. Во избежание ожогов нельзя прикасаться к проекционным и радиолампам в течение 10 мин после их выключения.
13. Не разрешается касаться деталей аппаратуры во время её работы.
14. Нельзя включать в сеть аппараты со снятыми фальшпанелями, задними крышками. Это открывает доступ к деталям, находящимся под высоким напряжением, достигающим в телевизорах и дисплеях ЭВМ величины до 12000-25000В. Снятие надолго крышек с аппаратов приводит их к загрязнению, вызывающему нарушение нормальной работы электрических частей устройств.
15. Нельзя пользоваться аппаратами, у которых не работает вентилятор, ибо это может привести к перегоранию или более серьезным неисправностям.
16. При замене проекционной лампы аппарат следует отключить от сети и подождать, пока лампа остынет.
17. Устанавливать новую лампу можно только специальным пинцетом, чтобы не оставлять отпечатков пальцев на колбе, что может вызвать разрушение колбы и преждевременный выход ее из строя.
18. В диапроекторах, снабженных пультами дистанционного управления, используют диапозитивы только в пластмассовых рамках.
19. В разных странах приняты разные стандарты на напряжение в сети и форму розетки. В нашей стране в качестве стандарта принято напряжение 220 В частотой 50 Гц. Перед подключением к розетке нового электрического прибора необходимо проверить, на какое напряжение он рассчитан.
Информация об этом должна содержаться на корпусе прибора и в инструкции к нему. Иногда указывается не точное напряжение, а пределы, в которых оно может находиться (например, 210-230 В). На импортных приборах можно встретить обозначение напряжения латинской буквой V (например, 220V). Существуют и устройства, которые работают практически при любом напряжении в сети. В нашей стране до сих пор еще широко распространены розетки, имеющие два контакта, без третьего - заземляющего. Но постепенно все чаще используются так называемые европейские розетки. В них контакты провода заземления расположены по бокам вилки. Такими электрическими шнурами комплектуются практически все компьютеры. В продаже существуют и специальные переходники, позволяющие подключить европейскую вилку к российской розетке, но такой переходник не имеет контактов с проводом заземления, что может стать источником дополнительной опасности. Часто металлические корпуса приборов, не соединенных с проводом заземления, находятся под напряжением, и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током. Особенно это опасно в том случае, когда рядом, кроме, электрического прибора, например компьютера, находятся трубы отопления или водопровода. Даже мощный и качественный тройник может быть не слишком надежным способом соединения: расшатывается крепление розетки, из-за ненадежной фиксации в гнезде возможно искрение контактов, перегрев и, как следствие, пожар. Для подключения мощных потребителей тока лучше использовать удлинитель, отвечающий европейским требованиям безопасности (1 класс защиты, 10/16А, 2200 Вт, наличие третьего заземляющего провода). Вилка такого удлинителя должна быть литой, с боковыми заземляющими контактами, провод - трехжильным с надежной изоляцией, розетка и корпус изготовлены из негорючих материалов. При покупке надо проверить, насколько прочно закреплен шнур в корпусе удлинителя, и убедиться, что розетки имеют специальные выступы, исключавшие возможность подключения обычных «советских» штепселей, чьи контакты тоньше, чем у европейских. Подбирать длину удлинителя нужно максимально точно: при работе шнур должен быть размотан полностью, но не болтаться под ногами. Выбирать прибор нужно с учетом суммарной мощности подсоединяемых к нему устройств, помня при этом, что стандартная российская электросеть, в которую будет включен удлинитель, предусматривает нагрузку не более 6,3 А (мощность до 1200 Вт) на одну розетку. Необходимо проверить надежность контактов розеток, отсутствие на корпусе выступающих металлических деталей, наличие приспособлений, обеспечивающих устойчивость на гладкой поверхности, и сертификат Росстандарта. Шнур удлинителя уложите вдоль стены или прикрепите к плинтусу, корпус поставьте так, чтобы он не касался мебели и хорошо проветривался. Для подключения сложной техники (компьютеры, музыкальные центры, телевизоры и видеомагнитофоны) лучше использовать удлинитель с выключателем, термоограничителем по току, фильтром защиты от высокочастотных помех и защитой от «выбросов» напряжения. В электрической сети могут возникать определенные нарушения: резкая смена напряжения, внезапные отключения и т.п. Для того, чтобы уменьшить влияние кратковременных нарушений, используют специальные устройства - сетевые фильтры, недорогие, но позволяющие спасти от выхода из строя дорогостоящую аппаратуру. По внешнему виду сетевой фильтр обычно очень похож на обыкновенный удлинитель с выключателем. Его необходимо использовать в том случае, если в электрической сети часто происходят кратковременные нарушения. Сетевые фильтры рассчитаны на определенную мощность подключаемых к ним устройств. Подбирая фильтр, необходимо знать предполагаемую суммарную мощность подключаемых к нему устройств. Сетевые фильтры спасают только от кратковременных нарушений питания. При отключении электричества на несколько секунд или минут они не помогут. В этом случае надо применять устройства бесперебойного питания - сетевые адаптеры. Они позволяют работать несколько минут после отключения электричества, что очень важно при работе с компьютерами. Часто сетевой адаптер не входит в комплект устройства, а продается отдельно. Для работы с устройствами лучше всего использовать адаптеры либо прилагаемые к ним, либо рекомендуемые фирмами-производителями. О таких рекомендациях можно прочитать в инструкциях к прибору или узнать у продавца-консультанта. Можно подобрать адаптер и самостоятельно, зная только необходимое напряжение. Разъемы для подключения сетевых адаптеров у большинства устройств одинаковые. Однако сетевой адаптер - довольно сложное устройство, и кроме входного (к какой сети подключать) и выходного (какое напряжение будет подаваться к устройству) напряжений есть еще много других важных характеристик. Так, электрический ток бывает переменным и постоянным, и, чтобы используемый аппарат не перегорел, обязательно надо выяснить, от какого тока он работает. У любого сетевого адаптера есть два параметра: 1) входное напряжение input показывает, какое напряжение должно быть подано на адаптер; 2) выходное напряжение output показывает, источником какого напряжения является адаптер.
О том, что все электроприборы должны иметь заземление, уже упоминалось. Остановимся на этом несколько подробнее.
Заземлением называют преднамеренное соединение частей электроустановки с заземляющим устройством - заземлителем и заземляющими проводниками. Заземление металлических частей технических средств обучения, электроустановок и оборудования, которые обычно не находятся под напряжением, называют защитным. Защитное заземление устанавливают для предотвращения ударов током. Если же будет обнаружено, что корпус устройства находится под напряжением (оно называется напряжением прикосновения), то пользоваться приборами нельзя даже при наличии заземления. Заземлители бывают естественные и искусственные. К первым относятся металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, а также проложенные в земле неизолированные металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и взрывчатых газов. Категорически запрещается использовать для заземления электрических приборов и компьютерной техники батареи отопления или водопроводные трубы ввиду низкого качества этих трубопроводов как заземляющих устройств.
В качестве искусственных заземлителей обычно применяют запитые в землю стальные трубы, уголковую сталь, металлические стержни.
Заземление в образовательных учреждениях должно осуществляться только специалистами.
Каждому учителю надо не только хорошо знать и соблюдать правила эксплуатации всевозможных электрических установок, но и уметь правильно оказать первую помощь пострадавшему от элетрического тока.
Оказание первой помощи при поражении электрическим током
Учащегося, попавшего под напряжение, надо немедленно освободить от действия электрического тока. Для этого отключают потребитель электрического тока с помощью ближайшего штепсельного разъема, выключателя (рубильника) или путем вывертывания пробок (плавких предохранителей) на щитке.
Если выключатель находится слишком далеко от места происшествия, перерезают или перерубают провода (каждый отдельно) топором или другим режущим инструментом с сухой рукояткой из изолирующего материала. Если рукоятка металлическая, то во избежание контакта оказывающего помощь с цепью электрического тока ее надо обернуть чистой сухой шелковой, шерстяной, хлопчатобумажной или прорезиненной тканью.
Если невозможно быстро разорвать цепь электрического тока, то надо оттащить пострадавшего от провода или же отбросить от него оборвавшийся конец провода сухой палкой или другим предметом из изоляционного материала. Пострадавший сам при этом является проводником электрического тока, поэтому следует соблюдать меры предосторожности. Для этого надо надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой тканью, подложить под ноги изолирующий предмет (резиновый коврик, сухую доску или в крайнем случае свернутую сухую одежду). Отделяют пострадавшего от провода за концы его одежды, не прикасаясь к открытым частям тела. Делать это рекомендуется одной рукой.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока надо немедленно оказать первую помощь. Чтобы определить, в каком состоянии находится пострадавший, необходимо сразу же уложить его на спину, расстегнуть одежду, проверить по подъему грудной клетки его дыхание, наличие пульса (на лучевой артерии у запястья или сонной артерии на шее), а также состояние глазного зрачка (узкий или широкий). Широкий неподвижный зрачок указывает на отсутствие кровообращения в мозгу.
Определить состояние пострадавшего надо быстро - в течение 15-20 с. Если он в сознании, но до того был в обмороке или продолжительное время находился под действием электрического тока, то ему необходимо обеспечить полный покой до прибытия врача и дальнейшее наблюдение в течение 2-3 ч. Если нельзя быстро вызвать врача, надо срочно любым способом доставить пострадавшего в лечебное учреждение при помощи транспортных средств или носилок.
При тяжелом состоянии или отсутствии сознания необходимо вызвать «скорую помощь» на место происшествия. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться: отсутствие тяжелых симптомов после поражения не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но дышит, его надо удобно уложить, создать приток свежего воздуха, растирать и согревать тело. При очень редком и поверхностном или, наоборот, судорожном, как у умирающего, дыхании пострадавшему надо немедленно делать искусственное дыхание. Даже при отсутствии признаков жизни (дыхания, сердцебиения, пульса) нельзя считать пострадавшего мертвым. Смерть в первые минуты после поражения - кажущаяся. Пострадавшему может угрожать наступление действительной смерти в том случае, если ему немедленно не будет оказана помощь в виде искусственного дыхания с одновременным массажем сердца.
При правильном проведении искусственного дыхания и наружного массажа сердца у пострадавшего появляются следующие признаки оживления: улучшается цвет лица - оно приобретает розовый оттенок вместо серо-землистого с синеватым оттенком, который был до оказания помощи, появляются самостоятельные дыхательные движения, становящиеся все более и более равномерными по мере продолжения действий по оживлению, сужаются зрачки.
Меры по оживлению пострадавшего надо проводить непрерывно до тех пор, пока не будут достигнуты положительные результаты или не прибудет врач.
При поражении электрическим током пострадавшего ни в коем случае нельзя зарывать в землю, ибо это принесет ему только вред.
Правила противопожарной безопасности
Вработе с техническими средствами должны выполняться «Типовые правила пожарной безопасности для школ, школ-интернатов, детских домов, дошкольных и других учебно-воспитательных учреждений». Ответственность за противопожарное состояние учебно-воспитательных учреждений возложена на руководителей этих учреждений, но это не освобождает всех остальных работников от их знания и неукоснительного исполнения этих правил. Всем учителям надо знать следующие требования пожарной безопасности:
1) помещение, предназначенное для использования технических средств, должно располагаться на первом этаже. Использование техники на других этажах разрешается при наличии несгораемого перекрытия и двух выходов с этажа на лестничные клетки;
2) во время демонстрации в классной комнате или учебном кабинете разрешается присутствие учащихся не более одной группы;
3) проектор не должен устанавливаться у выхода из класса или аудитории;
4) к работе на аппаратуре допускаются только лица, имеющие соответствующую квалификацию;
5) электропроводка в помещении, где используют технические средства, должна быть постоянного исполнения и отвечать требованиям устройства электроустановок. Подключение к электропроводке допускается только исправными электрическими проводами при помощи штепсельных розеток и вилок;
6) аппаратура должна быть соединена между собой соответствующими винтами и обязательно заземлена;
7) провода, соединяющие технические устройства, не должны пересекать пути эвакуации учащихся.
Правила пожарной безопасности необходимо соблюдать и при использовании в учебно-воспитательном процессе любых технических средств.
После окончания просмотра следует обязательно отключить аппарат от электрической сети, ибо в результате перенапряжений часто происходит короткое замыкание и самовозгорание телевизора. Для учебных учреждений следует приобретать только пожаробезопасную технику.
Во всех случаях возникновения пожара в классе или учебном кабинете учитель обязан выключить аппаратуру, дать свет в классную комнату или учебный кабинет, принять немедленные меры к предотвращению паники среди учащихся и к их эвакуации из этого помещения, сообщить о пожаре в ближайшую пожарную часть и приступить к тушению пожара имеющимися противопожарными средствами.
При возникновении пожара его надо тушить с помощью первичных средств, к которым относятся вода, песок, противопожарная ткань, ручные химические огнетушители (пенные, воздушно-пенные, углекислотные, бромэтиловые, порошковые) и противопожарный инвентарь.
Наряду с правилами противопожарной и технической безопасности при использовании компьютерной техники надо учитывать санитарно-гигиенические нормы.
Санитарно-гигиенические нормы при использовании компьютеров
Важным моментом для использования компьютерной техники являются выбор, подготовка и оборудование соответствующих учебных помещений.
С любого места классной комнаты учащиеся должны достаточно хорошо и разборчиво слышать преподавателя, видеть все, что он демонстрирует. Демонстрация изображений проходит наилучшим образом, если ширина аудитории равна 0,6 ее длины, высота 0,4 длины. Эти параметры важно учитывать для получения хорошей акустики и уменьшения возможной реверберации звучания, особенно в больших (на 200 человек и более) аудиториях.
Кабинет или класс с компьютерной техникой целесообразно располагать на северной или северо-западной стороне, куда не попадают прямые солнечные лучи, с окнами на одной стороне для облегчения автоматического зашторивания.
Помещение должно отвечать также и правилам техники пожаробезопасности. Для этого лучше иметь две двери, открывающиеся наружу. Первый ряд стульев для учащихся следует располагать на расстоянии 1,5-кратной ширины экрана.
Немаловажную роль в общих требованиях к помещению играет и цветовая окраска стен. Не следует окрашивать их в яркие тона, желательно подбирать цвета холодных тонов (голубые, светло-серые, зеленоватые); при этом стенку, на которой установлен экран, окрашивают более темным цветом.
Для оборудования помещений экранами при таком варианте используют диффузно-рассеивающие материалы из бело-матового пластика с коэффициентом отражения 0,76-0,8.
Оптическое расстояние аппаратуры до экрана выбирают в зависимости от необходимой ширины изображения, которая для нормальных условий восприятия должна равняться 0,2 длины помещения.
Расстояние от экрана до первого ряда зрителей зависит от мощности аппарата и размера экрана. При значительных размерах экрана педагог имеет возможность устанавливать проектор на большом расстоянии, увеличивая изображение. Это в свою очередь позволяет удобно располагать перед экраном 25-30 чел.
Размер изображения рассчитывается следующим образом: для определения его ширины длина групповой комнаты делится на 5, например 8 м:5 = 1,6 м. Высота экрана от пола при демонстрации должна составлять 1,1-1,5 м. Нельзя допускать проекцию изображения на стену или бумагу, так как это значительно ухудшает его качество и отрицательно сказывается на зрении детей.
 В гигиеническом отношении важен и такой фактор, как степень утомления учащихся к моменту просмотра. Рекомендуется, чтобы до уроков с применением компьютерной техники или вслед за ними проводились занятия, не выпивающие значительного напряжения внимания и зрения. Общее число учебных передач не должно превышать 4-8 часов в неделю.
Затемнение окон шторами способствует повышению температуры воздуха и увеличению его влажности, возрастает концентрация углекислого газа, поэтому необходимо соблюдать воздушный режим и помещениях, обеспечивать эффективное проветривание перед началом занятия и после его окончания.
Длительность применения компьютеров для учащихся младших классов допустима в пределах 12-15 мин. Если при этом используется музыка, то время увеличивается до 20 мин. Для учащихся среднего и старшего возраста норма составляет 25-30 мин.
Длительность применения компьютеров во многом определяется характером учебного предмета.
Наблюдения за эффективностью уроков с применением компьютерной техники показывают, что при правильной организации работы учащиеся хорошо усваивают учебный материал. Но для сохранения высокой работоспособности учащихся и обеспечения эффективности использования компьютерной техники необходимо также, как и при проведении урока вообще, своевременно менять методы и приемы учебной работы. При однообразной структуре урока, несмотря на интересную передачу, учащиеся быстро устают, так как утомительно в продолжение всего урока заниматься одним и тем же видом деятельности: только смотреть, только слушать или только писать. Даже старшеклассники не обладают еще достаточными навыками слушать и записывать лекции без обратной связи с педагогом.
Компьютер желательно применять через 5-10 мин после начала урока.
Важное значение имеет и дозировка уроков с применением компьютерной техники. В течение недели количество таких уроков для учащихся младших классов не должно превышать 3-4, старших классов - 4-6. Обязательным минимумом в течение учебного года для всех учащихся можно считать 136 ч, а максимумом (для профильных школ, оснащенных современной техникой) - 442 ч.
При составлении расписания уроков необходимо предусмотреть, чтобы уроки с использованием экрана не шли один за другим, вслед за занятиями с применением компьютерной техники не ставились уроки изобразительного искусства, черчения, труда, т. е. тех дисциплин, которые связаны со значительным зрительным напряжением, потому что у учащихся после уроков с применением экранных пособий значительно снижаются работоспособность, учебная активность.
Психофизиологические особенности обучающихся (быстрая утомляемость, недостаточное произвольное внимание) определяют высокие требования к организации занятий с использованием компьютерной техники.
Необходимо учитывать, что большой объем информации и ее эмоциональная окрашенность увеличивают напряжение, ускоряют темп работы (дети практически не отвлекаются), в результате возрастает нагрузка на зрительный и слуховой анализаторы. Поэтому не следует злоупотреблять использованием компьютерной техники, необходимо чередовать различные методы и приемы работы.
Для сохранения у дошкольников высокого уровня внимания и работоспособности надо правильно определять продолжительность просмотра или прослушивания. Так, повторное включение проектора на занятиях следует производить с интервалами в 5-7 мин. Повышается уровень внимания и восприятия детей, если подобрать к звукозаписям зрительный материал: кадры из фильмов, фотографии, репродукции и т.п. В расписании дня целесообразно сочетать занятия с применением экранных пособий с музыкальными или физкультурными, но не прослушивать звукозаписи после музыкальных занятий.
От затемнения помещения зависит контрастность изображения. Однако полное затемнение резко снижает качественный показатель занятия. Недопустимо частое включение и выключение освещения, что отрицательно влияет на зрение и психическое состояние обучающихся. Целесообразно предусмотреть частичное затемнение окон, расположенных непосредственно у экрана, а не затемнять аудиторию полностью.
Существует несколько вариантов затемнения окон: вертикальное, горизонтальное (эти способы наиболее часто встречаются в учебных заведениях), зенитное зашторивание и установка жалюзи и межоконных рамах. Применяя схему с экранами на просвет, в классе устанавливают декоративные шторы, предотвращающие доступ прямых солнечных лучей.
В вечернее время частичное затемнение создается светильниками, которые разбиты на две группы и включаются как с пульта, так и выключателями, расположенными при входе в аудиторию. Во время демонстрации группу светильников, расположенных у экрана, выключают. Иногда в классах устанавливают на боковых стенах бра со щитками со стороны экрана.
Управление аппаратурой и вспомогательным оборудованием учитель осуществляет с помощью ассистента или дистанционно. Второй вариант более приемлем: он дает преподавателю свободу и оперативность в пользовании аудиовизуальной техникой.
Разрабатывая пульт дистанционного управления, нужно исходить из следующих требований: дистанционным управлением необходимо охватить всю или, по крайней мере, большинство установленной аппаратуры; управление оборудованием аудитории должно быть связано с минимальным количеством операций; в пульте надо установить устройства, задающие программу выполнения операций по управлению аппаратурой и предотвращающие ее выход из строя. В случае полного затемнения класса предусматривают подсветку пульта и текста.
Очень удобно при оборудовании классов устанавливать однотипные пульты управления во всех комплексах. Приходя в разные классы, преподаватель не должен изучать новый пульт, это оградит его от возможных ошибок во время демонстрации.
Перед работой учащихся на ЭВМ следует ознакомить их с правилами работы в кабинете вычислительной техники, с требованиями безопасности и гигиены труда. Взаимодействие обучаемых с компьютерами влияет на их психофизиологическое состояние. Увеличивается частота сокращений сердечной мышцы (более чем и два раза по сравнению с безмашинным обучением). Постоянная статическая нагрузка при работе с дисплеями, неподвижность рабочей позы приводят к болям в мышцах рук, шеи, плеч и спины нарушениям опорно-двигательного аппарата. Развивается умственное утомление, изменяется мозговое кровообращение. Высокие умственные и психоэмоциональные перегрузки наблюдаются, по данным разных авторов, у 15-70% учащихся, работающих на компьютере, причем у интравертов напряженность больше, по сравнению с экстравертами. У учащихся с замедленным протеканием нервных процессов чаще возникает тревожно-напряженное состояние из-за недостатка отводимого на выполнение работы времени. Следовательно, необходима строгая временная дозировка работы с компьютером: чередование периодов работы с отдыхом, просмотром или прослушиванием блоков психологической разрядки, имеющихся в обучающих программах, а лучше прекращение работы с компьютером на определенное время и выполнение специальных упражнений для снятия утомления и напряжения.
Для физического и психического здоровья детей важны интеллектуальная ценность используемых программ, качество применяемой аппаратуры, рациональность режима работы, стиль преподавания, содержание и формы обучения.
Не всегда учащиеся положительно настроены на работу с компьютером. На начальных этапах возможно появление тревожного чувства, связанного с новизной ситуации, страхом не справиться со сложной и незнакомой техникой или с желанием как можно быстрее освоить ее. Иногда потеря интереса к работе с ЭВМ может быть исвязана с преувеличением ожиданий, когда ребенок думает, что машина все за него решит и сделает.
Информатизация образования
Информатизация образования как деятельность (задачи и проблемы)
Термин «информация» из журналистского превратился в один из наиболее часто употребляемых в настоящее время терминов в науке, технике и быту. Это обусловлено, в частности, тем, что понятия «информация» и «знания» очень близки, а знания, осведомленность играют сегодня очень важную роль в жизни как отдельного человека так и общества в целом. Быстрое увеличение объема циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней. Умения работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Истоком интереса к феномену информации послужил кризис европейской науки, которая первоначально исходила из положения, что материя есть пассивное, инертное начало, которое можно беспрепятственно изучать и преобразовывать. Со временем стало ясно, что преобразовательская деятельность, даже при достаточном количестве энергии, имеет свои ограничения. После взрыва атомной бомбы человечество особенно серьезно задумалось о том, что его действия могут иметь непредсказуемые последствия.
Постепенно пришло научное осознание факта (который на уровне религиозных воззрений был известен в глубокой древности), что каждый предмет, явление, событие имеет какой вполне определенный смысл в общей картине мироздания. Поэтому одной из главных задач современной науки стало выяснение смысловых или, иначе говоря, семантических свойств материи. Причем, большинство ученых склоняются к мысли, что в наибольшей степени семантическое свойство материи отождествляется с информацией. Другими словами, информация как философская категория отражает семантические свойства материи наряду с его энергетическим свойством.
Одна из жизненных целей человека – получить как можно больше знаний, приобщиться к культуре разных народов, то есть, в конечном счете, освоить как можно больше информации. Обращение к сути объектов, в частности, в период обучения, не прихоть, не дань традиции, а безальтернативный способ удержать цивилизацию от разрушения. И чем скорее это будет осознано, тем с меньшими потерями будет достигнуто.
Слова французского дипломата Э. Талейрана «Кто владеет информацией – владеет миром» стали сегодня не только политическим, но в большей мере экономическим, социально-образовательным лозунгом.
Исторический процесс информатизации общества точно описывается с помощью последовательности информационных революций, связанных с появлением новых, для своего времени, технологий.
Информационная революция заключается в изменении способов и инструментов сбора, обработки, хранения и передачи информации, приводящим к увеличению объёма информации, доступной активной части населения. Таких революций шесть. Первая информационная революция заключается в появлении языка и членораздельной человеческой речи. Вторая информационная революция связана с изобретением письменности. Это изобретение позволило не только обеспечить сохранность уже накопленной человеческим обществом информации, но и повысить её достоверность, создать условия для более широкого, чем ранее, распространения информации. Третья информационная революция порождена изобретением в XV веке книгопечатания, которое многие считают одной из первых информационных технологий. Появление и развитие печатных средств массовой информации, таких как газеты и журналы, явилось результатом третьей информационной революции. Четвертая информационная революция началась в ХIХ веке. Тогда были изобретены такие средства передачи и распространения информации как телеграф, телефон, радио и телевидение. Пятая информационная революция произошла в середине XX века, когда человечество стало активно использовать вычислительную технику. Применение ЭВМ для обработки научной информации кардинальным образом изменило возможности человека по активной и эффективной обработке информации. Впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для повышения производительности интеллектуального труда. Сегодня мы являемся свидетелями шестой информационной революции, связанной с появлением глобальных телекоммуникационных компьютерных сетей и их интеграцией с технологиями мультимедиа и виртуальной реальности.
Шесть революций изменили общество. Налицо развитие и распространение информации и информационных технологий, что позволяет говорить о наличии процессов информатизации. Информатизация оказывает революционное воздействие на все сферы жизнедеятельности общества, кардинально изменяет условия жизни и деятельности людей, их культуру, стереотип поведения, образ мыслей.
Очевидный прогресс в области информационных технологий повлек за собой появление в научных и научно-популярных изданиях термина «информационное общество». Некоторые ученые под информационным понимают общество, в котором главным продуктом производства являются знания. Использование такого показателя как количество накопленных человечеством знаний в качестве критерия для присвоения обществу статуса информационного общества оправдано, поскольку по некоторым оценкам, с начала нашей эры первое удвоение накопленных человечеством знаний произошло к 1750 году, второе – к началу ХХ века, третье – уже к 1950 году. Начиная с 1950 года, общий объем знаний в мире удваивался каждые 10 лет, с 1970 года – каждые 5 лет, а с 1991 года – ежегодно. Это означает, что на сегодняшний день объем знаний в мире увеличился более чем в 250 тысяч раз.
История формирования информационного общества содержит в себе историю зарождения и развития новых видов человеческой деятельности, связанных с информатизацией. За последние годы в обществе появились специализированные профессиональные группы людей, связанные с обслуживанием компьютерной техники и процессов обработки информации (операторы, программисты, системные аналитики, проектировщики и т.п.), оказанием консультативных, научно-информационных и других услуг подобного рода. Очевидно, что возникновение новых научных и профессиональных направлений требует специализированной системы подготовки кадров, в которой не только содержание, но и методы и средства обучения должны соответствовать реалиям соответствующего этапа информатизации общества.
Задачам информатизации общества и всех его сфер, к числу которых относится и образование, уделяется повышенное внимание государства. Необходимость системного государственного подхода к процессу развития информатизации общества начало осознаваться в начале 90-х годов прошлого века.
Относительно широкое определение понятия «информатизация» дал в своих публикациях академик А.П. Ершов. Он писал, что «информатизация – это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности». При этом А.П. Ершов подчеркивал, что информация становится «стратегическим ресурсом общества в целом, во многом обусловливающим его способность к успешному развитию». В то же время, по заключению ЮНЕСКО, информатизация – это широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации, обеспечивающей систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, и их использование обществом для текущего управления и дальнейшего совершенствования и развития.
Очевидно, что с одной стороны оба указанных определения не противоречат друг другу, и, с другой стороны, определяют, в том числе и информатизацию сферы образования, являющейся одной из областей деятельности человека.
Информатизация образования представляет собой область научно-практической деятельности человека, направленной на применение технологий и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации, обеспечивающее систематизацию имеющихся и формирование новых знаний в сфере образования для достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания.
Внедрение информационных технологий в различные области современной системы образования принимает все более масштабный и комплексный характер. При этом важно понимать, что информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей. Первая из них заключается в повышении эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Вторая – в повышении качества подготовки специалистов с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.
Исторически информатизация образования осуществляется по двум основным направлениям: управляемому и неуправляемому.
Управляемая информатизация образования имеет характер организованного процесса и поддерживается материальными ресурсами. В ее основе лежат обоснованные общепризнанные концепции и программы.
Неуправляемая информатизация образования реализуется снизу по инициативе работников системы образования и охватывает наиболее актуальные сферы образовательной деятельности и предметные области
Как известно, министерством образования и науки Республики Казахстан ведется работа по компьютеризации школ, подключению их к Интернету и телефонизации. В настоящее время обеспеченность компьютерной техникой организаций среднего общего образования составляет 21 учащийся на 1 компьютер с учетом мультимедийных кабинетов, в сельской школе – 20. К сети Интернет подключено 96% общеобразовательных школ, в том числе сельских – 97%.
В Послании Президента народу Казахстана «Новый Казахстан в новом мире» подчеркнуто: «Мы должны добиться предоставления качественных услуг образования по всей стране на уровне мировых стандартов. ...Развивать практику обучения в режиме он-лайн..., предусмотреть создание системы специальных классов естественно-научного профиля».
С 2007 года в учебный процесс организаций образования внедряется система «он-лайн обучения». Программа представляет собой комплекс из пяти интерактивных предметных кабинетов, два из которых являются универсальными. В них могут проводиться уроки математики, истории, географии, астрономии, а также три предметных кабинета естественно-научного цикла по физике, химии и биологии. Они оснащены специальным компьютеризированным лабораторным оборудованием, позволяющим проводить эксперименты и демонстрации по программе средней школы, получать и обрабатывать их результаты в цифровом виде на компьютере учителя. Мобильный компьютерный класс представляет собой «класс на колесах», оборудованный компьютером учителя, 14-ю компьютерами учеников и точкой беспроводного доступа, что позволяет быстро и легко разворачиваться в любом помещении в локальную беспроводную сеть.
Вместе с тем, надо иметь в виду, что информатизация – это не только компьютеры и все, что с ними связано! Это насыщение образования информацией, источниками и информационными технологиями. В этих понятиях компьютеры не фигурируют! Поступление новых бумажных книг в библиотеку школы – это тоже информатизация. Поэтому и средства не всегда компьютерные. В слове информатизация не «зашито» компьютеризация. Информатизация – шире. Во-вторых, большая ошибка считать информатизацию образования только лишь процессом. Процесс может идти и стихийно, и не всегда приводить к цели. Процессу невозможно научить. Правильнее под информатизацией понимать деятельность человека, целенаправленную деятельность, т.е. придерживаться вышеприведенного нами определение информатизации образования. Тогда ей можно учить педагогов. Люди должны быть частью такой деятельности и от них все зависит.
Существует две основные проблемы, тормозящие информатизацию: неготовность педагогов к работе с использованием средств информатизации и низкое качество содержательного наполнения, несвязность, несоответствие методическим системам обучения образовательных информационных ресурсов. Обратите внимание, что отсутствие компьютеров, Интернета и т.п. – это не проблема на самом деле. Выделят деньги и компьютеры купятся, проблема будет решена. Но сколько случаев, когда компьютеры и сети есть, а с ними не знают что делать (не умеют и нет ресурсов). Речь идет не о том, что не умеют «кнопки нажимать» – этому научиться несложно – курсы, книги и т.п. А вот как учить с использованием средств информатизации, чтобы эффективность обучения повышалась – вот это проблема! Этого почти никто из педагогов не знает, хотя пользоваться компьютером могут.
Информатизации образования как деятельности надо учить и настоящих, и будущих педагогов. Все, без исключения, студенты педагогических вузов (математики, информатики, историки, литераторы и др.) должны пройти подготовку в области информатизации образования. В педвузах! Как учат методике, так надо учить и информатизации образования.
Информатизация образования – это не только информатизация обучения. Это информатизация учебной деятельности, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной деятельности и процессов воспитания, научно-исследовательской и научно-методической деятельности, а также организационно-управленческой деятельности. Все это должно информатизироваться взаимосвязано и параллельно, без перекосов.
Ресурсы и технологии должны проходить комплексную экспертизу качества. Их использование должно быть не по принципу – чем больше, тем лучше, а в ответ на потребности системы образования, там, где они на самом деле дадут эффект. Не должно быть как сейчас – разрабатывается ресурс, а никто не задумывается, где и как он будет использоваться, нужен ли он. Нате вам ресурс, и сами придумывайте как им пользоваться. Надо сначала построить или понять методическую систему обучения школьников, в том числе методику обучения, потом выявить потребности в ресурсах, потом только делать эти ресурсы с учетом всего перечисленного.
Производство и накопление различных информационных ресурсов и технологий для учебных заведений порождает целый ряд проблем педагогического характера. Прежде всего, следует отметить очевидное отсутствие какой-либо системы в разработке, накоплении и практическом использовании разрозненных информационных ресурсов педагогического назначения. Как правило, подобные средства никак не связаны между собой и неоправданно дублируют одну и ту же информацию, что очень часто приводит к содержательным и методологическим коллизиям. Средства информатизации, используемые в рамках одного учебного заведения, требуют принципиально различных методических и технологических подходов, накладывают существенные требования на знания и умения обучаемых, что отрицательно сказывается на эффективности учебного процесса.
Еще одной проблемой, связанной с хаотичностью разработки и использования информационных технологий и ресурсов в учебном заведении, является практическая невозможность универсальной подготовки педагогических кадров, способных комплексно использовать преимущества информационных технологий в учебной, внеучебной и организационно-педагогической деятельности.
Эти и другие проблемы характерны для любого учебного заведения. В этой связи Казахский национальный педагогический университет имени Абая не является исключением. В связи с этим в КазНПУ им. Абая создается Концепция, на основании положений которой можно было бы объединить в одну унифицированную систему информационные ресурсы и технологии, используемые во всех сферах деятельности университета. В Концепции отражаются теоретико-педагогические и методологические аспекты построения и использования информационной образовательной среды университета, имеющие особое значение в связи с необходимостью формирования у каждого будущего специалиста определенного уровня информационной культуры, адекватного требованиям современного информационного общества. Кроме этого, Концепция должна отражать компонентный состав, теоретические подходы и системы требований к информационной образовательной среде КазНПУ им.Абая, описывать возможные пути интеграции и унификации информационных ресурсов, включаемых в состав такой среды, затрагивать вопросы их соответствия методическим системам обучения в университете, а также вопросы дальнейшего вхождения информационной образовательной среды КазНПУ им.Абая в состав общеказахстанского информационного образовательного пространства.
Нельзя не отметить, что в большинстве случаев использование средств информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников и студентов. В то же время любой опытный педагог подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование средств информатизации никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект.
Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно и повсеместно. Кроме того, обучение корректному и оправданному использованию средств информационных и телекоммуникационных технологий должно войти в содержание подготовки педагогов в области информатизации образования.
Основными целями подготовки педагогов в области информатизации образования должны стать:
ознакомление с положительными и отрицательными аспектами использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании;
формирование представления о роли и месте информатизации образования в информационном обществе, видовом составе и областях эффективного применения средств информатизации образования, технологий обработки, представления, хранения и передачи информации;
ознакомление с общими методами информатизации, адекватными потребностям учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной, научно-исследовательской и организационно-управленческой деятельности учебных заведений;
формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах оценки их качества, обучение педагогов стратегии практического использования средств информатизации в сфере образования;
предоставление дополнительной возможности пояснить обучаемым роль и место информационных технологий в современной мире;
обучение формирующемуся языку информатизации образования (с параллельной фиксацией и систематизацией терминологии).
В качестве основных направлений, систематизирующих содержание подготовки, должны быть отобраны сущность, цели и особенности информатизации образования, технические средства и технологии информатизации образования, методы информатизации образовательной деятельности, основы формирования информационных образовательных сред и информационного образовательного пространства, вопросы формирования готовности педагогических кадров к профессиональному использованию информационных технологий.
По поводу стандарта учебного предмета «информатика».
Проведение научного анализа функционирования предметного стандарта 2002 года и обоснование необходимых изменений, предполагаемых при разработке новых стандартов переходного периода немыслимо без учета исторически совместного развития до 90 годов, даже до второй половины 90 годов, прошлого века образовательного процесса вместе со всеми странами СНГ, входящими в СССР.
При этом надо обратить внимание на следующее:
Развитие методической системы обучения информатике для Республики Казахстан должен характеризоваться наряду с усилением общеобразовательной значимости фундаментализацией обучения школьной информатике.
При разработке стандартов начального, базового и профильного образования по информатике необходимо соблюдение целостности.
Несмотря на существование учебников по информатике для раннего обучения, необходимо еще раз пересмотреть их в соответствии новому стандарту начального общего образования, отбор содержания для обучения информатике в начальной школе в рамках учебного модуля «Информатика».
Следует особо отметить при создании Госстандарта по информатике и при разработке методической системы обучения не учитываются особенности Республики Казахстан, то есть не соблюден дидактический принцип культуросообразности, т.е. максимально возможное использование в обучении и воспитании учащихся элементов национальной культуры РК. Обучение информатике, с учетом сказанного, будет способствовать формированию национального самосознания школьников, осознанию самобытности нации, пониманию ее места в мировом культурном сообществе нации и народов.
Необходимо строго следить за систематизацией имеющихся и формированием новых, а также единством терминов по школьной информатике на государственном языке.
В связи с введением профильного обучения на старшей ступени школы в настоящее время разработано достаточно много программ профильных и элективных курсов по информатике и основанных на них учебников. В рамках этих разработок, как правило, основной упор делается лишь на углублении знаний в области информационных технологий, обеспечение прикладных профильных курсов информатики, направленных на подготовку к практической деятельности. Необходима дальнейшая разработка фундаментальных профильных курсов по информатике.
Очень важно в новых стандартах переименовать название курса «информатика» на «информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ)», что точно и четко характеризует суть этого курса.
Изучить опыт разработки стандартов нового поколения России и других стран СНГ и практиковать привлечение соответствующих специалистов из стран СНГ для разработки нашего стандарта.
Изучить и использовать различные теоретико-методологические подходы и методы к разработке образовательных стандартов в мировом масштабе.
Тенденция такова, что количество государственноязычных школ (6000 казахский язык и смешанных из всех 8000 школ РК) стало больше чем русскоязычных и увеличивается быстрыми темпами. А это требует не только казахификацию, если так можно выразиться, компьютеров (уровень и масштабы которой не должно быть не ниже русифицирования компьютеров!) и локализацию, по крайней мере, учебных программных средств на государственный язык. А еще требуется разработка методической системы обучения информатики и информатизации образования для школ и учебных заведений с государственным языком обучения. Но это ни в коем случае не означает нарушение единства образовательного пространства, например, с Россией, если бы они не были разными и не было бы вопроса об единстве образовательного пространства. Надо понимать: разные государства – возможны разные подходы, а цель одна. Не все придется точь в точь перекопировать или перевести методы обучения информатике и информатизации образования.
В компьютерной сфере казахификация— то же, что локализация, но применительно к казахскому языку: приспособление программного и аппаратного обеспечения к отображению и вводу знаков казахской письменности, создание казахскоязычного интерфейса и т. п. А локализация (англ. localization) — перевод и адаптация элементов интерфейса, вспомогательных файлов и документации.
Задача локализации не исчерпывается только переводом, более того, перевод как таковой обычно занимает скромное место в процессе локализации программного обеспечения. Типичными задачами адаптации являются использование национальных символов письменности, применение принятых национальных форматов, а также правил алфавитной сортировки текстов и т.д. А дизайн и разработка программного обеспечения должны учитывать соображения локализации самым серьезным образом. Отметим, что обеспечение корректности лексики в соответствии с правилами целевого, в нашем случае казахского языка, является требующей решения задачей в процессе локализации.
Все это, а также существующая практика обучения информатике и информатизации образования в нашей республике говорят о непременной необходимости усиления и ускорения локализации программных средств для образовательных целей.
Что такое информатизация образования?
Особенности развития современного общества
Современное состояние общества характеризуется кардинальными изменениями в научно-технической, политической, экономической, социальной и культурной сферах, вызванными быстрым распространением информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Это проникновение ИКТ в различные сферы человеческой деятельности называют информатизацией.
Информатизация – это одна из важнейших идей, порожденных особенностями развития современной цивилизации, которая прочно стала достоянием массового сознания.
Информатизация привела к возникновению «общества глобальной компетентности», характерными особенностями которого являются:
·  объем знаний, порождаемых в мировом сообществе, удваивается каждые два-три года;
·  ежедневно в мире публикуется 7000 научных и технических статей;
·  объем информации, пересылаемой через искусственные спутники Земли в течение двух недель, достаточен для заполнения 19 миллионов томов;
·  в индустриально развитых странах учащиеся к моменту окончания средней школы получают больше информации, чем их бабушки и дедушки за всю жизнь;
·  в последующие три десятилетия произойдет столько же изменений, сколько их было за последние три века.
Новый социальный заказ системе образования
Изменения в экономике влияют на формирование нового социального заказа, предъявляемого обществом к качеству подготовки выпускника школы. На первый план выходят умения:
·  коммуникативные,
·  критическое и системное мышление,
·  умение работать в команде,
·  постановка и решение задач, проектное мышление,
·  социальная ответственность и адаптируемость,
·  саморазвитие и самореализация,
·  творческий потенциал и любознательность,
·  информационные и мультимедийные умения.
Приоритетом деятельности современного общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией разработки и использования ИКТ, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.
Этот процесс инициирует:
·  совершенствование и создание новых технологий управления системой образования;
·  совершенствование хранения и распространения педагогического общества;
·  создание и внедрение новых методических систем обучения;
·  совершенствование отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания;
·  создание и использование новых методик контроля и оценки уровня знаний;
·  создание глобальной системы открытого образования.
Информатизация как техническое оснащение
Выделим несколько основных направлений информатизации образования.
Информатизация как техническое оснащение. Для данного направления информатизация образования – это процесс оснащения учреждений системы образования компьютерной техникой, программным обеспечением и средствами телекоммуникаций с целью обеспечения доступа к современным ИКТ всем участникам образовательного процесса: учащимся, педагогам, и родителям.
Минимальное типовое пространство образовательного учреждения (ОУ) должно включать следующие цифровые зоны (Рис. 1).

Рис. 1. Цифровые зоны ОУ
Цифровые зоны образовательного учреждения
Зона предметного изучения ИКТ (компьютерный класс). Первая зона представляет собой учебную аудиторию, состоящую из 13 – 15 компьютеров и сервера, интегрированных в локальную сеть ОУ. Она необходима для проведения учебных занятий и внеклассной работы учащихся и педагогов.
Зона информационных технологий обучения. Учебная аудитория, в которой должны присутствовать: современный компьютер, подключенный к локальной сети школы и имеющий доступ к глобальным информационным ресурсам, мультимедийный проектор, подключаемый к компьютеру. В данной аудитории можно проводить уроки по различным предметам с использованием ИКТ, не загружая компьютерный класс.
Административная зона. Эта зона предназначена для эффективного использования ИКТ в управленческой деятельности. У каждого сотрудника администрации автоматизированное рабочее место (АРМ) укомплектовано компьютером, средствами доступа к ресурсам глобальных сетей и унифицированным программным обеспечением, позволяющим осуществлять оперативное управление, использовать в работе общую базу данных и выводить любые формы отчетности.
Информационно-коммуникативная зона. Эта зона охватывает:
·  Медиатеку. Медиатека это библиотека электронных учебных изданий, методических материалов учителей, творческих работ учащихся ОУ. Выделение в самостоятельное структурное подразделение позволит проводить занятия кружков, факультативов, творческих лабораторий.
·  Учительскую. Учительская оснащена как минимум одним компьютером, позволяющим получать оперативную управленческую информацию и осуществлять ввод первичных данных.
·  Информационный терминал. Одно или несколько компьютерных мест в специальном кабинете для родителей. На компьютеры выводится информация по школе в целом и по ученикам, обеспечивается возможность заочных консультаций с учителями и администрацией школы.
Все эти компоненты должны быть объединены в локальную компьютерную сеть ОУ, и иметь возможность обмена данными с глобальными компьютерными сетями.
Информатизация как создание информационного образовательного пространства
Информатизация как создание единого информационного образовательного пространства. В данном случае информатизация образования – это процесс объединения при помощи глобальной сети Интернет учреждений и структур системы образования с целью обеспечения для всех участников образовательных процессов равных возможностей:
·  в доступе к образовательной информации;
·  в получении образовательных услуг.
Пути создания условий единого информационного пространства:
·  обеспечение информационной целостности и совместимости всех данных;
·  обеспечение совместимости с современным программным обеспечением;
·  создание единого информационного пространства в каждом образовательном учреждении путем объединения персональных компьютеров в локальную сеть.
Под информационным пространством ОУ понимают специально организованный комплекс компонентов, обеспечивающих системную интеграцию ИКТ в образовательный процесс с целью повышения его эффективности.
Единое информационное пространство ОУ выполняет несколько функций.
Информационная функция выполняется за счет наличия единой базы данных, содержащей учебный план, сведения об учениках, сведения об учителях, расписание, электронный журнал, разнообразные отчеты и другие аспекты учебно-воспитательного процесса.
Образовательнаяфункция выполняется за счет использования в учебном процессе цифровых учебных курсов, представленных на CD, в Интернете, экранных наглядных материалов, курсов собственной разработки.
Коммуникативнаяфункция выполняется за счет возможности общения с учениками, родителями, коллегами посредством сайта образовательного учреждения, электронной почты, электронной доски объявлений и др.
Школьный сайт как средство построения информационного образовательного пространства
Сайт школы является важным звеном информационного пространства ОУ.
Web-сайт– группа Web-страниц, связанных вместе единой темой, общим стилем оформления и взаимными гипертекстовыми ссылками.
Web-страницадокумент во «Всемирной паутине», содержащий:
·  форматированный текст;
·  мультимедийные объекты (графику, звук, видеоклипы);
·  ссылки на другие Web-страницы или другие ресурсы сети Интернет;
·  активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере клиента по заложенной в них программе.
Определим, основные цели школьного сайта.
1.  Сайт как координационная точка внутришкольного взаимодействия. В этом случае сайт будет обслуживать внутренние потребности ОУ, и его структура и информационное наполнение будут отличаться от сайта, размещенного во всемирной сети. Содержание сайта в большей степени будет интересно участникам образовательного процесса только данной школы. Появляется возможность больше места на сайте отводить внутренней учебной и административной жизни школы.
2.  Сайт как визитка школы. Такой сайт:
§  выполняет функцию визитной карточки школы – со своим уникальным стилем и характерной для данной школы формой подачи материала;
§  отражает своеобразие педагогической системы школы, специфику реализуемых в школе образовательных программ;
§  устанавливает контакты с образовательными и деловыми кругами.
3.  Школьный сайт как элемент более глобальной образовательной интернет-системы. В таком качестве сайт может работать одним из информационных субъектов, комплекс которых может отражать динамически меняющуюся образовательную картину в рамках района, города, региона.
Школьный сайт должен обеспечивать функционирование следующих ресурсов:
·  ftp-сервер как электронное хранилище образовательных ресурсов (CD, презентации, тесты, иллюстративный материал, музыка, видео, …);
·  форумы как способы решения (обсуждения) педагогических, методических и других проблем, инициатив;
·  World Wide Web как средство получения необходимой информации из любой точки Интернета;
·  E-mail как способ оперативного обмена электронной документацией.
Структура сайта образовательного учреждения
В среднем, хороший школьный сайт:
·  содержит справочную информацию, интересующую родителей при поступлении ребенка в школу (в том числе об учителях, учебных программах, традициях);
·  отражает происходящие в школах события (праздники, конференции, конкурсы);
·  отражает в развитии постоянно действующие направления в работе школы (школьный музей, участие в проектах и др.);
·  предоставляет возможность ученикам и учителям размещать свои творческие работы и материалы;
·  содержит элементы дистанционной поддержки обучения (например, виртуальный консультационный пункт);
·  представляет учреждение международному сообществу;
·  Поддерживает личные страницы учеников, учителей.
Возможная структура школьного сайта (Рис. 2).
 

 
 
 
 
 
 
 
 Информатизация Образования
в широком смысле — комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией; в узком — внедрение в учреждения системы образования информац. средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информац. продукции и пед. технологий, базирующихся на этих средствах (см. Компьютеризация обучения).
И. о.— часть процесса информатизации общества, к-рый можно рассматривать как один из определяющих факторов поворота к высокоорганизов. стадии цивилизации. Информатизацию общества принято связывать с чинформац. взрывом» (С. Лем), сущность к-рого состоит в экс-потенциальном нарастании кол-ва социально значимой информации (науч., технол., культурной и др.). Это явление наметилось в кон. 18 в., когда переработка всей новой информации стала практически непосильной для одного человека. Наиб, широкие масштабы этот процесс принял в 20 в. Социально-экон. предпосылкой «информац. взрыва» является быстрое развитие производит, сил, к-рое, с одной стороны, приводит к увеличению информац. потоков для осуществления более эффективного управления экономикой, с другой — связанный с развитием производит, сил рост производительности труда влечёт за собой высвобождение людей из сферы пром. и с.-х. произ-ва и создаёт основу для расширения сферы информац. произ-ва. Возникает повышенная потребность в развитии произ-ва ин-формац. средств для создания, передачи, хранения, обработки, тиражирования информации и автоматизации информац. процессов. Такая потребность обусловила' возникновение наряду с традиционными информац. технологиями, базирующимися в основном на «бумажном» (книги, газеты и т. п.) и «плёночном» (фото, кино) представлении информации, новых информац. технологий (НИТ), в основе к-рых лежат электронные средства информации. Среди последних особую роль сыграли ЭВМ (компьютеры) и аудиовизуальные электронные средства (телевидение, видео и др.). Термин «новые информац. технологии» всё чаще связывается с использованием ЭВМ в сочетании с разнообразными «периферийными» устройствами (дисплей, принтер, устройства для преобразования данных из графич. и звуковой форм представления информации в числовую и обратно и др.).
Новые информац. технологии не вытесняют традиционные — кол-во «бумажной» и «плёночной» информации продолжает нарастать, поэтому процесс информатизации не сводится только к внедрению НИТ. Постепенно складывается многоуровневая система представления информации на разл. носителях и в разл. знаковых системах, в к-рой тесно взаимодействуют традиционные и НИТ.
Наряду с развитием информац. структур происходит процесс «семиотиза-ции» общества — появление и развитие многочисл. знаковых систем, благодаря к-рым образуется многокомпонентное «информац. поле», представляющее собой специфич. информац. окружение человека (сочетание текстов, графич. изображения, звуковых и аудиовизуальных сообщений и др.). Возникает проблема информационной (коммуникативной) адаптации человека в обществе.
Теоретич. основой информатизации общества является информатика. Этот термин трижды вводился в рус. науч. лексикон. В 60-е гг. 20 в.— для обозначения науч. дисциплины об организации поиска и накопления науч.-техн. информации. Другое его значение было привнесено из франц. яз. (informatique—информац. автоматика) и определяло науку об автоматизир. процессах передачи, обработки, хранения информации на базе ЭВМ. Такое пониманиетермина близко к англ. Computer science («компьютерные науки»). С 80-х гг. происходит качеств, изменение в понимании термина «информатика», связанное с осмыслением понятия «информатизация», к-рое стало «одной из активных точек роста философской науки последних десятилетий» (А. П. Ершов). Под информатикой понимается система знаний, относящихся к произ-ву, переработке, хранению, поиску и распространению информации в самых разнообразных её аспектах в природе, обществе, техносфере.
Среди специфич. социально-пед. проблем центр, место занимает противоречие между темпом приращения знаний в обществе и ограниченными возможностями их усвоения индивидом. Попытки разрешить это противоречие приводят к отказу от абс. образоват. идеала («всесторонне развитой личности») и замещения его социально-детерминиров. образоват. идеалом — макс, развития способностей человека к самореализации. Необходимо при этом обеспечить человеку право выбора направлений образования, что обусловливает введение достаточно ранней дифференциации обучения и создание систем непрерывного образования. Реализовать идею непрерывного образования возможно, лишь подготовив необходимые условия для самообразования: создание организац. и правовой основы для доступа к разл. источникам информации, формирование и развитие у человека способностей, связанных с её поиском, обработкой, восприятием, пониманием, использованием. Человек, не владеющий информац. технологиями, лишается одного из адаптац. механизмов в динамично развивающемся социуме. Информац. средства и технология становятся своего рода информац.органами, «продолжениями» человека (X. М. Мак-Люэн). Возникает проблема формирования и развития информац. культуры индивида (см. Ме-диа-образован ие).
В СССР термин «И. о.» в сер. 80-х гг. употреблялся в узком смысле. В 1988 группой учёных под руководством акад. А. П. Ершова была разработана первая отеч. концепция: И. о., в к-рой выделен ряд направлений: формирование компьютерной грамотности как элемента общеобразоват. подготовки человека; обучение проф. использованию НИТ; развитие содержания и методов обучения на основе НИТ; использование НИТ в качестве орудий труда; НИТ и спец. педагогика; досуговое применение ЭВМ; ЭВМ в управлении образованием. Были намечены осн. этапы И.о.: первоначальное ознакомление выпускников ср. и высш. уч. заведений и педагогов с возможностями ЭВМ; развёртывание комплекса исследований форм и методов использования ЭВМ в уч. процессе; отработка организац. и техн. вопросов создания пед. программных средств и др.; в 90-х гг.— широкое распространение форм творческой работы учителей и учащихся с использованием вычислит, техники; организация массового эксперимента по применению ЭВМ в обучении, создание систем компьютерной связи между учреждениями образования и др. В дальнейшем предполагался массовый переход к изучению общеобразоват. дисциплин с использованием вычислит, техники на всех ступенях образования; ввод в действие общедоступных баз данных для поддержки систем заочного обучения, переподготовки и повышения квалификации; создание интегрированной компьютерной системы управления учреждениями образования и др. Концепция зафиксировала сложившийся к кон. 80-х гг. уровень представлений о процессе И. о., компьютеризации обучения и информац.-техн. и организац. аспектах, оставив в стороне психол., социальные и др.
В 1990 была создана уточнённая концепция И. о. (Б. Е. Алгинин, Б. Г. Киселёв, С. К. Ландо, И. С. Орешков, В. В. Рубцов, Б. Г. Семянинов, А. Ю. Уваров, Д. С. Черешнин и др.), отражавшая более общее понимание процесса И.о., его связь с информатизацией общества. Выделялись перспективные для целей образования компоненты НИТ: компьютерные лаборатории, средства телекоммуникаций (компьютерных, аудиовизуальных и др.), оперативной полиграфии, системы интерактивного видео и др. Авторы иначе трактовали и ближайшие этапы И. о., не уточняя их временных границ: массовое освоение новых информац. технологий, развёртывание исследо-ват. работы по их пед. внедрению; активное освоение и фрагментарное введение средств НИТ и на их основе — новых методов и организац. форм уч. работы в традиц. уч. дисциплины; изменение структуры содержания образования на всех его ступенях и метод, аппарата обучения на основе НИТ. Предусматривались неск. направлений изменения содержания образования, разработка качественно новой модели подготовки члена «информац. общества» —развитие способностей к коммуникации, творческой деятельности и др. Поворот к более широкому пониманию И.о. стимулировал исследования закономерностей этого процесса. Было установлено, что разл. звенья структуры ср. уч. заведений неодинаково «предрасположены» к разл. компонентам И. о. Наиб, потребность в компьютеризации испытывают структуры поддержки уч.-воспитат. процесса: системы управления уч. заведениями, информац.-пед. служба (библиотеки, медиа-теки), пед. и мед. службы. Интенсивное включение аудиовизуальных средств в процесс обучения более успешно проходит в рамках предметов гуманитарного цикла и биологии. Учителя принимают в основном три направления применения ЭВМ: компьютер как информац. средство для подготовки к занятиям (поиск, отбор, создание, тиражирование информации); средство диагностики, тренинга, коррекции знаний, умений и навыков учащихся; средство возможного облегчения работы с пед. документацией. Функции обучения учитель оставляет за собой.
Практика информатизации ср. школ поставила ряд проблем. Одной из наиб, острых (помимо материальных и организационных) является проблема «сопротивления учителей»-внедрению НИТ в процесс обучения, вызванная противоречием между коллективными формами обучения, характерными для классно-урочной системы, и индивидуализацией обучения, стимулируемой персональными ЭВМ. Др. проблема — вероятное уменьшение межличностных контактов за счёт расширения обращения к обезличенной информации. Эта проблема, в частности, связана с феноменом «хакерства» — появлением категории людей, стремящихся погрузиться в иллюзорный мир на экране компьютера, активно взаимодействующих с ним, но оторванных от реального мира. Важный круг проблем связан с правовыми основами распространения информации в системе образования: права учащихся на получение информации, защита от использования информации об учащихся др. лицами ему во вред и от несанкциониров. доступа к шк. базам данных; авторское право, и, в частности, использование в образоват. целях информации, на к-рую наложен запрет на бесплатное распространение; защита информации от преднамеренной и непреднамеренной порчи (особенно актуальная в связи с появлением компьютерных «вирусов») и др.
Лит.: Коренной А. А., Информация и коммуникация, К., 1986; Суханов А. П., Мир информации. История и перспективы, М., 1986; его же, Информация и прогресс, Новосиб., 1988; Ершов А., Шк. информатика в СССР: от грамотности к культуре, «Информатика и образование», 1987, № 6; В о p о б ь е в Г. Г., Твоя информац. культура, М., 1988; Концепция информатизации образования, под ред. А. Ершова, М., 1988; Семенюк Э. П., Информатика: достижения, перспективы, возможности, M., 1988; Грищенко В., Д о в-гяло А., Пути развития информатизации образования, «Информатика и образование», 1989, № 6; Компьютеры в шк. образовании социалистич, стран: состояние и перспективы, М., 1989; Шатров А., Ц е-венков Ю., Проблемы информатизации образования, «Информатика и образование»,
1989. № 5; Информатика и культура, Ново-сиб., 1990; Концепция информатизации образования, «Информатика и образование»,
1990. № 1; Рейзема Я. В., Информатика социального отражения, М., 1990; Уваров А., Информатика в школе: вчера, сегодня, завтра, «Информатика и образование», 1990, № 4; Информац. технология в университетском образовании, М., 1991; Наука и технология в образовании 1990-х гг.: сов. и амер. перспективы, М., 1991; Сергеева Т., Новые информац. технологии и содержание обучения (на примере предметов естеств.-науч. цикла), «Информатика и образование», 1991, № 1.
А. В. Шариков.
Комптютерные телекоммуникации в системе общего образования
 
Телепроекты, телеконференции, дистанционное обучение -виды компьютерных телекоммуникаций, получающие распространение в последние годы.
Телекоммуникации (от греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения, компьютера и т. п.).
Телекоммуникационными системами объединяются самые разные оконечные устройства: ЭВМ и телефаксы, телексы и видеомониторы, роботы и телекамеры и т. п.
Компьютерные телекоммуникации - телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.
Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, - асинхронной.
Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.
Телекоммуникационная технология может предоставить неограниченные возможности, чтобы решить проблемы дистанционного обучения не только для отдаленных регионов России, малокомплектных сельских школ, разбросанных по малым деревням, но и для больных детей, детей-инвалидов, не имеющих возможности посещать школу.
Самой известной и наиболее емкой телекоммуникационной сетью является Интернет (Internet). Интернет - это международная сеть сетей, в которой работают пользователи из университетов и исследовательских организаций, государственных учреждений и частных фирм и т.п. Сети, входящие в Интернет, базируются на едином для всех них наборе сетевых протоколов (TCP/IP), но они могут беспрепятственно обмениваться информацией и с другими сетями мира через специальные «шлюзы» - компьютеры, конвертирующие всю проходящую по сети информацию в нужные форматы в соответствии с системой протоколов, существующих в этих сетях.
Интернет был создан более 20 лет назад в США как экспериментальная сеть, объединившая телекоммуникационную сеть ARPAnet, радиовещательную и спутниковую сети, связанные с деятельностью Министерства обороны США. Сейчас Интернет распространен по всему миру, и его пользователями уже стали более 20 млн человек.
Сеть позволяет пересылать пакеты данных с одного подключенного к Интернету компьютера на любой другой, независимо от того, соединены они между собой или нет. Маршрутизаторы Интернет автоматически выбирают оптимальный маршрут для доставки пакетов данных до места назначения. На этой основе были разработаны различные службы, использующие возможности Интернета.
Электронная почта (e-mail) – пересылка печатных материалов, графиков, деловых документов, фотографий, таблиц, газет и журналов с помощью электронных методов передачи и обработки информации для обмена корреспонденцией. С ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовой вид) любому пользователю Интернета. Время доставки писем обычно не более нескольких часов, а иногда и нескольких минут.
Общаться между собой по электронной почте могут пользователи, находящиеся и в пределах одного учреждения, и в различных уголках планеты.
Электронная почта используется для таких целей:
1) пересылка сообщений другому пользователю;
2) передача одного и того же сообщения нескольким пользователям;
3) рассылка сообщений в несколько организаций по определенному списку;
4) передача текстового файла;
5) посылка бинарного файла, содержащего компьютерную программу, графическое изображение, обработанные с помощью текстового редактора документы, электронную таблицу или даже аудио- и видеоинформацию;
6) распространение «электронного журнала»;
7) передача по сети «горячих новостей» и объявлений.
Электронная почта также используется как средство доступа к программам удаленных компьютеров и сетевым службам, например, для получения файлов определенных документов или ответов на запросы из сетевых баз данных. Такая ЭВМ может выполнять узкий круг функций, тогда она называется ЭДО (электронная доска объявлений, BBS), или более широкий, включающий пересылку сообщений на значительные расстояния с подключением других ЭВМ, тогда говорят о телекоммуникационной сети. В этом случае пользователи должны стать абонентами этой электронной сети. Таким образом, за определенную плату они получают возможность посылать на электронный адрес партнера информацию в любое удобное для них время и соответственно запрашивать информацию для себя. Эта связь и именуется «электронной почтой». У любого пользователя в памяти ЭВМ есть некоторое отведенное ему пространство, которое называется почтовым ящиком. У каждого почтового ящика имеется уникальный электронный адрес.
Если пользователь хочет дать какую-то информацию не только своему партнеру, но и другим пользователям данной электронной сети, он может воспользоваться другими способами работы в сети -«доской объявлений» или конференцией.
Не следует путать конференцию как вид услуг телекоммуникационной сети (иначе говоря, почтовый ящик, принадлежащий сразу целой группе пользователей) с телеконференцией.
Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т.п.).
Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.
Существует два вида электронных конференций, проводимых в Интернете:
- «реальные» конференции, когда пользователи общаются друг с другом непосредственно;
- отсроченные во времени дискуссии, которые чаще всего и называются электронными конференциями, или телеконференциями.
Электронные конференции - это разновидность электронной доски объявлений, на которой все заинтересовавшиеся определенной темой обсуждения могут читать сообщения, отправленные другим пользователям или отвечать на них. Каждая конференция обычно имеет несколько «сюжетных линий», объединенных одной темой.
Конференции бывают «открытыми» - доступными для любого пользователя сети - или «закрытыми», доступ к которым осуществляется только под строгим контролем ведущего конференции (модератора) и лишь для избранного количества участников, приглашенных им.
Электронные конференции используются для того, чтобы:
а) задавать вопросы;
б) отвечать на вопросы других;
в) участвовать в дискуссии (многие конференции напоминают диспуты, в которых каждый имеет право выступить и высказать свое мнение);
г) читать сообщения, пришедшие на конференцию;
д) рассылать информационные сообщения, которые сразу же попадают в поле зрения всех заинтересованных пользователей;
е) для учебных целей (для самообразования и для работы с учащимися);
ж) для целей «паблик рилейшнз» (общественных связей), когда, принимая активное участие в работе конференции, можно рассказать о себе и о своих разработках, идеях, открытиях.
На основе материалов конференции может быть опубликована статья в периодических изданиях с указанием конкретных пользователей, представивших свою информацию, как соавторов.
Существуют и специальные устройства для передачи на расстояние статичных изображений как самого партнера, так и всевозможных фотоизображений, рисунков, графиков и пр., называемые люмофонами. Они могут быть также включены в телеконференцию. Тогда это будет люмофонная телеконференция, обеспечиваемая телефонными линиями.
Служба Интернета - серверы новостей - рассылает новости по тем или иным темам в виде электронных писем.
Файловые серверы (или FTP-серверы) Интернета - хранилища файлов. На них хранятся программы, тексты документов, книг и т.д. Каждый пользователь Интернета может получить оглавление FTP-сервера или любой из хранящихся на нем файлов в виде электронного письма, направив электронное письмо со специально подготовленным запросом на FTP-сервер. Возможны просмотр оглавления и получение файлов и в диалоговом режиме (в режиме Telnet - удаленного терминала).
Службы поиска Интернета позволяют найти нужный документ на включенных в сеть FTP-серверах. Поиск может вестись по ключевым словам и другим характеристикам документа. Задать запрос службе поиска можно в диалоговом режиме или послав ей специально оформленное электронное письмо.
Одной из наиболее часто используемых служб поиска в сети Интернет является WWW (World Wide Web) - сервер информационного поиска, позволяющий работать пользователю с информационными источниками в режиме гипертекста (гиперсреда - представление информации на узлах, соединяемых с помощью ссылок, а гипертекст - тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам). Благодаря специальной системе перекрестных ссылок перемещение от документа к документу, находящемуся на другом сервере, происходит незаметно для пользователя.
В процессе воспитания и обучения телекоммуникации могут измениться сами концепции образования. С их помощью мировая культура становится общемировым достоянием, доступным всем пользователям международных сетей. Они стирают границы, сокращают пространства и экономят колоссальное количество времени, которое раньше уходило на поиск и обработку информации. Пользование коммуникациями принципиально меняет сам характер мышления современных школьников. Ученик, владея информацией и способами ее сбора, хранения и передачи, в процессе обучения превращается в активного субъекта педагогического процесса, исследователя, умеющего самостоятельно и творчески ставить и решать широкий круг задач.
Есть и негативные стороны этого процесса, связанные с тем, что в мировой сети много информации, получение которой детьми и подростками не всегда желательно, а нередко и преждевременно. Это ставит очень острую проблему кодирования такой информации, чтобы она стала недоступной для широкого использования. Но с другой стороны, распространение деятельности хакеров (талантливых компьютерщиков-программистов, которые взламывают самые секретные программы даже государственного уровня) делает эту проблему практически трудно разрешаемой.
Телекоммуникации позволяют осуществить принципиально новый подход к обучению и воспитанию учащихся, который:
а) базируется на широком общении, сближении, стирании границ между отдельными социумами, на свободном обмене мнениями, идеями, информацией участников совместного проекта;
б) имеет в своей основе реальные исследовательские методы (научная или творческая лаборатория), позволяющие в процессе совместной деятельности группы участников познавать законы природы, основы техники, технологии, социальные явления в их динамике, особенности разнообразных видов творчества;
в) основан на широких контактах с культурой других народов, опытом других людей;
г) естественным образом стимулирует развитие гуманитарного образования, акцентирует внимание на нравственных аспектах жизни и деятельности человека, на состоянии и сохранении окружающей его среды;
д) стимулирует развитие родной речи и овладение иностранными языками, когда дело касается международных проектов;
е) способствует приобретению как учащимися, так и учителями разнообразных сопутствующих навыков, которые могут оказаться полезными в последующей жизни, в том числе и навыков пользования компьютерной техникой и технологией.
Учитель, используя технические возможности информационных телекоммуникаций, может оперативно с учетом своих текущих задач подбирать информацию на урок из практически неограниченных ее источников, что создает принципиально новую информационную ситуацию. Аналогичные возможности предоставляются и ученику при работе в классе и в процессе самостоятельной подготовки и самообразования.
Компьютерные телекоммуникации позволяют формировать у учащихся и необходимый уровень знаний, и умения анализировать, сравнивать, обобщать, обрабатывать имеющуюся информацию, находить нужную информацию, связывать ее с изучаемыми вопросами, т. е. формировать информационную культуру школьника. Обучение происходит в ходе общения, поиска информации и работы с ней. На первый план выступает интерес к новой информации, желание осмыслить ее, поделиться новым знанием с окружающими, применить имеющиеся знания и умения в конкретной ситуации.
В сфере образования телекоммуникации получили развитие в методе проектов и дистанционном обучении.
Основной формой организации учебной или внеучебной деятельности учащихся в сети может стать телекоммуникационный проект. Учебный телекоммуникационный проект – совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, организованная на основе
, имеющая общую цель, согласованные способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности (Полат Е.С.).
Специфика телекоммуникационных проектов заключается в их межпредметном характере. Решение проблемы, заложенной в любом проекте, всегда требует привлечения интегрированного знания. Но в телекоммуникационном проекте, особенно международном, требуется, как правило, более глубокая интеграция знания, предполагающая не только знание собственно предмета исследуемой проблемы, но и понимание особенностей национальной культуры партнера, его мироощущения.
Телекоммуникационные проекты должны предусматривать:
1) процесс систематических, длительных наблюдений за тем или иным природным, физическим, социальным и другим явлением;
2) сравнительное изучение, исследование того или иного явления, факта, события, происшедших или имеющих место в различных местностях, для выявления определенной тенденции или принятия решения, разработки предложений;
3) сравнительное изучение эффективности использования одного и того же или разных (альтернативных) способов решения одной проблемы, одной задачи для выявления решений, пригодных для широкого круга задач;

4) совместную творческую разработку с реальным результатом (создание журнала, пьесы, книги, музыкального произведения, предложений по совершенствованию учебного курса и т. д.);
5) проведение увлекательных приключенческих совместных компьютерных игр, состязаний.
Работа над любым проектом проходит в несколько этапов:
1-й этап: организационный, включает поиск и представление партнеров.
2-й этап: выбор и формулировка общей проблемы. Он включает определение целей и задач (зачем затевается этот проект, что ученики узнают и чему научатся по завершении работы над этим проектом); обсуждение плана достижения поставленных целей и уточнение подходящих для этого тем. Этот этап проводится состоявшимися учительскими парами при участии координаторов с обеих сторон (если проект международный).
3-й этап: обсуждение методических аспектов и организация работы учащихся на уроке и во внеурочное время. Предполагает работу координатора индивидуально с каждым учителем (лично или по сети).
4-й этап: структурирование проекта с выделением подзадач для определенных групп учащихся и отдельных учеников, подбор необходимых материалов. Общий простой план становится развернутым, выделяются этапы и их задачи (подзадачи) и распределяются между группами учащихся с учетом их интересов, определяются планируемые результаты и способы их решения и оформления.
5-й этап: собственно работа над проектом. Тщательно разработанные задания для каждой группы (2-5 чел.) учащихся и подобранный (если необходимо) материал позволяют учителю не вмешиваться в работу группы, выполняя роль консультанта. Предполагается интенсивный обмен информацией, мнениями, полученными результатами между партнерскими группами разных школ.
6-й этап: презентация проекта. На этом этапе группы рассказывают о проделанной работе, результаты обобщаются и оформляются в виде книги, журнала, видеофильма.
7-й этап: подведение итогов.
Формы работы над проектом могут быть различными: индивидуальные проекты (внутри общего проекта); парные проекты, когда над одним проектом работают партнеры в паре; групповые проекты, когда в проекте принимают участие группы с обеих сторон или группы из нескольких регионов. Проекты могут проводиться в рамках электронной почты или в телеконференциях. Формы организации совместной работы учащихся над проектом определяются исходя из особенностей тематики, целей совместной деятельности, интересов участников проекта. Главное, что в любом случае это разные виды самостоятельной деятельности учащихся. Успех проектной деятельности учащихся в большой степени зависит от организации работы внутри группы, от четкого распределения обязанностей и определения форм ответственности за выполняемую часть работы.
Существуют проекты разной степени сложности. Это могут быть проект, охватывающий весь класс и предусматривающий работу над отдельными проектами, составляющими общий проект, или самостоятельные небольшие проекты, охватывающие всего несколько или даже пару учеников с обеих сторон.
Существуют различные классификации телекоммуникационных проектов.
По преобладающему методу: исследовательские, творческие, приключенческие, игровые, информационные, практико-ориентированные.
По содержанию: литературно-творческие, естественно-научные, экологические, языковые, культурологические, ролево-игровые, спортивные, географические, исторические, музыкальные. Есть и другие классификации.
Примеры телекоммуникационных проектов
«Мозайка» - это проект, над которым работают школы разных стран мира, располагающие необходимыми средствами ИКТ (информационно-коммуникативных технологий). Для участия в проекте необходимо иметь доступ к компьютерам, робототехнике, электронной почте, сетям связи и средствам проведения видеоконференций.
Мозайка - это название вымышленного острова, расположенного между Мозамбиком и Ямайкой. Школьники изучают экологические условия Мозайки и разрабатывают проекты создания здесь «идеального» острова.
Все школы-участницы получают буклет, содержащий полную информацию о Мозаике и ее проблемах. К примеру, здесь очень много солнечных дней, земля пересыхает, а воду приходится добывать с большой глубины. Жители Мозайки существуют за счет рыбной ловли и занятий сельским хозяйством. Имеется также одно промышленное предприятие, загрязняющее окружающую среду. «Центральная школа» - это то место, в котором предстоит реализовать остров Мозайку (соорудив его из дерева, картона и т. п.). Для воплощения технических решений, предложенных другими школами, используются наборы LEGO DACTA. Учителя «центральной школы» проводят совместные работы с детьми из разных классов (от 9 до 12 лет) и, кроме того, исполняют обязанности переводчиков (привлекаются также родители и другие ученики, говорящие на разных языках).
Каждая школа сосредоточивается на конкретной экологической проблеме. Учащиеся должны постараться предложить для острова Мозайка наилучшие решения. Они могут экспериментировать и строить опытные модели.
Все принимающие участие в совместной работе школы регулярно получают информацию об «исследованиях на месте» (тексты, предложения, планы и чертежи).
Три раза в течение учебного года (или чаще) в рамках проекта проводятся видеоконференции, объединяющие всех участников и позволяющие им поделиться индивидуальным опытом и помочь «центральной школе» реализовать идеальный остров Мозайку.
Во время заключительной видеоконференции каждая школа получает возможность дистанционно управлять той частью модели, за разработку которой она отвечает (http://tecfa.unige.ch/pangea/expo/hall.html).
Основная цель проекта «Щукино» состоит в том, чтобы привлечь внимание детей к их малой Родине - Щукину, расположенному в северо-западной части Москвы, к тем местам, в которых они живут, гуляют и учатся.
Работы по проекту проводятся в московской школе № 1874 в три этапа, преимущественно в рамках уроков, посвященных работе с компьютерами (1 ч в неделю), а в двух классах также на уроках москвоведения. Завершающий этап проекта реализуется исключительно во внеурочное время - в ходе занятий факультативной группы по освоению электронной почты.
1-й, подготовительный, этап, в котором принимают участие более 250 человек, осуществляется учениками вместе с их классными руководителями и родителями. Дети ходят по улицам Щукина, записывая основную информацию и делая зарисовки.
Дети в процессе выполнения проекта знакомятся с элементами картографии, учатся пользоваться фото- и видеоаппаратурой.
2-й этап целиком осуществляется на уроках по изучению компьютера и заключается в предварительной компьютерной обработке собранной информации: наборе и редактировании текстов, создании и детализации собственных рисунков (1 -2-е классы) и карт (3 - 4-е классы). Обмен информацией между участниками проекта производится с использованием электронной почты в рамках внутришкольных конференций «Моя Москва» и «Наша школа».
В результате ученики знакомятся с текстовыми и графическими редакторами и осваивают основные принципы работы с ними, узнают особенности электронной сети, связи и возможности, предоставляемые ею для обмена информацией.
3-й этап осуществляется в виде конкурсного отбора информации из результатов всей проделанной к этому времени работы; сначала этим занимаются группы и классы, затем инициативная группа старшеклассников, которая на этой стадии подключается к работе над проектом и выполняет функции жюри. Кроме того, учащиеся старших классов дополняют отобранные материалы сделанными на улицах района фотографиями, которые они сами сканируют и обрабатывают на компьютере, и используемыми при проведении уроков видеоматериалами. Учащихся младших классов, принимавших активное участие в проекте, ожидает сюрприз -им будет поручено создание модели микрорайона в каком-либо конструкторе.
На этом этапе школьники знакомятся с особенностями работы со сканером при считывании текстов различных форматов; с редактированием кадров видеофильмов; с компьютерной обработкой видеофрагментов, методами технического моделирования с использованием буфера обмена; с форматированием текстов и сборкой единого блока из отдельных текстов и рисунков.
4-й этап, временно завершающий проект в целом, состоит из сборки всего отобранного материала (28 детских рисунков, 24 фотографии и более 150 Кб текста) в единый гипертекст с использованием прикладной программы HyperStudio; эта работа выполняется одним человеком - учеником 9-го класса при технической и программной поддержке ученика 10-го класса (http:// www.school.edu.ru/nahodki/datarus.html).
Дистанционная форма обучения - получение образования без посещения учебного заведения с помощью современных информационно-образовательных технологий и систем телекоммуникации. Дистанционное обучение - заочное образование, самообразование и самообучение, заочное повышение квалификации и переподготовка, общедоступное «открытое» обучение.
Дистанционное обучение - комплекс дидактических методов, основанных на совершенно иных по сравнению с традиционными принципах обучения. Однако удаленность преподавателя от обучаемого порождает ряд проблем, имеющих место даже при самой совершенной системе дистанционного обучения. Именно поэтому при равных альтернативных возможностях традиционная форма образования всегда будет иметь преимущество перед дистанционной.
Но есть сферы образовательной деятельности, где современные телекоммуникационные технологии позволяют существенно расширить доступ обучаемых к учебной информации и образовательным ресурсам и дают неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными.
Действующая с 1993 г. сеть «ИНФОРМ-ОБРАЗОВАНИЕ» охватывает весь континент, крайние ее точки - Мурманск, Байконур, Камчатка. Фактически большинство регионов (в основном областные, краевые города, столицы республик) включены в сеть не только как получатели информации, но и как активные участники процессов формирования и распространения образовательной информации на территории России, с выходом за рубеж. Недавно к сети присоединились Казахстан, Белоруссия и др. В программу включаются материалы по заказам органов управления образованием, школ, педагогических учебных заведений, институтов повышения квалификации учителей.
Дистанционное обучение можно использовать в высшей школе, а также для повышения квалификации и переподготовки специалистов. Оно обеспечивает систематизацию и представление информации из общедоступных баз знаний, а также сертификацию знаний, расширяет доступ к учебным материалам и методическим ресурсам, повышает комфортность обучения, не отрывает от основной работы.
Дистанционное образование открывает большие возможности для учеников-инвалидов. Современные информационные образовательные технологии позволяют учиться незрячим, глухим и страдающим заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Оно дает возможность осуществлять довузовскую подготовку. Это позволяет получать образование в удобное время без изменения места жительства; предоставляет равные возможности сельским школьникам в подготовке к вступительным экзаменам.
Для всех выделенных направлений существует своя специфика, связанная с предметной областью и возрастными особенностями обучаемых.
В последние годы все большее распространение получают четыре вида дистанционного обучения, основанного на:
а) интерактивном телевидении (two-way TV);
б) компьютерных телекоммуникационных сетях (региональных и глобальных, Internet) в режиме обмена текстовыми файлами;
в) сочетании интерактивного телевидения и компьютерных телекоммуникационных сетей;
г) компьютерных телекоммуникационных сетях с использованием мультимедийной информации, в том числе в интерактивном режиме, а также с использованием компьютерных видеоконференций.
Дистанционное обучение предполагает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д., т.е. вне телекоммуникационных сетей, предназначенное для самообразования, так как они не предусматривают оперативной обратной связи с преподавателем. Существующая в настоящее время сеть открытого и дистанционного обучения в мировой практике базируется на шести известных моделях.
Модель 1. Обучение по типу экстерната.
Обучение, ориентированное на школьные или вузовские (экзаменационные) требования, предназначается для учащихся и студентов, которые по каким-то причинам не могут посещать очные учебные заведения.
Модель 2. Университетское обучение (на базе одного университета).
Система обучения для студентов, которые обучаются не очно (оn-campus), а на расстоянии, заочно или дистанционно, т.е. на основе новых информационных технологий, включая компьютерные телекоммуникации (off-campus). Такие программы для получения разнообразных аттестатов образования разработаны во многих ведущих университетах мира. Студентам предлагаются помимо печатных пособий аудио- и видеокассеты, разработанные ведущими преподавателями этих университетов.
Модель 3. Обучение, основанное на сотрудничестве нескольких учебных заведений.
Сотрудничество нескольких образовательных организаций в подготовке программ заочного/дистанционного обучения позволяет сделать их более профессионально качественными и менее дорогостоящими. Перспективная цель данной программы - дать возможность любому гражданину стран Содружества получить любое образование на базе функционирующих в странах Содружества колледжей и университетов, не покидая своей страны, своего дома.
Модель 4. Автономные образовательные учреждения.
Специально созданные для целей дистанционного обучения образовательные учреждения ориентированы на разработку мультимедийных курсов. В их компетенцию входит также оценка знаний и аттестация обучаемых. Самым крупным подобным учреждением является Открытый университет в Лондоне. Плата за обучение осуществляется целиком теми организациями, фирмами, где работают студенты.
Модель 5. Автономные обучающие системы.
Обучение в рамках подобных систем ведется целиком посредством ТВ или радиопрограмм, а также дополнительных печатных пособий.
Модель 6. Неформальное интегрированное дистанционное обучение на основе мультимедийных программ.
Такие программы ориентированы на обучение взрослой аудитории, тех людей, которые по каким-то причинам не смогли закончить школьное образование.
Основные цели всех моделей образования на расстоянии:
1. Предоставить возможность обучаемым совершенствовать и пополнять свои знания в различных областях в рамках действующих образовательных программ.
2. Помочь получить аттестат об образовании, ту или иную квалификационную степень на основе результатов соответствующих экзаменов (экстернат).
3. Дать качественное образование по различным направлениям школьных и вузовских программ.
Дистанционное обучение можно использовать и в системе очного школьного и профессионального обучения. Обучаемые могут самостоятельно изучить курс, которого нет в учебном заведении, углубить знания по любому учебному предмету, ликвидировать возникшие пробелы в знаниях, получить образование в учебном заведении другой страны.
В системе дистанционного обучения используются разные программные средства и среды.
Модель энциклопедии, предполагающая свободу перемещения по тексту, сжатое (реферативное) изложение информации, необязательность сплошного чтения текста, справочный характер информации, использование перекрестных ссылок. Электронная энциклопедия содержит фотографии, звукозаписи, музыкальное сопровождение и видеофрагменты.
Модель компьютерных слайд-фильмов (КСФ). КСФ имеют средства квазимультипликации, могут сопровождаться звуком, музыкой, содержать кинофрагменты. Предназначены для непрерывного просмотра.
Модель виртуальных миров (ВМ) - трехмерная электронная модель различных объектов, городской площади, зала музея, выставки и т. п. Обладает эффектом присутствия, в ней можно перемещаться как в зале музея, выбрать угол обозрения.
Проблемы, возникающие при дистанционном обучении:
1) отсутствие у многих учителей и учащихся пользовательских умений и навыков для работы с компьютером и телекоммуникационными технологиями;
2) большой акцент на самостоятельную работу обучаемых, которые в своем большинстве не владеют культурой умственного труда, т. е. не умеют работать самостоятельно;
3) требование самодисциплины и ответственности, так как все задания должны отправляться куратору в срок в строгом соответствии с учебными планами и графиком отчетности по курсу, потому что любая задержка при работе в группе нарушает темп работы всей группы;
4) необходимость делать запрос на иностранном языке.
Классификация тсо
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 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.
Два типа классификаций ТСО: 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 рассмотрениДва типа классификаций ТСО: 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. projectio - 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 топографическую, 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.
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 18x24 мм или 24x36 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 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) - изображения 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.
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.
Эпиобъекты – изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т.п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпископа, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Чем светлее и контрастнее проецируемый объект, тем качественнее изображение на экране. Существенный недостаток эпипроекции - малая освещенность изображения на экране. Поэтому повышаются требования к затемнению помещений, использовать эпипроекцию возможно только для небольшой аудитории.
Эпипроекция передает цвет плоских непрозрачных объектов. Сравнительно небольшие размеры объекта эпипроекции (140 х 140 мм) следует учитывать при изготовлении пособий, подлежащих проецированию на экран, например карт, схем, чертежей или просто схематических рисунков, эскизов и т.п.
В 1895-1898 г. русский изобретатель Е.А. Малиновский совместно с другим изобретателем разработали и изготовили, а затем усовершенствовали первые эпипроекционные аппараты. Их использовали в малых аудиториях или для индивидуальной работы, так как создаваемое ими изображение на экране не превышало 70 х 70 мм.
Эпипроекция широко используется на занятиях в детском саду и на уроках в школе, где ее применяют обычно в комбинации с показом диапозитивов. Эпипроекция привлекает простотой получения большого цветного изображения. Даже газетная иллюстрация приобретает на экране более качественный вид. Иногда на экране возникает стереоскопический эффект. Это бывает в том случае, когда изображение на фотографии или рисунке передает перспективу. Ощущение объема и масштабности объектов при эпипроекции создается отчетливее, чем при непосредственном рассмотрении маленькой картинки.
В периодической печати систематически помещаются репродукции с картин известных художников, картины современных художников, фотографии и рисунки промышленных установок, схемы технологических процессов и т.д. Учителя и воспитатели детских садов могут, вырезая их, постепенно собрать свой фонд наглядных средств, систематизированный по определенным разделам.
Особого внимания заслуживают художественные открытки и фотографии. Размер стандартной открытки наиболее удобен для эпипроекции. На обратной стороне познавательных открыток нередко помещают аннотацию, которая может служить исходным материалом для пояснений.
Для детского сада и школы значительно удобнее использовать тематические подборки цветных и тоновых открыток, помещенных в художественно оформленную обложку. Такие серии в большом ассортименте издавались в 70-80-е годы. Они состоят из 8, 12, 16, 24 и 32 открыток и сопровождаются вступительной статьей. Специально для школ издавалось много таких подборок, например: «Русские былины и сказы» -12 открыток (репродукции с картин В. М. Васнецова, М.В. Врубеля, И.Я. Билибина, Н.К. Рериха, В.И. Сурикова, В.А. Фаворского); «Дети в картинах и рисунках художников» -12 открыток (репродукции с картин И. Фирсова, В.А. Тропинина, В. Г. Перова, К.Е. Маковского и др.); «Крестьянские дети в русской живописи» - 12 открыток (репродукции с картин В.М. Васнецова, В. Г. Перова, А. И. Морозова, А. А. Киселева и др.); «Русская зима» -12 открыток (репродукции с картин Е.Е. Волкова, Ф.А. Васильева, М.М. Гермашева и др.). Много выпускалось комплектов на сюжеты известных сказок. Во многих школах и у учителей накоплены богатейшие коллекции таких открыток.
В умелых руках воспитателя или учителя демонстрация с помощью аппаратных устройств открыток в виде большой цветной световой картины производит на учеников сильное впечатление и служит мощным средством воспитания и привития хорошего вкуса, проникновения в мир прекрасного. С неменьшим успехом можно использовать тематические подборки. Методика использования тематических открыток аналогична применению диапозитивов.
Компьютер как срвременное тс обработки информации
На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное 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 охватывает различные сферы человеческой деятельности. Существует много причин столь бурного развития вычислительной техники. Оно стимулируется разработкой програмного 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 (ENIAC - 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. 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 мини-компьютер 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 1959г. 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 1974г. - 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 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 16-разрядный 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 IBM PC) составляют более 90 % всех производимых в мире персональных компьютеров.
Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. Но в IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы сопряжения устройств с компьютером IBM PC 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 IBM PC.
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 IBM PC-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 IBM PC-совместимых компьютеров было внесено много нововведений.
В 1983 г. был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жесткий диск , в 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее IBM PC XT.
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).
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 .
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 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 ввода-вывода).
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 кэшпамяти, 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.
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 IBM PC-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 .
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 ввода-вывода 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. 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 высокую скорость обмена данными между компонентами компьютера.
Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие.
Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:
1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;
2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;
3) инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т.е. программа прикладного характера.
Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (далее - ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС и может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависят также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д.
Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры, поэтому программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.
Большинство ОС содержит немало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОС устанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.
Драйверы для различных ОС часто поставляются и вместе с новыми устройствами или контроллерами.
Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярной программой-оболочкой для DOS является Norton Commander.
Утилиты - это программы вспомогательного назначения. Чаще всего используются следующие типы утилит:
а) антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
б) программы-упаковщики (архиваторы) позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т. е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
в) программы-русификаторы приспосабливают другие программы (обычно ОС) для работы с русскими буквами (текстами, пользователями и т. д.);
г) программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
д) программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
е) программы динамического сжатия дисков создают псевдодиски, информация которых хранится в сжатой форме в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
ж) программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.
Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ. Наиболее широко применяются программы:
- подготовки текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов;
- подготовки документов типографского качества - издательские системы;
- обработки табличных данных - табличные процессоры;
- обработки массивов информации - системы управления базами данных;
- подготовки презентаций (слайд-шоу);
- экономического назначения - бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;
- для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;
- системы автоматизированного проектирования (САПР) - программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов;
- для статистического анализа данных;
- компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники т. д.
Программы, которые нашли популярность у пользователей, обычно совершенствуются разработчиками: в них исправляются ошибки, включаются новые возможности и т.д. Чтобы сохранить преемственность, получившимся программам не дается какое-то другое имя, а вместо этого они называются версиями исходных программ.
Чаще всего версии программ обозначаются числами вида 1.00, 3.5 и т.д., типа десятичных дробей в американской записи. Номер версии обычно указывается после названия программы, например Windows 3.0 (читается «три ноль»). Существенные изменения в программах отражаются увеличением цифры до точки, незначительные изменения или исправления ошибок - увеличением цифр, стоящих после точки. Например, первоначальная версия программы обозначается 1.0, версия с некоторыми усовершенствованиями -1.5 (или, что то же самое, 1.50), а после внесения существенных дополнений новая версия программы будет иметь номер 2.0.
В последнее время некоторые производители программ начали нумеровать версии по году их выпуска. Например, Windows 2000 -версия, выпущенная в 2000 г.
Обобщив изложенную о компьютере информацию, дадим его определение. Компьютер - комплекс технических средств и программного обеспечения, способный реализовать любой алгоритм, оформленный в виде программы, хранимой в памяти, и ориентированный на реализацию процессов переработки информации во взаимодействии с человеком. Популярность термина «компьютер» обусловлена его удобством для образования новых понятий: компьютеризация, компьютерная грамотность и др.
С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие - архитектура ЭВМ.
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.
Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры выступают аппаратные средства.
Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования этих правил. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, нужные для более грамотного использования данного средства.
Классификация ЭВМ
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 IBM (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. ЗарубежомсредниеЭВМвыпускалифирмыIBM (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, COMPAREX идр.
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 мини-ЭВМ появился в 60-е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DEC). 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 PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги - модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Изобретение микропроцессора привело к появлению еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ. Определяющий признак микро-ЭВМ - 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.
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 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 фирмами-производителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.
Тсо в образовательном 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 вне учебной 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 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.
Освоение ТСО и методики их применения тесно связано со знаниями студентов из области педагогики, возрастной и педагогической психологии, информатики и информационной культуры, физики, математики и др. Поэтому курс «Технические средства обучения» целесообразнее изучать после курсов психологии и педагогики, до или одновременно с курсом частной методики.
Содержание курса, как уже видно из ранее изложенного, составляет все многообразие традиционной и современной информационной техники и методики ее использования в педагогическом процессе.
Особенности 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 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.
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.
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 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 эмоционально-эстетическое 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.
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 на вопросы, связанные с содержанием звукозаписи, диалогическое воспроизведение текста и др.
На уроках физического воспитания звукозапись играет роль функциональной музыки, которая стимулирует и регулирует физиологические и психические процессы человека при выполнении им мышечной работы. Музыкальное сопровождение повышает эмоциональное состояние учеников, вызывает стремление выполнять движения энергичнее, вырабатывает чувство ритма. Все это усиливает воздействие упражнений на организм, способствует успешному их освоению. Музыку подбирают в соответствии с ритмом и характером выполняемых упражнений. Основные условия применения функциональной музыки на учебных занятиях по физической культуре:
- дискретное (прерывающееся, дозированное) использование музыки в течение занятия на разных этапах и с разным подбором музыкальных программ, служащих целям врабатывания, лидирования музыкального сопровождения и успокаивания в конце занятия;
- чередование музыкально озвученных и обычных уроков;
- использование музыки только при выполнении простых или хорошо отработанных упражнений.
Музыка должна звучать без сопровождения речи или других звуковых помех. Необходимые в это время команды следует осуществлять с помощью показа или специально оговоренных сигналов.
Музыкальная программа занятия должна вызывать у учеников положительные эмоции.
На уроках математики, физики, химии звукозапись используют в основном для проведения диктантов, организации самостоятельной работы учащихся.
Для проведения диктанта учитель заранее составляет контрольный текст в виде вопросов и логически неоконченных фраз. Затем этот текст он записывает на магнитофон, повторяя каждый вопрос 2-3 раза с интервалом между ними, достаточным для обдумывания учениками очередного вопроса и записи ответа в тетради.
На уроках физики звукозапись может быть использована при постановке опытов по разделам «Звуковые колебания и волны», «Электромагнитные колебания». По первому разделу большую помощь учителю окажет набор грампластинок «Акустика».
Очень часто используются фонозаписи в начальной школе.
В 70-80-е годы для младших школьников были созданы разнообразные звуковые пособия: «Песни для заучивания в начальной школе», «Музыкальные произведения для прослушивания в начальной школе», «Физкультура в 1, 2, 3 классах», «Утренняя гимнастика для школьников 7-8-9 лет» и др. Вышло много пластинок с записью голосов птиц и зверей, детских радиопередач и радиоспектаклей и специально созданных и записанных познавательных театрализаций.
Слушая музыкальные записи, младшие школьники учатся определять характер и средства музыкальной выразительности, различать звучание отдельных инструментов и оркестра, сольного и хорового пения, певческих голосов, получают представление о мелодии и аккомпанементе, разных музыкальных жанрах.
Познавательные аудиозаписи не только повышают интерес к урокам и закрепляют положительную школьную мотивацию, но и пробуждают интерес к тому, чтобы узнать что-то дополнительное самостоятельно.
Таковы разнообразные приемы применения звукозаписи в школе. Эти приемы, однако, не исчерпывают всех возможностей, которые расширяются, когда звукозапись выступает в сочетании с другими средствами обучения в комплексе, если она сопровождается зрительными образами. Такая работа требует особенно тщательной предварительной подготовки, чтобы зрительный и слуховой ряды полностью совпадали.
Особенности применения статических экранных пособий
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. 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.
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.
Диапозитивы отличаются краткостью субтитров. Подпись под кадром, как правило, не раскрывает его содержания, а лишь показывает, что изображено на нем. 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.
Подобны диапозитивам по своим дидактическим возможностям эпиобъекты. Материалы для эпипроекции учитель подбирает сам, используя репродукции картин, иллюстрации из книг, тексты, фотографии или чертежи, схемы, рисунки, таблицы, диаграммы, выполненные специально для демонстрации. Эпипроектор увеличит мелкий шрифт книги или мелкую иллюстрацию. С его помощью можно воспроизвести на экране одновременно 2-3 изображения (параллельная проекция), сравнить и проанализировать их; продемонстрировать домашние работы учащихся для анализа всем классом.
Эпипроекцию чаще всего применяют с целью иллюстрации учебного материала.
Необходимость полного затемнения помещения для демонстрации эпиобъектов несколько ограничивает учителя в выборе методических приемов работы с ними, так как учащиеся не могут делать необходимые записи или зарисовки; экранное изображение нельзя сопоставить с натуральным объектом и т.д. Эпиобъекты должны быть контрастными, плотными по насыщенности цветов.
Методика работы с эпипроекцией аналогична работе с картиной или диапозитивами. Обычно в детском саду и в начальной школе это средство применяется на занятиях по развитию речи и ознакомлению с окружающим миром. Но практика показывает, что его можно эффективно использовать и на занятиях по изобразительному искусству для показа технических приемов рисования, смешивания красок, для объяснения последовательности этапов работы. Эпиобъекты широко применяются в средних и старших классах на большинстве учебных предметов. Подбирая открытки, иллюстрации из журналов на ту или иную тему, воспитатели и учителя могут сами создавать серии эпиобъектов.
Среди статичных экранных пособий особо следует выделить транспаранты к графопроектору. По своей структуре они принципиально отличаются от диафильмов и диапозитивов. Каждый отдельно взятый кадр комплекта транспарантов дает на экране статичное изображение, но благодаря их последовательному наложению или снятию оно приобретает определенную динамичность.
Отдельные кадры накладывают один на другой постепенно, воссоздавая целостное изображение. При этом происходят поэтапное формирование понятия, последовательное раскрытие закономерности изучаемого процесса или явления, показ отдельных элементов целого.
Используют и другой прием работы с транспарантами: постепенно снимают отдельные кадры. В этом случае учащиеся получают объяснения от общего к частному, от целостного явления к отдельным его элементам или к раскрытию каких-то процессов.
Смешанное использование приемов наложения, снятия и кашетирования (смешения) транспарантов позволяет вскрывать и детально изучать весьма сложные понятия и закономерности.
Транспаранты можно располагать в любой плоскости, чередуя самые разные по размерам и техническому исполнению, рисовать на пленке фломастерами с прямой демонстрацией на экран. Все это могут делать учитель, учитель и ученик, несколько учеников, дополняя и уточняя друг друга.
С помощью графопроектора, как уже отмечалось, можно показать опыты по физике, химии и биологии, проводимые на прозрачных пластинках или в ваннах. Например, можно продемонстрировать при помощи графопроектора спектры магнитного поля постоянных магнитов, магнитного поля электрического тока, модель броуновского движения, явления смачивания и несмачивания и многое другое. Можно дополнять рисунки теневой проекцией вещей и предметов, при которой демонстрируются самые типичные положения и формы. Интересен прием, при котором проецируются определенные изображения посредством графопроектора на какую-либо большую таблицу, картину, географическую карту.
Графопроектор часто используют вместо традиционной классной доски для проекции записей учителя. Все записи, которые учитель обычно выполняет мелом на доске, он может делать по ходу урока (или подготовить их заранее) на прозрачной пленке и проецировать с помощью графопроектора.
Транспаранты можно применять и в сочетании с классной доской. В этом случае спроецированное на доску изображение достраивают, дорисовывают, дополняют. Например, на доску проецируют предложения с пропущенными буквами. Учащимся предлагается на доске вписать нужные буквы. Затем накладывают второй кадр, на котором в соответствующих местах другим цветом изображены пропущенные буквы, и быстро проверяют выполненную работу. Можно спроецировать примеры, которые надо решить, геометрические фигуры, которые надо назвать или сосчитать, и т. д.
Большие возможности открывает этот прием на уроках математики. Используя комплект транспарантов с изображением основных плоских и пространственных фигур, можно решать самые разнообразные задачи, выполнять множество заданий на построение. При этом сохраняется время, которое потребовалось бы затратить на вычерчивание необходимых фигур.
Транспаранты как условно-графический вид наглядности отражают изучаемые объекты и явления в форме плоскостных символов, и поэтому они наиболее эффективны лишь в комплексе с другими средствами обучения.
На транспарантах прекрасно смотрятся различные схемы, диаграммы, графики, таблицы, которые можно заранее готовить к уроку, вычерчивать непосредственно в процессе изложения материала, предлагать учащимся воспроизвести или создать новые на эта пах повторения и обобщения или контроля знаний. Тем более что демонстрирование сложных по начертанию и требующих безукоризненно четкого и точного выполнения графических изображений в большом масштабе возможно только с помощью современной проекционной техники. Она обеспечит отчетливую видимость с последних мест класса не только общих контуров, но и деталей чертежа, схемы. Экспонируемый на экране кадр учитель может детально проанализировать, фиксируя внимание учащихся на особенностях графического оформления.
При составлении схематических изображений необходимо соблюдать следующие дидактические требования:
а) соответствие уровню знаний обучающихся и необходимому уровню абстракции;
б) учет логических путей и возможностей установления связей с реальностью;
в) отсутствие перегруженности схем текстом.
При разработке схематических пособий важно учитывать определенные эргономические требования:
а) элементы одинакового значения должны иметь одинаковую форму изображения и связи (величину символов, линий, стрелок, соотношение сторон, обрамление, подчеркивание и т.д.);
б) в схемах, изображающих динамику, следует при помощи стрелок показывать изменения между функциональными элементами, причинами и следствиями;
в) линии целесообразно изображать одинакового вида;
г) при комбинации статических и динамических схем полезно их выделять различным оформлением.
Применение схем, таблиц, графиков предполагает не только систематизацию информации, но и более абстрактный и обобщенный уровень ее усвоения.
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 C, 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.
Масса управленческих удобств сосредоточена и на блоке проигрывателя компакт-дисков, который может быть рассчитан на 1, 3, 5 и более дисков. К примеру, при перезаписи отобранных вами музыкальных произведений с компакт-диска вы лишь устанавливаете размер кассеты (45, 60, 90 мин), а аппарат сам размещает запись по дорожкам кассеты.
Некоторые модели (Technics SC-CA 1080, SC-CA 1060, S-CH 530 и др.) способны не только самостоятельно определять длину ленты, но и компоновать звукозапись в нескольких вариантах (система интеллектуального монтажа CCIR). Как правило, проигрыватель имеет возможность программировать вручную порядок воспроизведения номеров музыкальных произведений компакт-диска, а также может иметь режим игровой «рулетки», т. е. произвольного порядка проигрывания записанных произведений.
Немаловажное место в составе музыкального центра занимает двухкассетная дека с автореверсом, поиском нужных программ, шумоподавителем, автоматическим уровнем записи, синхронизацией и монтажом записи с компакт-диска. Часто дека имеет две скорости перезаписи с кассеты на кассету - нормальную и ускоренную.
Тюнер (радиоприемник) способен запоминать несколько десятков выбранных вами станций в диапазонах FM (в некоторых моделях - дополнительно УКВ), ДВ и СВ и даже с опознаванием программ при помощи новой системы RDS. Таймер включит аппарат в нужном вам режиме (запись или воспроизведение) и выключит в заданное время.
Многие новые модели современных музыкальных центров оснащаются системой «karaoke», которая позволяет, подключив к центру микрофон, спеть вместе с любимым вами ансамблем или музыкантом-исполнителем. При этом голос солиста подавляется, а на его место «вставляется» ваш голос.
Компактность акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.
Что касается производителей приличных музыкальных центров, то выбор их достаточно широк. Две неплохо знакомых россиянам торговых марки Technics и Panasonic имеют давние и проверенные преимущества, занимая в последние годы верхние строчки в рейтингах продаж. Высокое качество звука и обилие разнообразных сервисных функций при довольно умеренных ценах делают музыкальные центры этих марок довольно выгодным приобретением.
Наряду с ними представляют интерес музыкальные центры фирмы Aiwa, которые при весьма высоком качестве звука и множестве функций отличаются более низкой ценой. Нередко ее модели выпускаются с российским УКВ-диапазоном в дополнение к европейскому FM. Принцип компании Aiwa: за деньги - качество.
Известной популярностью у специалистов функциональной музыки пользуются музыкальные центры фирмы Philips. Высокие европейские стандарты и европейский дизайн, хорошее качество звука и сравнительно невысокая цена привлекают потребителей.
Традиционно очень высоким качеством и надежностью обладают музыкальные центры JVC, которые отличаются широчайшим набором сервисных функций, включая дистанционное управление поворотом дополнительных динамиков Surround Sound. Компания JVC выпускает целую серию музыкальных центров (JVC MX-G 7, MX-S 60, MX-S 50 и др.), на которые стоит обратить внимание.
К числу лидеров можно отнести и продукцию фирмы Sony, которая уже долгое время считается престижной. Можно полемизировать о качестве звука (это дело вкуса и слуха), но сервис музыкальных центров Sony традиционно превосходен.
Таким образом, в условиях современного развития техники оснащение образовательных учреждений необходимой аудиоаппаратурой можно осуществлять на довольно высоком качественном уровне.
Sony предлагает широкий выбор устройств для записи на минидиски как в виде отдельных компонентов, так и в составе систем класса HI-FI.
Есть суперкомпактные портативные проигрыватели, снабженные уникальным цилиндрическим пультом дистанционного управления, похожим на карандаш.
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.
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 8-миллиметровых 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. Черно-белая 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 16-миллиметровых 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.
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 объекта демонстрации. 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 1,2 м.
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. 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.
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 120 м, 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.
Киноколъцовка 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.
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 ТВ-канала.
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 частотно-модулированному каналу.
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 ТВ-приемнике 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 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 м;
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 м. Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную 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.
Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм. 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 ТВ-передачи 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 волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, 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 ТВ-программы 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 магнитными головками строчки записи видеосигнала располагаются на ленте под углом, близким к 90 ° к направлению ее движения. Такая видеозапись называется поперечно-строчной. В бытовых видеомагнитофонах, как правило, применяется наклонно-строчной 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.
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.
Видеопроигрыватель дисков - устройство, которое вместе с телевизором может воспроизводить (в зависимости от функций) CD- и DVD-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 видео и аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран.
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.
Вспомогательные тсо
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 1750 х 1730x200 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 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 -8м. Максимальная площадь киноэкрана - 8 м. 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 подсветной 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 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 оверхед-проектора 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. Плазма-технологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны, так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней CRT-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 информационно-справочные 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: PAL, SECAM, NTSC. Есть встроенная аудиосистема. Масса - 40 кг .
К вспомогательным ТСО можно отнести и современные электронные доски . Это доска с интерактивными возможностями и возможностью 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-за-строчкой, 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 PC, 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 колесиках.
Для копирования информации с доски или информационной панели разработаны устройства для копирования. Одна из таких моделей простым нажатием на кнопку позволяет сделать бумажные копии с маркерных досок, флип-карт, презентационных досок. С помощью видеоискателя можно скопировать информацию целиком или какие-либо необходимые фрагменты. Устройство имеет термопринтер, рулонную термобумагу. Скорость около 20 страниц для обычной печати и 30 -для высокой. Питание от батареек. Размеры - 6,28 х 21 х 29,8 см. В комплекте - тренога с фиксирующими защелками. Изображение можно воспроизводить вертикально и горизонтально. Общая масса с треногой - 3,15 кг.
В параграфе о компьютерах были перечислены основные устройства ввода-вывода информации в компьютер, относимые к периферийным устройствам. Рассмотрим их подробнее.
Стандартным устройством ввода является клавиатура . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Обычно используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа - драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:
- форму буквы V, W и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
- большие опоры для запястий, поддерживающие кисти в прямом положении;
- мембранную бесшумную замену клавишам;
- сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.
Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.
Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.
Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.
Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.
Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - «цифра». Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры. Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен.
Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры играющий ведет машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в -руке, и чувствуется, как пули попадают в автомобиль.
Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.
Отличительные черты мыши:
- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);
- количество кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);
- способ соединения (проводные или беспроводные мыши).
Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.
Современный рынок устройств ввода постоянно пополняется новыми экзотическими координатными устройствами. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек-прокруток. Мышь с аналогичными свойствами с миниатюрным джойстиком вместо колесика получила название -мышастик.
Новинкой является беспроводная «летучая» мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.
Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара, не требуется коврика и места для перемещения манипулятора по столу. Трекболы широко используются в портативных компьютерах .
Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться». Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора .
Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.
Отличительные черты сканеров:
- глубина распознавания цвета: черно-белые с градацией серого, цветные;
- оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 150, 300, 600, 1200 точек на дюйм;
- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные - сами обучаются;
- конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные. К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.
Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов.
Перспективны разработки программ, позволяющих с помощью обычного микрофона ввести речь человека в компьютер и преобразовать ее в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тыс. слов с адаптацией к индивидуальным голосам.
Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования; например, при изучении языков функция распознавания и коррекции речи незаменима для формирования правильного произношения.
Устройства вывода преобразуют машинное представление информации в форму, понимаемую человеком. К основным устройствам вывода персонального компьютера относятся мониторы, принтеры, плоттеры, а также устройства вывода звуковой информации.
Монитор, или видеотерминал, предназначен для отображения символьной и графической информации. Большинство мониторов реализовано на базе электронно-лучевых трубок, напоминающих кинескопы обычных телевизоров. Это не касается портативных компьютеров, чьи мониторы обычно реализуются на основе жидкокристаллических индикаторов. Компактные размеры мониторов на основе жидкокристаллических панелей, которые представляют собой плоские экраны, а также отсутствие вредных излучений, влияющих на здоровье, делают данный вид монитора все более популярным .
Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевых трубок, являются: разрешающая способность экрана, расстояние между точками на экране, величина диагонали экрана.
Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от английского словосочетания Picture's Element - элемент картинки). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разрешение 800 х 600,1024 х 768 точек. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.
В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, в графическом режиме - любое изображение, состоящее из точек. Для представления символов текстовой информации используется матрица с фиксированным количеством пикселей, например, 8 x 8 или 8 x 14.
Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные.
Расстояние между точками на экране, или величина шага, определяет четкость изображения на мониторе. Величина шага колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.
Величина диагонали экрана измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера экрана монитора зависит от сферы использования персонального компьютера. Для учебных, бытовых задач наиболее популярными являются 14- и 15-дюймовые мониторы. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17-дюймовых. Для эффективной работы с системами автоматизированного проектирования, где одновременно отображается большое количество графической информации, используются 21-дюймовые мониторы.
Принтеры предназначены для вывода данных на бумагу. Они преобразуют машинное представление информации в символы, буквы, знаки. Любой символ представляется на бумаге набором точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатного устройства. Печать производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Получение последовательных строк осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют печатать на бумаге рисунки и графики, а также могут распечатывать информацию и на специальной пленке, например для создания слайдов.
По способу формирования изображения на бумаге принтеры делятся на:
а) последовательные, когда документ формируется символ за символом;
б) строчные, когда формируется сразу вся строка;
в) страничные, когда формируется изображение целой страницы. По количеству цветов, используемых при печати документа, принтеры бывают черно-белые и цветные.
По способу печати принтеры бывают ударные и безударные. Важнейшими характеристиками принтеров являются:
- ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;
- скорость печати, определяющая число знаков или число страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту;
- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi при печати символа.
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, светодиодные, термические, литерные.
Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Красящая лента оставляет оттиск изображения на бумаге. Головка принтера, содержащая набор иголок, активизирует нужные иголки для получения требуемого изображения. Чем больше иголок, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые. Наибольшее распространение они имели в 80-х и в начале 90-х годов. В настоящее время они сильно потеснены струйными и лазерными.
Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила, поэтому головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки, достигнув бумаги, наносят требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем больше количество сопел на единицу площади и тем выше качество печати. Струйные принтеры дают изображение, по качеству близкое к типографскому, что определяет широкую сферу их использования для создания различных документов. Струйные принтеры работают тихо. Скорость и стоимость печати струйных принтеров выше, чем у матричных. Но работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой могут растекаться. По этой же причине в струйном принтере используется только качественная гладкая бумага.
Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.
Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, высокую скорость печати - от нескольких страниц в минуту при цветной печати и свыше десяти страниц при черно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.
Светодиодные принтеры выполнены на основе светодиодной технологии (LED). В отличие от лазерного принтера, в нем отсутствует сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Вместо нее применена линейка светодиодов. Такая конструкция повышает надежность, простоту обслуживания, экономичность и снижает стоимость. Светодиодная технология имеет следующие преимущества перед лазерной:
- формирователь изображения (линейка светодиодов) значительно компактнее лазерной оптико-механической системы;
- система проще и надежнее из-за отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей;
- снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана.
Цветной светодиодный принтер работает па оригинальной тандемной технологии, благодаря которой полноцветная страница формируется в принтере за один проход. Таким образом достигается небывалая для цветных офисных принтеров скорость печати - 8 страниц в минуту. В принтерах такого формата применены раздельные фотобарабан и тонер-картридж. Это позволяет заменять тонер по мере его расходования, не трогая барабан до тех пор, пока устраивает качество отпечатков. Выпускает такие принтеры фирма OKI.
Принцип работы литерных принтеров схож с принципом работы печатающей машинки: смоченные краской молоточки (литеры) бьют по бумаге. Литеры размещаются на барабане или резиновой ленте. Барабан (или лента) поворачивается так, чтобы в нужном месте ленты оказалась нужная литера, и происходит удар литерой по ленте. Удары происходят очень быстро с характерным потрескиванием. Предварительно литеры смазываются краской специальным красящим валиком. Литерные принтеры весьма просты и надежны, но могут печатать только цифры и некоторые специальные символы. Использование подобных принтеров ограниченно.
Работа термопринтеров основана на использовании специальной термочувствительной бумаги, которая протягивается через гребенку полупроводниковых нагревательных элементов, быстро нагревающихся или остывающих и оставляющих в нужных местах отметки - от нагревания термобумага темнеет. Из таких отметин и складывается изображение. У термопринтеров много достоинств: высокая надежность из-за отсутствия большого количества движущихся и трущихся частей; отсутствие бумажной пыли, бесшумность работы; режим экономии бумаги, так как шрифт можно сделать каким угодно малым. Основной недостаток - необходимость специальной термобумаги.
Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. В образовательном учреждении они могут использоваться для подготовки любого наглядного материала как для учебных целей, так и для внеклассной работы .
Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка за точкой наносится изображение на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (to plot - «вычерчивать чертеж»).
К основным характеристикам плоттеров относятся:
- скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;
- скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых в минуту;
- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.
Плоттеры подключаются к компьютеру через параллельный или последовательный интерфейс либо в слот расширения встраивается плата.
По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага.
По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.
Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета.
Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн.
Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.
Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.
Карандашные плоттеры используют для получения изображения обычный грифель. Они самые дешевые и требуют дешевого расходного материала.
Для вывода звуковых сигналов используются звуковые колонки.
Для обеспечения обработки звуковой информации современный компьютер оснащается звуковой картой (SoundBlaster). Звуковая карта устанавливается в свободный слот расширения и обеспечивает подключение к компьютеру микрофона, наушников или звуковых колонок, различное аудиооборудование: магнитофоны, усилители, музыкальные синтезаторы, а также имеет игровой порт для подключения джойстика. Возможности звуковой карты обеспечивают ввод, обработку и вывод звуковой информации, синтез стереозвучания, широкого набора музыкальных инструментов.
Современный компьютер все чаще имеет средства телекоммуникации, которые обеспечивают интеграцию персонального компьютера в информационное пространство, подключение к компьютерным сетям. Телекоммуникации буквально означают связь на расстоянии. Основным средством телекоммуникации является модем, который посылает и получает данные с удаленных компьютеров.
Модем преобразует выходную информацию компьютера в форму, доступную к передаче по различным каналам связи. Как правило, для передачи используется телефонная сеть. При получении информации из сети от другого компьютера модем преобразует входную информацию в форму, доступную для обработки компьютером .
Модем реализуется в виде внешнего или внутреннего устройства. Внешний модем подключается к компьютеру через один из последовательных портов компьютера. Внутренний модем представляет собой плату, которая устанавливается в свободный слот расширения. Выход модема подключается к телефонной сети.
Основной характеристикой модема является количество бит информации, передаваемых в секунду. Современные модемы оснащаются голосовыми функциями, например голосовой почтой, поддерживают функции автоматического распознавания номера, позволяют принимать участие в многосторонних конференциях через сеть Интернет.
Существуют и другие вспомогательные ТСО, например, видеокамеры современных моделей.
Есть миниатюрная видеокамера весом около 500 г, размером с фотоаппарат, простая в обращении. Имеет 44-кратное увеличение, электронный стабилизатор и многое другое. Обеспечивает хорошее воспроизведение видео- и звуковых записей .
В настоящее время выпускается другой формат миниатюрной видеокамеры, с помощью которой можно показать любые иллюстрации, тексты и трехмерные объекты. С помощью специального кабеля она подключается к любому аппарату с видеовходом PAL: ЖК-проектору, телевизору, компьютеру. Камера очень маневренна благодаря гибкой шее, на которой она держится. Объектив FlexCam обеспечивает резкость от 1 см до бесконечности и позволяет увеличивать изображение в 50 раз. Высокая разрешающая способность дает хорошее изображение в любых условиях. Встроенные стерео-микрофоны позволяют эффективно использовать камеру для мультимедийных приложений. К отдельным моделям можно подсоединить несколько камер, приставки к микроскопу .
В цифровом фотоаппарате снимки записываются на специальную карту флэш-памяти или на миниатюрный жесткий диск. После съемки фотографии переносятся в компьютер, если подсоединить к нему фотокамеру с помощью кабеля. В компьютере отснятое можно отредактировать, подкорректировать цвета, а при наличии печатающего устройства и распечатать. Снимки, хранящиеся в электронном виде, удобны для монтажа, иллюстрирования любого материала или передачи на другие компьютеры.
Диктофон - это аудиоустройство, предназначенное для записи и воспроизведения речи или звуков. Такое устройство можно назвать компактным аудиомагнитофоном .
Лазерная указка точно направляет луч в нужную точку (в зависимости от модели от 50 до 500 м) в затемненном помещении. Масса от 44 до 100 г с батарейками. Срок работы батареек до 25 ч. Можно выбрать постоянное или мигающее свечение точки. Подходит к работе с любой экранной проекцией. На рисунке изображена лазерная ручка-указка, которой можно писать .
К современным вспомогательным ТСО следует отнести машинки для ламинирования. Наглядные пособия на бумажных носителях, сделанные для учебных целей фотографии и другие иллюстративные материалы и документы могут обветшать и порваться, но обретут долгую жизнь, если будут покрыты слоем защитной пленки. Существуют разные модели таких машинок. Они просты в обращении, многие модели не требуют специальной настройки. Есть машинки для горячего и холодного ламинирования .
Начинают приобретать популярность различные машинки для переплета, которые позволяют переплетать подготовленные пособия.
В настоящее время получили широкое распространение всевозможные лазерные принтеры, копировальные аппараты, а также комбинированные универсальные устройства, которые просты в использовании и обеспечивают практически полиграфическое качество печати .
Перечисленные вспомогательные ТС не только являются помощниками в организации учебного процесса, но и раскрывают широкие возможности наполнить совершенно невозможными ранее формами работы внеклассную и досуговую деятельность воспитанников образовательных учреждений.
Архитектура ПК
Архитектура персонального компьютера — компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

 
Архитектура содержит в себе основные черты современных архитектурных решений вычислительных машин. Архитектура современных персональных ЭВМ основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить её модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
 
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
§        системный блок;
§        монитор;
§        клавиатуру;
§        мышь.
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
 
Внутри системного блока размещаются следующие узлы:
·        электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
·        блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электросхемы компьютера;
·        накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
·        жесткий магнитный диск;
·        другие устройства.
Память компьютера
Основная память компьютера состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения специальных программ, которые записываются на заводе. Этот комплекс программ называется BIOS – базовая система ввода-вывода. Работа программ, записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном экране бегущими белыми строчками. В этот момент компьютер проверяет свои устройства.
Самое быстродействующее устройство для хранения данных – оперативная память компьютера.  Ее преимущество – высокая скорость записи и считывания данных. Ее недостаток состоит в ограниченном объеме и в том, что при выключении компьютера оперативная память очищается.
Оперативная память используется для кратковременного хранения данных в тот момент, когда они проходят обработку или происходит их прием-передача. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться 1 байт данных. У каждой ячейки есть свой адрес.
Электронные платы
Каждая плата представляет собой плоский кусок  пластика, на котором укреплены электронные компоненты и различные разъемы.
 
 
Материнская плата
Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская плата. На ней располагаются микропроцессор, оперативная память, шина (или шины), BIOS.  Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и др.).
Контроллеры
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называют контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.  В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали
Микропроцессор
Обработка информации – главная задача компьютера. Для работы с данными существует специальная микросхема, которая называется микропроцессором или процессором. Он вызывает данные с диска в оперативную память, забирает их к себе, обрабатывает, а затем отправляет в оперативную память и записывает в виде файла на диск.
Для того, чтобы процессор всегда знал, что и с какими данными надо сделать, он должен непрерывно получать команды (инструкции). Инструкции записаны в программах.
Программа – это упорядоченный список команд.
Процессор состоит из устройства управления (УУ), которое управляет работой с помощью электрических сигналов, арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего операции над данными, и регистров - для временного хранения в процессоре данных и результатов действий над этими данными.
Существуют различные процессоры, и у каждого свои регистры. Существуют восьмиразрядные регистры, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные. Разные регистры процессора имеют разное назначение. Регистры общего назначения используются для операций с данными. Адресные регистры содержат адреса, по которым процессор находит данные в памяти. Существуют десятки различных регистров.
Состав регистров процессора и их назначение называют архитектурой процессора.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются разрядность и  тактовая частота.
Тактовая частота – количество операций, выполняемых за 1 секунду (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера.
Обращения к оперативной памяти для процессора самые неудобные. Операции внутри процессора выполняются быстрее. Чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти, внутри процессора создают небольшой участок памяти. Эта память получила название кэш-памяти.
Накопители информации
Для длительного хранения больших объемов данных компьютер использует магнитные диски. Магнитные диски бывают двух типов – гибкие и жесткие. Гибкие диски (дискеты) имеют не очень большую емкость и работают сравнительно медленно, но их можно переносить с одного компьютера на другой. Жесткие диски обладают большой емкостью, но они располагаются внутри системного блока и их нельзя переносить. Диск вращается с огромной скоростью, а над магнитной поверхностью парит на воздушной подушке магнитная головка, которая записывает и считывает биты и байты данных. Корпус жесткого диска закрыт кожухом, снимать который нельзя, иначе попавшие микрочастицы пыли со временем выведут  диск из строя.
Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и  прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. Мы уже знаем, что информация  хранится не байтами, а файлами. Каждый файл на диске имеет свой адрес.
Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки, в свою очередь, разбивают на секторы. Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтам. Разбиение диска на дорожки и секторы называется форматированием. Его выполняют служебные программы.
Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация. Например,  на этой дорожке хранится так называемая таблица размещения файлов. В этой таблице компьютер запоминает адреса записанных файлов.
Для переноса больших объемов информации между компьютерами используют лазерные компакт-диски. Один такой компакт-диск может содержать 650 Мбайт данных.
Лазерный диск вставляется в специальный дисковод, который называют дисководом CD-ROM (CompactDiskRead-OnlyMemory). Считывание информации производится с помощью лазерного луча. Современные дисководы CD-ROM  работают почти также быстро, как жесткие диски, но, в отличие от них, такие дисководы могут только читать данные и не могут их записывать.
Для записи лазерных дисков существуют специальные «пишущие» дисководы, которые называют CD-R(CompactDiskRecorder) – устройства однократной записи и устройства многократной записи CD-RW.
Появились еще более емкие носители информации – диски DVD. Один такой диск может вместить несколько гигабайтов данных.
Каждый диск, присутствующий на компьютере, имеет уникальное имя. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или С:.
Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков. Буквой С: обозначается первый жесткий диск.
Видеоконтроллеры
Электронные схемы компьютера, обеспечивающие выполняется в виде специальной платы, вставляемой формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называют видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычно в разъем системной шины компьютера. Видеоконтроллер получает от микропроцессора команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти – видеопамяти,  и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор – видеосигнал.
Устройства ввода-вывода информации
К устройствам ввода информации относятся клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик, световое перо), сканер, средства речевого контроля. С помощью клавиатуры пользователь вводит алфавитно-цифровую информацию и управляет работой компьютера. Любая клавиатура имеет четыре группы клавиш:
·        клавиши пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;
·        служебные клавиши;
·        функциональные клавиши;
·        клавиши малой двухрежимной цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.
Манипуляторы являются дополнительными устройствами для ввода информации. Совместно с клавиатурой они повышают удобство работы пользователя с компьютером. В настоящее время используются различные виды манипуляторов:
·        джойстик обеспечивает перемещение курсора на экране в одном из четырех направлений;
·        световое перо может применяться для указания точки на экране дисплея или для формирования изображений;
·        мышь представляет собой приспособление для указания нужных точек на экране путем перемещения его вручную по плоской поверхности.
Сканер предназначен для ввода в компьютер представленных в печатном виде текстовых и графических данных.
Наиболее часто используемые устройства вывода информации – это дисплеи, принтеры, графопостроители и синтезаторы звука.
Видеомонитор, дисплей или монитор предназначен для вывода на экран информации.
Принтеры – это устройства для вывода на бумагу текстов и графических изображений. В настоящее время известно несколько видов принтеров: матричный, струйный, лазерный.
Мультемедийный компьютер
Термин «мультимедиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда или носитель информации». Таким образом, мультимедиа-компьютеры должны уметь воспроизводить:
·        музыку, речь и  другую звуковую информацию;
·        анимационные фильмы и другую видеоинформацию.
Мультимедийный компьютер должен быть оснащен дисководом для компакт-дисков, звуковой картой и колонками или наушниками. Кроме этого есть требования к быстродействию, объему оперативной памяти и наличие программного обеспечения.
Дидактические особенности сети «интернет»
Дидактические свойства современного компьютера, снабженного программным обеспечением в вариантеInternet Explorer и Microsoft Office 97, включают следующие особенности:
– возможность в любой документ (не исключая даже электронных писем) вставить графические изображения и гиперссылки. Гиперссылки при этом являются работающими, то есть по ним можно выйти на связь с любым электронным адресом или сервером Интернета;
– поддерживается копирование такого расширенного текста из одного программного средства в другое. Это расширяет возможности обучения, поскольку те дидактические свойства, которых не хватает в одном из программных средств, могут быть оперативно подключены путем копирования текста задания в другое средство.
Например, если Internet Explorer не позволяет править текст непосредственно в гипертекстовом виде (в нем предусмотрена только возможность правки кода HTML, что, конечно, по силам далеко не всем ученикам), то мы можем скопировать текст задания со всеми особенностями его формата (что существенно) в программу Word и уже в ней выполнить задание, а затем также с сохранением всех особенностей формата текста отправить его по электронной почте.
Такие дидактические свойства являются особенностью именно современного этапа развития программного обеспечения и делают обучение в Сети гораздо более простым и удобным процессом. При программировании обучающих курсов такие средства снимают многие существовавшие прежде проблемы.
Обратимся теперь к ресурсам Интернета, которые также могут широко использоваться с дидактическими целями.
Ресурсы Интернета
Главным качеством сети Интернет является наличие огромного количества текстовой информации на различных языках. Конечно, такая информация не предназначена непосредственно для применения в качестве учебного материала, однако для многих учащихся возможность работы в Интернете является важным мотивом поведения, поэтому учитель гуманитарных предметов может и даже должен грамотно использовать эту мотивацию. Довольно подробно исследовано применение реальных электронных писем в преподавании гуманитарных предметов.
Одним из интересных и полезных свойств сети Интернет является наличие механизмов поиска. Помимо прямой и очевидной пользы от таких механизмов для поиска документов и программ, можно указать их более нетривиальное применение конкретно на уроках иностранного, прежде всего английского, языка.
Полноценное усвоение лексики требует ее применения в конкретных речевых ситуациях. Именно с этой целью можно применять механизмы поиска по ключевым словам. При этом в результате поиска будут получены оригинальные тексты, созданные носителями языка. Более того, запрос на поиск текста можно уточнить дополнительными ключевыми словами, что позволит найти тексты по конкретной тематике, интересной для данной группы учащихся.
Такие приемы деятельности в Интернете позволяют оперативно реагировать на потребности учебного процесса, учитывать мотивацию конкретной учебной группы. В зависимости от конфигурации технических средств учитель может использовать данный прием в процессе подготовки занятия или в процессе его проведения.
Аналогичным образом можно организовать деятельность учащихся в курсах других предметов, например в курсе информатики по темам «Базы данных» и «Телекоммуникации». Активные гипермедийные среды дают современные средства планирования и организации занятий учителю. Можно оформить план занятия в виде гипертекста, предусмотреть в нем различные виды работ, причем сами эти работы также имеют вид гипертекста; современный гипертекст – это не только ссылки, но и разнообразные формы, позволяющие собирать информацию, организовывать тестирование и т. п.
Зарубежный и отечественный опыт использования гипермедиа в учебном процессе показывает, что гипермедиа следует использовать не «в лоб», только как источник информации, а как инструмент управления обучением. Разрабатывая проекты, презентации с использованием средств гипермедиа и размещая их в сети Интернет, учащиеся приобретают знания и навыки, не сводящиеся к традиционным репродуктивным.
Графика и звук
Графика и звук широко применяются в современных гипермедийных средствах Интернета.
Необходимо учитывать, что в гипертекстовых страницах используется графика двух видов – обычные иллюстрации и маленькие рисунки-иконки. Звуковые файлы применяются в четырех основных видах: короткие характерные звуки, выполняющие ту же роль украшения, что и иконки; музыкальные файлы без человеческого голоса и запись человеческого голоса и (или) музыкального произведения двух уровней качества (низкого и высокого).
Для представления обычных иллюстраций используется, как правило, фотографический формат JPEG, позволяющий передать много деталей в цветовой палитре, превышающей 256 цветов.
Для представления иконок используется формат GIF, допускающий создание мультипликационных рисунков и ориентированный на более грубую графику. Оба эти формата обеспечивают значительное сжатие графической информации по сравнению с ее побитовым представлением (формат BMP).
Рассмотрим 4 основных типа звуковых файлов: MIDI; WAV; RA; МРЗ.
MIDI-файлы не предназначены для записи звуков речи, они позволяют очень сжато записывать музыкальные мелодии, которые затем могут быть синтезированы на компьютере пользователя. Средний размер этих файлов – 30–50 Кб, что позволяет реально их использовать для музыкального сопровождения гипертекстовых страниц.
WAV-файлы – это стандартный способ записи любых звуков, не обладающий компактностью. 1 минута звукозаписи в этом формате порождает файл размером в несколько Мб. Для применения в Интернете пригоден лишь при передаче очень кратких звуков.
RA-файлы – это специальный способ сжатия звуковых файлов для передачи их по сети Интернет, на данный момент не отличается хорошим качеством передачи музыки, но приемлем для передачи голоса.
МРЗ-файлы – компромиссный вариант, позволяющий в 1 Мб уместить 4–5 минут звучания, по качеству приближающегося к хорошему радиоприемнику. Для воспроизведения необходимо сначала полностью загрузить соответствующий файл, что может занять 10–20 минут.
Сами по себе красивые рисунки-иконки и краткие звуки не создают дополнительных удобств или содержания в применении гипертекстовых страниц для образовательных целей. Их роль скорее вспомогательная, мотивационная. Тем не менее часто небольшие иконки выполняют роль структурных смысловых элементов текста, повышая его «читабельность».
Звуковые файлы могут играть на уроке различные роли: демонстрировать правильное произношение; для диктовки; для проверки качества восприятия учеником языка со слуха и т. п. Чисто музыкальные файлы могут использоваться для хорового или индивидуального пения на изучаемом языке («караоке»), причем компьютер позволяет записать и воспроизвести получившуюся в результате песню в целом.
В Интернете можно найти не только музыкальное сопровождение песен, но и их слова. Степень влияния гипермедийной информации на учащихся возрастает, если ее подача осуществляется систематически, в определенном порядке. Один из ресурсов Интернета, позволяющий добиться такого эффекта, – это активные каналы.
Активные каналы
Еще одной очень агрессивной в плане предложения информации моделью являются различные «новостийные» системы, такие, как PCN, ZDnet, TehnoWeb и т.п. Авторы их прекрасно используют возможности, предоставляемые мощными современными ЭВМ, такие, как возможность мультипликации, использование мелких шрифтов и рисунков и т. п.
Структурно эти системы решены как средства представления чрезвычайно сжатой информации на экране, сопровождаемой средствами быстрого развертывания ее до полного объема, включая и массу ссылок на разнообразные материалы, помещенные в Интернете.
Основу этих систем составляет модель гипермедиа, снабженная своеобразными усовершенствованиями. Интерфейс пользователя в этих системах побуждает не только к пассивному созерцанию иконок, но и к максимально быстрому ознакомительному чтению «бегущих строк», индексов и т. п.
Технически эти системы используют как возможности гипертекста, так и совершенно новые принципы работы, радикально меняющие способы работы с информацией за счет перемещения центра тяжести переработки информации на компьютер пользователя (вспомним, что они рассчитывают на наличие у пользователя мощного современного компьютера).
Приведем описание понятия «активный канал» из руководства к программе просмотра Web – Internet Explorer 4.0.
Активные каналы – это серверы Web, специально разработанные с учетом одной из распространенных программ просмотра Web – Internet Explorer 4.0. Эти серверы используют новые особенности программы Internet Explorer, чтобы дать вам более широкие и быстрые возможности доступа к Web.
Канал – это web-узел, созданный для доставки содержимого из Интернета на ваш компьютер, как при подписке на избранные web-узлы. Для просмотра содержимого вам не придется подписываться – поставщик содержимого каналов предложит вам расписание подписки, или вы настроите собственное расписание. Кроме того, используя каналы, вы будете видеть не только одну web-страницу, но и всю структуру web-узла, что ускорит ваш выбор необходимого для просмотра содержимого.
Активные каналы разработаны таким образом, что вы сможете их просматривать даже в автономном режиме. Например, можно настроить избранные вами активные каналы таким образом, что их загрузка на вашу ПЭВМ будет идти ночью, а днем вы сможете их просматривать без подключения к Интернету.
Современное понятие активного канала включает в себя многие приемы, разработанные в рамках вышеупомянутых новостийных систем. Очевидно, обучение может и должно эффективным образом применяться в рамках активного канала.
Итак, Интернет предоставляет, с одной стороны, громадное информационное поле, содержащее самую разнообразную педагогически ценную информацию, и гипертекст в качестве средства навигации в этом поле, а с другой стороны, различные средства оживления восприятия этой информации: графику, звук, движение.
Уже это показывает значительные преимущества Интернета перед традиционным бумажным учебником. Однако еще большее значение для мотивации обучения имеет интерактивный, диалоговый характер современного гипертекста.
Новые ит в образовании
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
ОБРАЗОВАНИИ
Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него
компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности,
обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное
информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является
компьютеризация образования. В настоящее время становление новой системы образования,
ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство.
Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и
практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в
содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным
техническим возможностям, и способствовать гармоничному вхождению ребенка в
информационное общество. Компьютерные технологии призваны стать не дополнительным
«довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса,
значительно повышающей его эффективность.
Проблема широкого применения компьютерных технологий в сфере образования в
последнее десятилетие вызывает повышенный интерес в представителей педагогической
науки. Большой вклад в решение проблемы компьютерной технологии обучения внесли
российские и зарубежные ученые: Г.Р.Громов, В.И.Гриценко, В.Ф.Шолохович, О.И.Агапова,
О.А.Кривошеев, С.Пейперт, Г.Клейман, Б.Сендов, Б.Хантер и др.
Отметим, что в последние годы термин «информационные технологии» часто
выступает синонимом термина «компьютерные технологии», так как все информационные
технологии в настоящее время так или иначе связаны с применением компьютера. Однако,
термин «информационные технологии» намного шире и включает в себя «компьютерные
технологии» в качестве составляющей. При этом, информационные технологии, основанные
на использование современных компьютерных и сетевых средств, образуют термин
«Современные информационные технологии».
Под информационной технологией понимается процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной и нформации) для
получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления
(информационного продукта).
Если в качестве признака информационных технологий выбрать инструменты, с
помощью которых проводится обработка информации (инструментарий технологии), то
можно выделить следующие этапы ее развития:
1-й этап (до второй половины XIX в.) – «ручная» информационная технология,
инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации
осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш.
Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX в.) – «механическая» технология, оснащенная более
совершенными средствами доставки почты, инструментарий которой составляли: п ишущая
машинка, телефон, диктофон. Основная цель технологии - представление информации в
нужной форме более удобными средствами.
11
3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) – «электрическая» технология, инструментарий
которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение,
электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Основная цель
информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации
на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х гг.) – «электронная» технология, основным
инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе
автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы,
оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.
Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны
информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на
организацию аналитической работы.
5-й этап (с середины 80-х гг.) – «компьютерная» («новая») технология, основным
инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром
стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит
процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия
решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы
анализа и искусственного интеллекта для разных уровней управления, реализуются на
персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на
микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства
бытового, культурного и прочего назначений.
6-й этап – «сетевая технология» (иногда ее считают частью компьютерных
технологий) только устанавливается. Начинают широко использовать ся в различных
областях глобальные и локальные компьютерные сети. Ей предсказывают в ближайшем
будущем бурный рост, обусловленный популярностью ее основателя - глобальной
компьютерной сети Internet.
Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с каждым днем все больше
проникают в различные сферы образовательной деятельности. Этому способствуют, как
внешние факторы, связанные с повсеместной информатизацией общества и необходимостью
соответствующей подготовки специалистов, так и внутренние факторы, свя занные с
распространением в учебных заведениях современной компьютерной техники и
программного обеспечения, принятием государственных и межгосударственных программ
информатизации образования, появлением необходимого опыта информатизации у все
большего количества педагогов. В большинстве случаев использование средств
информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда
учителей школ, а также на эффективность обучения школьников.
С развитием информационных технологий профессиональная деятельность учителя
выходит за рамки классно-урочной системы и активизируется в сети Интернет. Она
представляет собой воспитывающее и обучающее воздействие учителя на ученика
средствами Интернет. В современных условиях расширяются возможности для
самообразования, совершенствования профессиональных качеств самого учителя.
Усиление роли ИКТ в образовании делает необходимым формирование
информационно-коммуникационной компетенции учителей. Умение применять ИКТ для
решения профессиональных проблем и задач в реальных ситуациях педагогической
деятельности способствует реализации личностно-ориентированной парадигмы образования.
Информационно-коммуникационные технологии позволяют собирать, обрабатывать,
хранить, распространять, отображать различного рода информацию и с помощью
электронных средств коммуникации осуществлять взаимодействие людей, территориально
удалѐнных друг от друга. Для профессионального взаимодействия учителей в сети
необходимы знания, умения и навыки использования ИКТ в педагогической деятельности.
Однако профессиональная подготовка педагогических кадров не должна сводиться только к
12
обучению информационным и коммуникационным технологиям, но и к обучению
современным педагогическим технологиям (личностно-ориентированное обучение, метод
проектов, обучение в малых группах и т.д.). Данные технологии дополняют друг друга: через
современные педагогические технологии к современным средствам обучения - ИКТ и
наоборот..
Повышение квалификации учителей средствами дистанционного обучения может
быть организовано на базе ресурсных центров, обладающих высококвалифицированными
педагогическими кадрами. Анализ зарубежного опыта дистанционного обучения,
проведѐнный Е.С. Полат, показывает, что растѐт число университетов, предлагающих услуги
дистанционной формы обучения. Это национальный технологический университет (NTU г.
Форт-Коллинз штат Колорадо), открытый Британский университет, открытый университет
Хаген (Германия), Испанский национальный университет дистанционного образования,
Национальный центр дистанционного образования Франции, центры ДО Финляндии,
Австралии (ACTEIN - Australian Capital Territory Information Network), стран восточной
Азии, Африки и др. В России также, достаточно активно растѐт число вузов, предлагающих
дистанционную форму обучения не только для студентов, но и для дополнительного
профессионального образования (МЭСИ, МИЭМ, Ульяновский государственный
технический университет, РГУ, институт ЮНЕСКО, институты повышения квалификации и
др.).
Новшеством в сфере образования в последние годы стало участие нашей страны в
проектах в области дистанционного обучения. Как известно, лидирующим учебным
заведением в этом направлении является Азербайджанский Государственный
Экономический Университет (АГЭУ). АГЭУ уже с 2001 года, предоставляет своим
студентам факультета переквалификации и повышения квалификации возможность
дистанционно учиться в вузе. В текущем году университет реализует новый проект в этой
сфере совместно с университетом штата Индиана и Ассоциацией Научных и
Образовательных Сетей Азербайджана (AZRENA). Предоставленным грантом
Университетом Индианы предусматривается создание Центра дистанционного обучения
(ЦДО), подготовка кадров АГЭУ в этой области в университете Индианы и предоставление
необходимого программного обеспечения со стороны того же университета. Однако
основной целью проекта является создание и развитие Центра Дистанционного Обучения в
Азербайджане. Планируется, что сертифицированные специалисты -инструкторы центра
будут предоставлять необходимые услуги в сфере дистанционного обучения, проводить
семинары и тренинги по подготовке инструкторов в этой сфере. Его открытие позволит в
дальнейшем другим учебным заведениям также реализовывать проекты в области
дистанционного образования. В дальнейшем планируется внедрение виртуального
образования на большинстве факультетов вуза, а также на отдельным областям
образовательной системы страны.
Расширение образовательного рынка страны за счет экспорта образовательных услуг
своего вузов в страны ближнего и дальнего зарубежья будет способствовать интеграции
системы образования в мировую образовательную систему и росту престижа образования.
Особенности применения комбинированных тсо
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 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;
e) 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 процессе 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 понятии 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 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.
Природосообразностьзаключается 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 существенныe признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме. Принцип доступностиобучения, 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 самодеятельноститакже 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 ситyаций: 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 известны 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 ниx во всех заложены элементы развивающего обучения.
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.
Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием индивидуальных особенностей личности каждого ребенкапо-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.
Специально применительно к ТСО необходимо сказать о таких принципах, как принцип меры и принцип комплексного характера их использования.
Разнообразные и неиссякаемые возможности ТСО и НИТ 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 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 обучении, даже компьютер с его поражающими воображение возможностями, нельзя противопоставить другому, так как каждое из них относительно выигрывают перед остальными лишь в определенныx учебных ситуациях, при решении определенных дидактическиx 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 поредством 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 средствамиобучения. 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 материала, формам и методам организации труда преподавателя и учащихся, материально-техническим условиям и возможностям.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 ТС, 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.
Дидактические возможности обучающих, так же как и контролирующих технических средств обучения (ТСО), определяются степенью совершенства программ, которые в них реализуются. Программа и ТСО органически взаимосвязаны и дополняют друг друга. Какими бы совершенными ни были ТСО, без соответствующей программы, разработанной на основе принципов теории обучения и с учётом достижений в области изучаемого предмета, они утрачивают свою ценность в дидактическом плане и становятся малоэффективными при контроле знаний. В то же время любая совершенная обучающая программа требует для своей реализации устройства с высокими техническими данными. [1, с.233] Наиболее полно требованиям, предъявляемым к ТСО, удовлетворяют автоматизированные обучающие системы (АОС). АОС -- функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. АОС дают возможность использовать быстродействие ЭВМ, её способность хранить большое количество информации, логической возможности, дистанционный доступ к информационным массивам, возможность накапливать и обрабатывать статистический материал об учебном процессе с требуемым уровнем обобщения. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых -- индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей. Оснащение учебного рабочего места устройством отображения информации на электроннолучевой трубке (дисплеем) позволяет организовать диалог с ЭВМ, близкий к естественной форме общения учащихся с преподавателем.
Комплексное использование ТСО всех видов создаёт условия для решения основной задачи обучения -- улучшения качества подготовки специалистов в соответствии с требованиями современного научно-технического прогресса.
Методика применения ТСО
 





№
Название
Назначения
Недостатки
Применение
 
1
Плакаты и макеты, статичные и действующие
Иллюстрация, включение зрения в процесс усвоения
Неэффективность при изучении и взаимосвязи, ограниченность показа
В качестве наглядной иллюстрации при изучении и контроле несложных процессов и явлений
 
2
Эпидиаскопы, диафильмоскопы, слайдоскопы
Крупное изображение на экране, статичное
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации иллюстраций из книг, журналов схем и т.д.
 
3
Немой учебный кинофрагмент.
Крупное динамическое изображение на экране.
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации действующих машин и агрегатов в работе.
 
4
Магнитофонная запись
При частой повторяемости учебной информации
Не « работают» зрительные рецепторы.
В небольших аудиториях.
 
5
Звуковой фильм,
мультимедийные технологии
Крупное динамическое изображение на экране.
Сильно отвлекающее воздействие, длительность, трудность переключения, необходимость обслуживания.
В больших аудиториях показа в действии связей машин.
 
 
 
 
 
 
 
 
Гигиенические нормы и требования безопасности с тсо в оу
Общие правила безопасности при использовании компьютерной техники
Применяя технические средства в школе, необходимо строго руководствоваться санитарно-гигиеническими нормами и правилами безопасности. Современные технические устройства, как правило, сложная техника, требующая соблюдения определенных инструкций. Каждое покупаемое техническое устройство должно иметь инструкцию на русском языке.
Существует очень много схожих между собой технических устройств. Выбор устройства, оптимально подходящего для решения конкретной задачи, обычно очень сложное дело. Надо научиться правильно использовать консультации специалистов.
Вся компьютерная техника питается электротоком напряжением 220 В, которое опасно для жизни человека. Поэтому все лица, допущенные к работе с компьютерной техникой, должны пройти инструктаж по технике безопасности и соблюдать следующие правила:
1. Работать только на исправной компьютерной технике.
2. Знать блок-схему используемой компьютерной техники и правила её эксплуатации, порядок включения, выключения и заземления аппарата.
3. Перед включением общего электропитания проверить исходное положение всех выключателей, розеток и вилок и выключить их.
4. Запретить разборку аппарата компьютерной техники учащимися.
5. При работе с компьютерной техникой пользоваться только внешними элементами управления.
6. В случае замыкания (появления искр, запаха гари) - отключить электропитание.
7. Замену деталей электроаппаратуры и ее ремонт проводить при выключенных источниках питания.
8. Запрещается определять наличие напряжения путем прикосновения руками к токоведущим деталям аппаратуры.
9. Нельзя менять и ставить предохранители на электроаппаратуру, находящуюся под напряжением.
10. Соединительные провода автотрансформатора с сетью и усилителя с громкоговорителем не должны находиться па пути выхода зрителей.
11. Запрещается использовать воду и пенные огнетушители для тушения загоревшейся электроаппаратуры, так как эти средства являются проводниками тока и, следовательно, могут привести к короткому замыканию и поражению током человека, производящего тушение.
12. Во избежание ожогов нельзя прикасаться к проекционным и радиолампам в течение 10 мин после их выключения.
13. Не разрешается касаться деталей аппаратуры во время её работы.
14. Нельзя включать в сеть аппараты со снятыми фальшпанелями, задними крышками. Это открывает доступ к деталям, находящимся под высоким напряжением, достигающим в телевизорах и дисплеях ЭВМ величины до 12000-25000В. Снятие надолго крышек с аппаратов приводит их к загрязнению, вызывающему нарушение нормальной работы электрических частей устройств.
15. Нельзя пользоваться аппаратами, у которых не работает вентилятор, ибо это может привести к перегоранию или более серьезным неисправностям.
16. При замене проекционной лампы аппарат следует отключить от сети и подождать, пока лампа остынет.
17. Устанавливать новую лампу можно только специальным пинцетом, чтобы не оставлять отпечатков пальцев на колбе, что может вызвать разрушение колбы и преждевременный выход ее из строя.
18. В диапроекторах, снабженных пультами дистанционного управления, используют диапозитивы только в пластмассовых рамках.
19. В разных странах приняты разные стандарты на напряжение в сети и форму розетки. В нашей стране в качестве стандарта принято напряжение 220 В частотой 50 Гц. Перед подключением к розетке нового электрического прибора необходимо проверить, на какое напряжение он рассчитан.
Информация об этом должна содержаться на корпусе прибора и в инструкции к нему. Иногда указывается не точное напряжение, а пределы, в которых оно может находиться (например, 210-230 В). На импортных приборах можно встретить обозначение напряжения латинской буквой V (например, 220V). Существуют и устройства, которые работают практически при любом напряжении в сети. В нашей стране до сих пор еще широко распространены розетки, имеющие два контакта, без третьего - заземляющего. Но постепенно все чаще используются так называемые европейские розетки. В них контакты провода заземления расположены по бокам вилки. Такими электрическими шнурами комплектуются практически все компьютеры. В продаже существуют и специальные переходники, позволяющие подключить европейскую вилку к российской розетке, но такой переходник не имеет контактов с проводом заземления, что может стать источником дополнительной опасности. Часто металлические корпуса приборов, не соединенных с проводом заземления, находятся под напряжением, и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током. Особенно это опасно в том случае, когда рядом, кроме, электрического прибора, например компьютера, находятся трубы отопления или водопровода. Даже мощный и качественный тройник может быть не слишком надежным способом соединения: расшатывается крепление розетки, из-за ненадежной фиксации в гнезде возможно искрение контактов, перегрев и, как следствие, пожар. Для подключения мощных потребителей тока лучше использовать удлинитель, отвечающий европейским требованиям безопасности (1 класс защиты, 10/16А, 2200 Вт, наличие третьего заземляющего провода). Вилка такого удлинителя должна быть литой, с боковыми заземляющими контактами, провод - трехжильным с надежной изоляцией, розетка и корпус изготовлены из негорючих материалов. При покупке надо проверить, насколько прочно закреплен шнур в корпусе удлинителя, и убедиться, что розетки имеют специальные выступы, исключавшие возможность подключения обычных «советских» штепселей, чьи контакты тоньше, чем у европейских. Подбирать длину удлинителя нужно максимально точно: при работе шнур должен быть размотан полностью, но не болтаться под ногами. Выбирать прибор нужно с учетом суммарной мощности подсоединяемых к нему устройств, помня при этом, что стандартная российская электросеть, в которую будет включен удлинитель, предусматривает нагрузку не более 6,3 А (мощность до 1200 Вт) на одну розетку. Необходимо проверить надежность контактов розеток, отсутствие на корпусе выступающих металлических деталей, наличие приспособлений, обеспечивающих устойчивость на гладкой поверхности, и сертификат Росстандарта. Шнур удлинителя уложите вдоль стены или прикрепите к плинтусу, корпус поставьте так, чтобы он не касался мебели и хорошо проветривался. Для подключения сложной техники (компьютеры, музыкальные центры, телевизоры и видеомагнитофоны) лучше использовать удлинитель с выключателем, термоограничителем по току, фильтром защиты от высокочастотных помех и защитой от «выбросов» напряжения. В электрической сети могут возникать определенные нарушения: резкая смена напряжения, внезапные отключения и т.п. Для того, чтобы уменьшить влияние кратковременных нарушений, используют специальные устройства - сетевые фильтры, недорогие, но позволяющие спасти от выхода из строя дорогостоящую аппаратуру. По внешнему виду сетевой фильтр обычно очень похож на обыкновенный удлинитель с выключателем. Его необходимо использовать в том случае, если в электрической сети часто происходят кратковременные нарушения. Сетевые фильтры рассчитаны на определенную мощность подключаемых к ним устройств. Подбирая фильтр, необходимо знать предполагаемую суммарную мощность подключаемых к нему устройств. Сетевые фильтры спасают только от кратковременных нарушений питания. При отключении электричества на несколько секунд или минут они не помогут. В этом случае надо применять устройства бесперебойного питания - сетевые адаптеры. Они позволяют работать несколько минут после отключения электричества, что очень важно при работе с компьютерами. Часто сетевой адаптер не входит в комплект устройства, а продается отдельно. Для работы с устройствами лучше всего использовать адаптеры либо прилагаемые к ним, либо рекомендуемые фирмами-производителями. О таких рекомендациях можно прочитать в инструкциях к прибору или узнать у продавца-консультанта. Можно подобрать адаптер и самостоятельно, зная только необходимое напряжение. Разъемы для подключения сетевых адаптеров у большинства устройств одинаковые. Однако сетевой адаптер - довольно сложное устройство, и кроме входного (к какой сети подключать) и выходного (какое напряжение будет подаваться к устройству) напряжений есть еще много других важных характеристик. Так, электрический ток бывает переменным и постоянным, и, чтобы используемый аппарат не перегорел, обязательно надо выяснить, от какого тока он работает. У любого сетевого адаптера есть два параметра: 1) входное напряжение input показывает, какое напряжение должно быть подано на адаптер; 2) выходное напряжение output показывает, источником какого напряжения является адаптер.
О том, что все электроприборы должны иметь заземление, уже упоминалось. Остановимся на этом несколько подробнее.
Заземлением называют преднамеренное соединение частей электроустановки с заземляющим устройством - заземлителем и заземляющими проводниками. Заземление металлических частей технических средств обучения, электроустановок и оборудования, которые обычно не находятся под напряжением, называют защитным. Защитное заземление устанавливают для предотвращения ударов током. Если же будет обнаружено, что корпус устройства находится под напряжением (оно называется напряжением прикосновения), то пользоваться приборами нельзя даже при наличии заземления. Заземлители бывают естественные и искусственные. К первым относятся металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, а также проложенные в земле неизолированные металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и взрывчатых газов. Категорически запрещается использовать для заземления электрических приборов и компьютерной техники батареи отопления или водопроводные трубы ввиду низкого качества этих трубопроводов как заземляющих устройств.
В качестве искусственных заземлителей обычно применяют запитые в землю стальные трубы, уголковую сталь, металлические стержни.
Заземление в образовательных учреждениях должно осуществляться только специалистами.
Каждому учителю надо не только хорошо знать и соблюдать правила эксплуатации всевозможных электрических установок, но и уметь правильно оказать первую помощь пострадавшему от элетрического тока.
Оказание первой помощи при поражении электрическим током
Учащегося, попавшего под напряжение, надо немедленно освободить от действия электрического тока. Для этого отключают потребитель электрического тока с помощью ближайшего штепсельного разъема, выключателя (рубильника) или путем вывертывания пробок (плавких предохранителей) на щитке.
Если выключатель находится слишком далеко от места происшествия, перерезают или перерубают провода (каждый отдельно) топором или другим режущим инструментом с сухой рукояткой из изолирующего материала. Если рукоятка металлическая, то во избежание контакта оказывающего помощь с цепью электрического тока ее надо обернуть чистой сухой шелковой, шерстяной, хлопчатобумажной или прорезиненной тканью.
Если невозможно быстро разорвать цепь электрического тока, то надо оттащить пострадавшего от провода или же отбросить от него оборвавшийся конец провода сухой палкой или другим предметом из изоляционного материала. Пострадавший сам при этом является проводником электрического тока, поэтому следует соблюдать меры предосторожности. Для этого надо надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой тканью, подложить под ноги изолирующий предмет (резиновый коврик, сухую доску или в крайнем случае свернутую сухую одежду). Отделяют пострадавшего от провода за концы его одежды, не прикасаясь к открытым частям тела. Делать это рекомендуется одной рукой.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока надо немедленно оказать первую помощь. Чтобы определить, в каком состоянии находится пострадавший, необходимо сразу же уложить его на спину, расстегнуть одежду, проверить по подъему грудной клетки его дыхание, наличие пульса (на лучевой артерии у запястья или сонной артерии на шее), а также состояние глазного зрачка (узкий или широкий). Широкий неподвижный зрачок указывает на отсутствие кровообращения в мозгу.
Определить состояние пострадавшего надо быстро - в течение 15-20 с. Если он в сознании, но до того был в обмороке или продолжительное время находился под действием электрического тока, то ему необходимо обеспечить полный покой до прибытия врача и дальнейшее наблюдение в течение 2-3 ч. Если нельзя быстро вызвать врача, надо срочно любым способом доставить пострадавшего в лечебное учреждение при помощи транспортных средств или носилок.
При тяжелом состоянии или отсутствии сознания необходимо вызвать «скорую помощь» на место происшествия. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться: отсутствие тяжелых симптомов после поражения не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но дышит, его надо удобно уложить, создать приток свежего воздуха, растирать и согревать тело. При очень редком и поверхностном или, наоборот, судорожном, как у умирающего, дыхании пострадавшему надо немедленно делать искусственное дыхание. Даже при отсутствии признаков жизни (дыхания, сердцебиения, пульса) нельзя считать пострадавшего мертвым. Смерть в первые минуты после поражения - кажущаяся. Пострадавшему может угрожать наступление действительной смерти в том случае, если ему немедленно не будет оказана помощь в виде искусственного дыхания с одновременным массажем сердца.
При правильном проведении искусственного дыхания и наружного массажа сердца у пострадавшего появляются следующие признаки оживления: улучшается цвет лица - оно приобретает розовый оттенок вместо серо-землистого с синеватым оттенком, который был до оказания помощи, появляются самостоятельные дыхательные движения, становящиеся все более и более равномерными по мере продолжения действий по оживлению, сужаются зрачки.
Меры по оживлению пострадавшего надо проводить непрерывно до тех пор, пока не будут достигнуты положительные результаты или не прибудет врач.
При поражении электрическим током пострадавшего ни в коем случае нельзя зарывать в землю, ибо это принесет ему только вред.
Правила противопожарной безопасности
Вработе с техническими средствами должны выполняться «Типовые правила пожарной безопасности для школ, школ-интернатов, детских домов, дошкольных и других учебно-воспитательных учреждений». Ответственность за противопожарное состояние учебно-воспитательных учреждений возложена на руководителей этих учреждений, но это не освобождает всех остальных работников от их знания и неукоснительного исполнения этих правил. Всем учителям надо знать следующие требования пожарной безопасности:
1) помещение, предназначенное для использования технических средств, должно располагаться на первом этаже. Использование техники на других этажах разрешается при наличии несгораемого перекрытия и двух выходов с этажа на лестничные клетки;
2) во время демонстрации в классной комнате или учебном кабинете разрешается присутствие учащихся не более одной группы;
3) проектор не должен устанавливаться у выхода из класса или аудитории;
4) к работе на аппаратуре допускаются только лица, имеющие соответствующую квалификацию;
5) электропроводка в помещении, где используют технические средства, должна быть постоянного исполнения и отвечать требованиям устройства электроустановок. Подключение к электропроводке допускается только исправными электрическими проводами при помощи штепсельных розеток и вилок;
6) аппаратура должна быть соединена между собой соответствующими винтами и обязательно заземлена;
7) провода, соединяющие технические устройства, не должны пересекать пути эвакуации учащихся.
Правила пожарной безопасности необходимо соблюдать и при использовании в учебно-воспитательном процессе любых технических средств.
После окончания просмотра следует обязательно отключить аппарат от электрической сети, ибо в результате перенапряжений часто происходит короткое замыкание и самовозгорание телевизора. Для учебных учреждений следует приобретать только пожаробезопасную технику.
Во всех случаях возникновения пожара в классе или учебном кабинете учитель обязан выключить аппаратуру, дать свет в классную комнату или учебный кабинет, принять немедленные меры к предотвращению паники среди учащихся и к их эвакуации из этого помещения, сообщить о пожаре в ближайшую пожарную часть и приступить к тушению пожара имеющимися противопожарными средствами.
При возникновении пожара его надо тушить с помощью первичных средств, к которым относятся вода, песок, противопожарная ткань, ручные химические огнетушители (пенные, воздушно-пенные, углекислотные, бромэтиловые, порошковые) и противопожарный инвентарь.
Наряду с правилами противопожарной и технической безопасности при использовании компьютерной техники надо учитывать санитарно-гигиенические нормы.
Санитарно-гигиенические нормы при использовании компьютеров
Важным моментом для использования компьютерной техники являются выбор, подготовка и оборудование соответствующих учебных помещений.
С любого места классной комнаты учащиеся должны достаточно хорошо и разборчиво слышать преподавателя, видеть все, что он демонстрирует. Демонстрация изображений проходит наилучшим образом, если ширина аудитории равна 0,6 ее длины, высота 0,4 длины. Эти параметры важно учитывать для получения хорошей акустики и уменьшения возможной реверберации звучания, особенно в больших (на 200 человек и более) аудиториях.
Кабинет или класс с компьютерной техникой целесообразно располагать на северной или северо-западной стороне, куда не попадают прямые солнечные лучи, с окнами на одной стороне для облегчения автоматического зашторивания.
Помещение должно отвечать также и правилам техники пожаробезопасности. Для этого лучше иметь две двери, открывающиеся наружу. Первый ряд стульев для учащихся следует располагать на расстоянии 1,5-кратной ширины экрана.
Немаловажную роль в общих требованиях к помещению играет и цветовая окраска стен. Не следует окрашивать их в яркие тона, желательно подбирать цвета холодных тонов (голубые, светло-серые, зеленоватые); при этом стенку, на которой установлен экран, окрашивают более темным цветом.
Для оборудования помещений экранами при таком варианте используют диффузно-рассеивающие материалы из бело-матового пластика с коэффициентом отражения 0,76-0,8.
Оптическое расстояние аппаратуры до экрана выбирают в зависимости от необходимой ширины изображения, которая для нормальных условий восприятия должна равняться 0,2 длины помещения.
Расстояние от экрана до первого ряда зрителей зависит от мощности аппарата и размера экрана. При значительных размерах экрана педагог имеет возможность устанавливать проектор на большом расстоянии, увеличивая изображение. Это в свою очередь позволяет удобно располагать перед экраном 25-30 чел.
Размер изображения рассчитывается следующим образом: для определения его ширины длина групповой комнаты делится на 5, например 8 м:5 = 1,6 м. Высота экрана от пола при демонстрации должна составлять 1,1-1,5 м. Нельзя допускать проекцию изображения на стену или бумагу, так как это значительно ухудшает его качество и отрицательно сказывается на зрении детей.
 В гигиеническом отношении важен и такой фактор, как степень утомления учащихся к моменту просмотра. Рекомендуется, чтобы до уроков с применением компьютерной техники или вслед за ними проводились занятия, не выпивающие значительного напряжения внимания и зрения. Общее число учебных передач не должно превышать 4-8 часов в неделю.
Затемнение окон шторами способствует повышению температуры воздуха и увеличению его влажности, возрастает концентрация углекислого газа, поэтому необходимо соблюдать воздушный режим и помещениях, обеспечивать эффективное проветривание перед началом занятия и после его окончания.
Длительность применения компьютеров для учащихся младших классов допустима в пределах 12-15 мин. Если при этом используется музыка, то время увеличивается до 20 мин. Для учащихся среднего и старшего возраста норма составляет 25-30 мин.
Длительность применения компьютеров во многом определяется характером учебного предмета.
Наблюдения за эффективностью уроков с применением компьютерной техники показывают, что при правильной организации работы учащиеся хорошо усваивают учебный материал. Но для сохранения высокой работоспособности учащихся и обеспечения эффективности использования компьютерной техники необходимо также, как и при проведении урока вообще, своевременно менять методы и приемы учебной работы. При однообразной структуре урока, несмотря на интересную передачу, учащиеся быстро устают, так как утомительно в продолжение всего урока заниматься одним и тем же видом деятельности: только смотреть, только слушать или только писать. Даже старшеклассники не обладают еще достаточными навыками слушать и записывать лекции без обратной связи с педагогом.
Компьютер желательно применять через 5-10 мин после начала урока.
Важное значение имеет и дозировка уроков с применением компьютерной техники. В течение недели количество таких уроков для учащихся младших классов не должно превышать 3-4, старших классов - 4-6. Обязательным минимумом в течение учебного года для всех учащихся можно считать 136 ч, а максимумом (для профильных школ, оснащенных современной техникой) - 442 ч.
При составлении расписания уроков необходимо предусмотреть, чтобы уроки с использованием экрана не шли один за другим, вслед за занятиями с применением компьютерной техники не ставились уроки изобразительного искусства, черчения, труда, т. е. тех дисциплин, которые связаны со значительным зрительным напряжением, потому что у учащихся после уроков с применением экранных пособий значительно снижаются работоспособность, учебная активность.
Психофизиологические особенности обучающихся (быстрая утомляемость, недостаточное произвольное внимание) определяют высокие требования к организации занятий с использованием компьютерной техники.
Необходимо учитывать, что большой объем информации и ее эмоциональная окрашенность увеличивают напряжение, ускоряют темп работы (дети практически не отвлекаются), в результате возрастает нагрузка на зрительный и слуховой анализаторы. Поэтому не следует злоупотреблять использованием компьютерной техники, необходимо чередовать различные методы и приемы работы.
Для сохранения у дошкольников высокого уровня внимания и работоспособности надо правильно определять продолжительность просмотра или прослушивания. Так, повторное включение проектора на занятиях следует производить с интервалами в 5-7 мин. Повышается уровень внимания и восприятия детей, если подобрать к звукозаписям зрительный материал: кадры из фильмов, фотографии, репродукции и т.п. В расписании дня целесообразно сочетать занятия с применением экранных пособий с музыкальными или физкультурными, но не прослушивать звукозаписи после музыкальных занятий.
От затемнения помещения зависит контрастность изображения. Однако полное затемнение резко снижает качественный показатель занятия. Недопустимо частое включение и выключение освещения, что отрицательно влияет на зрение и психическое состояние обучающихся. Целесообразно предусмотреть частичное затемнение окон, расположенных непосредственно у экрана, а не затемнять аудиторию полностью.
Существует несколько вариантов затемнения окон: вертикальное, горизонтальное (эти способы наиболее часто встречаются в учебных заведениях), зенитное зашторивание и установка жалюзи и межоконных рамах. Применяя схему с экранами на просвет, в классе устанавливают декоративные шторы, предотвращающие доступ прямых солнечных лучей.
В вечернее время частичное затемнение создается светильниками, которые разбиты на две группы и включаются как с пульта, так и выключателями, расположенными при входе в аудиторию. Во время демонстрации группу светильников, расположенных у экрана, выключают. Иногда в классах устанавливают на боковых стенах бра со щитками со стороны экрана.
Управление аппаратурой и вспомогательным оборудованием учитель осуществляет с помощью ассистента или дистанционно. Второй вариант более приемлем: он дает преподавателю свободу и оперативность в пользовании аудиовизуальной техникой.
Разрабатывая пульт дистанционного управления, нужно исходить из следующих требований: дистанционным управлением необходимо охватить всю или, по крайней мере, большинство установленной аппаратуры; управление оборудованием аудитории должно быть связано с минимальным количеством операций; в пульте надо установить устройства, задающие программу выполнения операций по управлению аппаратурой и предотвращающие ее выход из строя. В случае полного затемнения класса предусматривают подсветку пульта и текста.
Очень удобно при оборудовании классов устанавливать однотипные пульты управления во всех комплексах. Приходя в разные классы, преподаватель не должен изучать новый пульт, это оградит его от возможных ошибок во время демонстрации.
Перед работой учащихся на ЭВМ следует ознакомить их с правилами работы в кабинете вычислительной техники, с требованиями безопасности и гигиены труда. Взаимодействие обучаемых с компьютерами влияет на их психофизиологическое состояние. Увеличивается частота сокращений сердечной мышцы (более чем и два раза по сравнению с безмашинным обучением). Постоянная статическая нагрузка при работе с дисплеями, неподвижность рабочей позы приводят к болям в мышцах рук, шеи, плеч и спины нарушениям опорно-двигательного аппарата. Развивается умственное утомление, изменяется мозговое кровообращение. Высокие умственные и психоэмоциональные перегрузки наблюдаются, по данным разных авторов, у 15-70% учащихся, работающих на компьютере, причем у интравертов напряженность больше, по сравнению с экстравертами. У учащихся с замедленным протеканием нервных процессов чаще возникает тревожно-напряженное состояние из-за недостатка отводимого на выполнение работы времени. Следовательно, необходима строгая временная дозировка работы с компьютером: чередование периодов работы с отдыхом, просмотром или прослушиванием блоков психологической разрядки, имеющихся в обучающих программах, а лучше прекращение работы с компьютером на определенное время и выполнение специальных упражнений для снятия утомления и напряжения.
Для физического и психического здоровья детей важны интеллектуальная ценность используемых программ, качество применяемой аппаратуры, рациональность режима работы, стиль преподавания, содержание и формы обучения.
Не всегда учащиеся положительно настроены на работу с компьютером. На начальных этапах возможно появление тревожного чувства, связанного с новизной ситуации, страхом не справиться со сложной и незнакомой техникой или с желанием как можно быстрее освоить ее. Иногда потеря интереса к работе с ЭВМ может быть исвязана с преувеличением ожиданий, когда ребенок думает, что машина все за него решит и сделает.
Информатизация образования
Информатизация образования как деятельность (задачи и проблемы)
Термин «информация» из журналистского превратился в один из наиболее часто употребляемых в настоящее время терминов в науке, технике и быту. Это обусловлено, в частности, тем, что понятия «информация» и «знания» очень близки, а знания, осведомленность играют сегодня очень важную роль в жизни как отдельного человека так и общества в целом. Быстрое увеличение объема циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней. Умения работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Истоком интереса к феномену информации послужил кризис европейской науки, которая первоначально исходила из положения, что материя есть пассивное, инертное начало, которое можно беспрепятственно изучать и преобразовывать. Со временем стало ясно, что преобразовательская деятельность, даже при достаточном количестве энергии, имеет свои ограничения. После взрыва атомной бомбы человечество особенно серьезно задумалось о том, что его действия могут иметь непредсказуемые последствия.
Постепенно пришло научное осознание факта (который на уровне религиозных воззрений был известен в глубокой древности), что каждый предмет, явление, событие имеет какой вполне определенный смысл в общей картине мироздания. Поэтому одной из главных задач современной науки стало выяснение смысловых или, иначе говоря, семантических свойств материи. Причем, большинство ученых склоняются к мысли, что в наибольшей степени семантическое свойство материи отождествляется с информацией. Другими словами, информация как философская категория отражает семантические свойства материи наряду с его энергетическим свойством.
Одна из жизненных целей человека – получить как можно больше знаний, приобщиться к культуре разных народов, то есть, в конечном счете, освоить как можно больше информации. Обращение к сути объектов, в частности, в период обучения, не прихоть, не дань традиции, а безальтернативный способ удержать цивилизацию от разрушения. И чем скорее это будет осознано, тем с меньшими потерями будет достигнуто.
Слова французского дипломата Э. Талейрана «Кто владеет информацией – владеет миром» стали сегодня не только политическим, но в большей мере экономическим, социально-образовательным лозунгом.
Исторический процесс информатизации общества точно описывается с помощью последовательности информационных революций, связанных с появлением новых, для своего времени, технологий.
Информационная революция заключается в изменении способов и инструментов сбора, обработки, хранения и передачи информации, приводящим к увеличению объёма информации, доступной активной части населения. Таких революций шесть. Первая информационная революция заключается в появлении языка и членораздельной человеческой речи. Вторая информационная революция связана с изобретением письменности. Это изобретение позволило не только обеспечить сохранность уже накопленной человеческим обществом информации, но и повысить её достоверность, создать условия для более широкого, чем ранее, распространения информации. Третья информационная революция порождена изобретением в XV веке книгопечатания, которое многие считают одной из первых информационных технологий. Появление и развитие печатных средств массовой информации, таких как газеты и журналы, явилось результатом третьей информационной революции. Четвертая информационная революция началась в ХIХ веке. Тогда были изобретены такие средства передачи и распространения информации как телеграф, телефон, радио и телевидение. Пятая информационная революция произошла в середине XX века, когда человечество стало активно использовать вычислительную технику. Применение ЭВМ для обработки научной информации кардинальным образом изменило возможности человека по активной и эффективной обработке информации. Впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для повышения производительности интеллектуального труда. Сегодня мы являемся свидетелями шестой информационной революции, связанной с появлением глобальных телекоммуникационных компьютерных сетей и их интеграцией с технологиями мультимедиа и виртуальной реальности.
Шесть революций изменили общество. Налицо развитие и распространение информации и информационных технологий, что позволяет говорить о наличии процессов информатизации. Информатизация оказывает революционное воздействие на все сферы жизнедеятельности общества, кардинально изменяет условия жизни и деятельности людей, их культуру, стереотип поведения, образ мыслей.
Очевидный прогресс в области информационных технологий повлек за собой появление в научных и научно-популярных изданиях термина «информационное общество». Некоторые ученые под информационным понимают общество, в котором главным продуктом производства являются знания. Использование такого показателя как количество накопленных человечеством знаний в качестве критерия для присвоения обществу статуса информационного общества оправдано, поскольку по некоторым оценкам, с начала нашей эры первое удвоение накопленных человечеством знаний произошло к 1750 году, второе – к началу ХХ века, третье – уже к 1950 году. Начиная с 1950 года, общий объем знаний в мире удваивался каждые 10 лет, с 1970 года – каждые 5 лет, а с 1991 года – ежегодно. Это означает, что на сегодняшний день объем знаний в мире увеличился более чем в 250 тысяч раз.
История формирования информационного общества содержит в себе историю зарождения и развития новых видов человеческой деятельности, связанных с информатизацией. За последние годы в обществе появились специализированные профессиональные группы людей, связанные с обслуживанием компьютерной техники и процессов обработки информации (операторы, программисты, системные аналитики, проектировщики и т.п.), оказанием консультативных, научно-информационных и других услуг подобного рода. Очевидно, что возникновение новых научных и профессиональных направлений требует специализированной системы подготовки кадров, в которой не только содержание, но и методы и средства обучения должны соответствовать реалиям соответствующего этапа информатизации общества.
Задачам информатизации общества и всех его сфер, к числу которых относится и образование, уделяется повышенное внимание государства. Необходимость системного государственного подхода к процессу развития информатизации общества начало осознаваться в начале 90-х годов прошлого века.
Относительно широкое определение понятия «информатизация» дал в своих публикациях академик А.П. Ершов. Он писал, что «информатизация – это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности». При этом А.П. Ершов подчеркивал, что информация становится «стратегическим ресурсом общества в целом, во многом обусловливающим его способность к успешному развитию». В то же время, по заключению ЮНЕСКО, информатизация – это широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации, обеспечивающей систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, и их использование обществом для текущего управления и дальнейшего совершенствования и развития.
Очевидно, что с одной стороны оба указанных определения не противоречат друг другу, и, с другой стороны, определяют, в том числе и информатизацию сферы образования, являющейся одной из областей деятельности человека.
Информатизация образования представляет собой область научно-практической деятельности человека, направленной на применение технологий и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации, обеспечивающее систематизацию имеющихся и формирование новых знаний в сфере образования для достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания.
Внедрение информационных технологий в различные области современной системы образования принимает все более масштабный и комплексный характер. При этом важно понимать, что информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей. Первая из них заключается в повышении эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Вторая – в повышении качества подготовки специалистов с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.
Исторически информатизация образования осуществляется по двум основным направлениям: управляемому и неуправляемому.
Управляемая информатизация образования имеет характер организованного процесса и поддерживается материальными ресурсами. В ее основе лежат обоснованные общепризнанные концепции и программы.
Неуправляемая информатизация образования реализуется снизу по инициативе работников системы образования и охватывает наиболее актуальные сферы образовательной деятельности и предметные области
Как известно, министерством образования и науки Республики Казахстан ведется работа по компьютеризации школ, подключению их к Интернету и телефонизации. В настоящее время обеспеченность компьютерной техникой организаций среднего общего образования составляет 21 учащийся на 1 компьютер с учетом мультимедийных кабинетов, в сельской школе – 20. К сети Интернет подключено 96% общеобразовательных школ, в том числе сельских – 97%.
В Послании Президента народу Казахстана «Новый Казахстан в новом мире» подчеркнуто: «Мы должны добиться предоставления качественных услуг образования по всей стране на уровне мировых стандартов. ...Развивать практику обучения в режиме он-лайн..., предусмотреть создание системы специальных классов естественно-научного профиля».
С 2007 года в учебный процесс организаций образования внедряется система «он-лайн обучения». Программа представляет собой комплекс из пяти интерактивных предметных кабинетов, два из которых являются универсальными. В них могут проводиться уроки математики, истории, географии, астрономии, а также три предметных кабинета естественно-научного цикла по физике, химии и биологии. Они оснащены специальным компьютеризированным лабораторным оборудованием, позволяющим проводить эксперименты и демонстрации по программе средней школы, получать и обрабатывать их результаты в цифровом виде на компьютере учителя. Мобильный компьютерный класс представляет собой «класс на колесах», оборудованный компьютером учителя, 14-ю компьютерами учеников и точкой беспроводного доступа, что позволяет быстро и легко разворачиваться в любом помещении в локальную беспроводную сеть.
Вместе с тем, надо иметь в виду, что информатизация – это не только компьютеры и все, что с ними связано! Это насыщение образования информацией, источниками и информационными технологиями. В этих понятиях компьютеры не фигурируют! Поступление новых бумажных книг в библиотеку школы – это тоже информатизация. Поэтому и средства не всегда компьютерные. В слове информатизация не «зашито» компьютеризация. Информатизация – шире. Во-вторых, большая ошибка считать информатизацию образования только лишь процессом. Процесс может идти и стихийно, и не всегда приводить к цели. Процессу невозможно научить. Правильнее под информатизацией понимать деятельность человека, целенаправленную деятельность, т.е. придерживаться вышеприведенного нами определение информатизации образования. Тогда ей можно учить педагогов. Люди должны быть частью такой деятельности и от них все зависит.
Существует две основные проблемы, тормозящие информатизацию: неготовность педагогов к работе с использованием средств информатизации и низкое качество содержательного наполнения, несвязность, несоответствие методическим системам обучения образовательных информационных ресурсов. Обратите внимание, что отсутствие компьютеров, Интернета и т.п. – это не проблема на самом деле. Выделят деньги и компьютеры купятся, проблема будет решена. Но сколько случаев, когда компьютеры и сети есть, а с ними не знают что делать (не умеют и нет ресурсов). Речь идет не о том, что не умеют «кнопки нажимать» – этому научиться несложно – курсы, книги и т.п. А вот как учить с использованием средств информатизации, чтобы эффективность обучения повышалась – вот это проблема! Этого почти никто из педагогов не знает, хотя пользоваться компьютером могут.
Информатизации образования как деятельности надо учить и настоящих, и будущих педагогов. Все, без исключения, студенты педагогических вузов (математики, информатики, историки, литераторы и др.) должны пройти подготовку в области информатизации образования. В педвузах! Как учат методике, так надо учить и информатизации образования.
Информатизация образования – это не только информатизация обучения. Это информатизация учебной деятельности, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной деятельности и процессов воспитания, научно-исследовательской и научно-методической деятельности, а также организационно-управленческой деятельности. Все это должно информатизироваться взаимосвязано и параллельно, без перекосов.
Ресурсы и технологии должны проходить комплексную экспертизу качества. Их использование должно быть не по принципу – чем больше, тем лучше, а в ответ на потребности системы образования, там, где они на самом деле дадут эффект. Не должно быть как сейчас – разрабатывается ресурс, а никто не задумывается, где и как он будет использоваться, нужен ли он. Нате вам ресурс, и сами придумывайте как им пользоваться. Надо сначала построить или понять методическую систему обучения школьников, в том числе методику обучения, потом выявить потребности в ресурсах, потом только делать эти ресурсы с учетом всего перечисленного.
Производство и накопление различных информационных ресурсов и технологий для учебных заведений порождает целый ряд проблем педагогического характера. Прежде всего, следует отметить очевидное отсутствие какой-либо системы в разработке, накоплении и практическом использовании разрозненных информационных ресурсов педагогического назначения. Как правило, подобные средства никак не связаны между собой и неоправданно дублируют одну и ту же информацию, что очень часто приводит к содержательным и методологическим коллизиям. Средства информатизации, используемые в рамках одного учебного заведения, требуют принципиально различных методических и технологических подходов, накладывают существенные требования на знания и умения обучаемых, что отрицательно сказывается на эффективности учебного процесса.
Еще одной проблемой, связанной с хаотичностью разработки и использования информационных технологий и ресурсов в учебном заведении, является практическая невозможность универсальной подготовки педагогических кадров, способных комплексно использовать преимущества информационных технологий в учебной, внеучебной и организационно-педагогической деятельности.
Эти и другие проблемы характерны для любого учебного заведения. В этой связи Казахский национальный педагогический университет имени Абая не является исключением. В связи с этим в КазНПУ им. Абая создается Концепция, на основании положений которой можно было бы объединить в одну унифицированную систему информационные ресурсы и технологии, используемые во всех сферах деятельности университета. В Концепции отражаются теоретико-педагогические и методологические аспекты построения и использования информационной образовательной среды университета, имеющие особое значение в связи с необходимостью формирования у каждого будущего специалиста определенного уровня информационной культуры, адекватного требованиям современного информационного общества. Кроме этого, Концепция должна отражать компонентный состав, теоретические подходы и системы требований к информационной образовательной среде КазНПУ им.Абая, описывать возможные пути интеграции и унификации информационных ресурсов, включаемых в состав такой среды, затрагивать вопросы их соответствия методическим системам обучения в университете, а также вопросы дальнейшего вхождения информационной образовательной среды КазНПУ им.Абая в состав общеказахстанского информационного образовательного пространства.
Нельзя не отметить, что в большинстве случаев использование средств информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников и студентов. В то же время любой опытный педагог подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование средств информатизации никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект.
Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно и повсеместно. Кроме того, обучение корректному и оправданному использованию средств информационных и телекоммуникационных технологий должно войти в содержание подготовки педагогов в области информатизации образования.
Основными целями подготовки педагогов в области информатизации образования должны стать:
ознакомление с положительными и отрицательными аспектами использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании;
формирование представления о роли и месте информатизации образования в информационном обществе, видовом составе и областях эффективного применения средств информатизации образования, технологий обработки, представления, хранения и передачи информации;
ознакомление с общими методами информатизации, адекватными потребностям учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной, научно-исследовательской и организационно-управленческой деятельности учебных заведений;
формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах оценки их качества, обучение педагогов стратегии практического использования средств информатизации в сфере образования;
предоставление дополнительной возможности пояснить обучаемым роль и место информационных технологий в современной мире;
обучение формирующемуся языку информатизации образования (с параллельной фиксацией и систематизацией терминологии).
В качестве основных направлений, систематизирующих содержание подготовки, должны быть отобраны сущность, цели и особенности информатизации образования, технические средства и технологии информатизации образования, методы информатизации образовательной деятельности, основы формирования информационных образовательных сред и информационного образовательного пространства, вопросы формирования готовности педагогических кадров к профессиональному использованию информационных технологий.
По поводу стандарта учебного предмета «информатика».
Проведение научного анализа функционирования предметного стандарта 2002 года и обоснование необходимых изменений, предполагаемых при разработке новых стандартов переходного периода немыслимо без учета исторически совместного развития до 90 годов, даже до второй половины 90 годов, прошлого века образовательного процесса вместе со всеми странами СНГ, входящими в СССР.
При этом надо обратить внимание на следующее:
Развитие методической системы обучения информатике для Республики Казахстан должен характеризоваться наряду с усилением общеобразовательной значимости фундаментализацией обучения школьной информатике.
При разработке стандартов начального, базового и профильного образования по информатике необходимо соблюдение целостности.
Несмотря на существование учебников по информатике для раннего обучения, необходимо еще раз пересмотреть их в соответствии новому стандарту начального общего образования, отбор содержания для обучения информатике в начальной школе в рамках учебного модуля «Информатика».
Следует особо отметить при создании Госстандарта по информатике и при разработке методической системы обучения не учитываются особенности Республики Казахстан, то есть не соблюден дидактический принцип культуросообразности, т.е. максимально возможное использование в обучении и воспитании учащихся элементов национальной культуры РК. Обучение информатике, с учетом сказанного, будет способствовать формированию национального самосознания школьников, осознанию самобытности нации, пониманию ее места в мировом культурном сообществе нации и народов.
Необходимо строго следить за систематизацией имеющихся и формированием новых, а также единством терминов по школьной информатике на государственном языке.
В связи с введением профильного обучения на старшей ступени школы в настоящее время разработано достаточно много программ профильных и элективных курсов по информатике и основанных на них учебников. В рамках этих разработок, как правило, основной упор делается лишь на углублении знаний в области информационных технологий, обеспечение прикладных профильных курсов информатики, направленных на подготовку к практической деятельности. Необходима дальнейшая разработка фундаментальных профильных курсов по информатике.
Очень важно в новых стандартах переименовать название курса «информатика» на «информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ)», что точно и четко характеризует суть этого курса.
Изучить опыт разработки стандартов нового поколения России и других стран СНГ и практиковать привлечение соответствующих специалистов из стран СНГ для разработки нашего стандарта.
Изучить и использовать различные теоретико-методологические подходы и методы к разработке образовательных стандартов в мировом масштабе.
Тенденция такова, что количество государственноязычных школ (6000 казахский язык и смешанных из всех 8000 школ РК) стало больше чем русскоязычных и увеличивается быстрыми темпами. А это требует не только казахификацию, если так можно выразиться, компьютеров (уровень и масштабы которой не должно быть не ниже русифицирования компьютеров!) и локализацию, по крайней мере, учебных программных средств на государственный язык. А еще требуется разработка методической системы обучения информатики и информатизации образования для школ и учебных заведений с государственным языком обучения. Но это ни в коем случае не означает нарушение единства образовательного пространства, например, с Россией, если бы они не были разными и не было бы вопроса об единстве образовательного пространства. Надо понимать: разные государства – возможны разные подходы, а цель одна. Не все придется точь в точь перекопировать или перевести методы обучения информатике и информатизации образования.
В компьютерной сфере казахификация— то же, что локализация, но применительно к казахскому языку: приспособление программного и аппаратного обеспечения к отображению и вводу знаков казахской письменности, создание казахскоязычного интерфейса и т. п. А локализация (англ. localization) — перевод и адаптация элементов интерфейса, вспомогательных файлов и документации.
Задача локализации не исчерпывается только переводом, более того, перевод как таковой обычно занимает скромное место в процессе локализации программного обеспечения. Типичными задачами адаптации являются использование национальных символов письменности, применение принятых национальных форматов, а также правил алфавитной сортировки текстов и т.д. А дизайн и разработка программного обеспечения должны учитывать соображения локализации самым серьезным образом. Отметим, что обеспечение корректности лексики в соответствии с правилами целевого, в нашем случае казахского языка, является требующей решения задачей в процессе локализации.
Все это, а также существующая практика обучения информатике и информатизации образования в нашей республике говорят о непременной необходимости усиления и ускорения локализации программных средств для образовательных целей.
Что такое информатизация образования?
Особенности развития современного общества
Современное состояние общества характеризуется кардинальными изменениями в научно-технической, политической, экономической, социальной и культурной сферах, вызванными быстрым распространением информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Это проникновение ИКТ в различные сферы человеческой деятельности называют информатизацией.
Информатизация – это одна из важнейших идей, порожденных особенностями развития современной цивилизации, которая прочно стала достоянием массового сознания.
Информатизация привела к возникновению «общества глобальной компетентности», характерными особенностями которого являются:
·  объем знаний, порождаемых в мировом сообществе, удваивается каждые два-три года;
·  ежедневно в мире публикуется 7000 научных и технических статей;
·  объем информации, пересылаемой через искусственные спутники Земли в течение двух недель, достаточен для заполнения 19 миллионов томов;
·  в индустриально развитых странах учащиеся к моменту окончания средней школы получают больше информации, чем их бабушки и дедушки за всю жизнь;
·  в последующие три десятилетия произойдет столько же изменений, сколько их было за последние три века.
Новый социальный заказ системе образования
Изменения в экономике влияют на формирование нового социального заказа, предъявляемого обществом к качеству подготовки выпускника школы. На первый план выходят умения:
·  коммуникативные,
·  критическое и системное мышление,
·  умение работать в команде,
·  постановка и решение задач, проектное мышление,
·  социальная ответственность и адаптируемость,
·  саморазвитие и самореализация,
·  творческий потенциал и любознательность,
·  информационные и мультимедийные умения.
Приоритетом деятельности современного общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией разработки и использования ИКТ, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.
Этот процесс инициирует:
·  совершенствование и создание новых технологий управления системой образования;
·  совершенствование хранения и распространения педагогического общества;
·  создание и внедрение новых методических систем обучения;
·  совершенствование отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания;
·  создание и использование новых методик контроля и оценки уровня знаний;
·  создание глобальной системы открытого образования.
Информатизация как техническое оснащение
Выделим несколько основных направлений информатизации образования.
Информатизация как техническое оснащение. Для данного направления информатизация образования – это процесс оснащения учреждений системы образования компьютерной техникой, программным обеспечением и средствами телекоммуникаций с целью обеспечения доступа к современным ИКТ всем участникам образовательного процесса: учащимся, педагогам, и родителям.
Минимальное типовое пространство образовательного учреждения (ОУ) должно включать следующие цифровые зоны (Рис. 1).

Рис. 1. Цифровые зоны ОУ
Цифровые зоны образовательного учреждения
Зона предметного изучения ИКТ (компьютерный класс). Первая зона представляет собой учебную аудиторию, состоящую из 13 – 15 компьютеров и сервера, интегрированных в локальную сеть ОУ. Она необходима для проведения учебных занятий и внеклассной работы учащихся и педагогов.
Зона информационных технологий обучения. Учебная аудитория, в которой должны присутствовать: современный компьютер, подключенный к локальной сети школы и имеющий доступ к глобальным информационным ресурсам, мультимедийный проектор, подключаемый к компьютеру. В данной аудитории можно проводить уроки по различным предметам с использованием ИКТ, не загружая компьютерный класс.
Административная зона. Эта зона предназначена для эффективного использования ИКТ в управленческой деятельности. У каждого сотрудника администрации автоматизированное рабочее место (АРМ) укомплектовано компьютером, средствами доступа к ресурсам глобальных сетей и унифицированным программным обеспечением, позволяющим осуществлять оперативное управление, использовать в работе общую базу данных и выводить любые формы отчетности.
Информационно-коммуникативная зона. Эта зона охватывает:
·  Медиатеку. Медиатека это библиотека электронных учебных изданий, методических материалов учителей, творческих работ учащихся ОУ. Выделение в самостоятельное структурное подразделение позволит проводить занятия кружков, факультативов, творческих лабораторий.
·  Учительскую. Учительская оснащена как минимум одним компьютером, позволяющим получать оперативную управленческую информацию и осуществлять ввод первичных данных.
·  Информационный терминал. Одно или несколько компьютерных мест в специальном кабинете для родителей. На компьютеры выводится информация по школе в целом и по ученикам, обеспечивается возможность заочных консультаций с учителями и администрацией школы.
Все эти компоненты должны быть объединены в локальную компьютерную сеть ОУ, и иметь возможность обмена данными с глобальными компьютерными сетями.
Информатизация как создание информационного образовательного пространства
Информатизация как создание единого информационного образовательного пространства. В данном случае информатизация образования – это процесс объединения при помощи глобальной сети Интернет учреждений и структур системы образования с целью обеспечения для всех участников образовательных процессов равных возможностей:
·  в доступе к образовательной информации;
·  в получении образовательных услуг.
Пути создания условий единого информационного пространства:
·  обеспечение информационной целостности и совместимости всех данных;
·  обеспечение совместимости с современным программным обеспечением;
·  создание единого информационного пространства в каждом образовательном учреждении путем объединения персональных компьютеров в локальную сеть.
Под информационным пространством ОУ понимают специально организованный комплекс компонентов, обеспечивающих системную интеграцию ИКТ в образовательный процесс с целью повышения его эффективности.
Единое информационное пространство ОУ выполняет несколько функций.
Информационная функция выполняется за счет наличия единой базы данных, содержащей учебный план, сведения об учениках, сведения об учителях, расписание, электронный журнал, разнообразные отчеты и другие аспекты учебно-воспитательного процесса.
Образовательнаяфункция выполняется за счет использования в учебном процессе цифровых учебных курсов, представленных на CD, в Интернете, экранных наглядных материалов, курсов собственной разработки.
Коммуникативнаяфункция выполняется за счет возможности общения с учениками, родителями, коллегами посредством сайта образовательного учреждения, электронной почты, электронной доски объявлений и др.
Школьный сайт как средство построения информационного образовательного пространства
Сайт школы является важным звеном информационного пространства ОУ.
Web-сайт– группа Web-страниц, связанных вместе единой темой, общим стилем оформления и взаимными гипертекстовыми ссылками.
Web-страницадокумент во «Всемирной паутине», содержащий:
·  форматированный текст;
·  мультимедийные объекты (графику, звук, видеоклипы);
·  ссылки на другие Web-страницы или другие ресурсы сети Интернет;
·  активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере клиента по заложенной в них программе.
Определим, основные цели школьного сайта.
1.  Сайт как координационная точка внутришкольного взаимодействия. В этом случае сайт будет обслуживать внутренние потребности ОУ, и его структура и информационное наполнение будут отличаться от сайта, размещенного во всемирной сети. Содержание сайта в большей степени будет интересно участникам образовательного процесса только данной школы. Появляется возможность больше места на сайте отводить внутренней учебной и административной жизни школы.
2.  Сайт как визитка школы. Такой сайт:
§  выполняет функцию визитной карточки школы – со своим уникальным стилем и характерной для данной школы формой подачи материала;
§  отражает своеобразие педагогической системы школы, специфику реализуемых в школе образовательных программ;
§  устанавливает контакты с образовательными и деловыми кругами.
3.  Школьный сайт как элемент более глобальной образовательной интернет-системы. В таком качестве сайт может работать одним из информационных субъектов, комплекс которых может отражать динамически меняющуюся образовательную картину в рамках района, города, региона.
Школьный сайт должен обеспечивать функционирование следующих ресурсов:
·  ftp-сервер как электронное хранилище образовательных ресурсов (CD, презентации, тесты, иллюстративный материал, музыка, видео, …);
·  форумы как способы решения (обсуждения) педагогических, методических и других проблем, инициатив;
·  World Wide Web как средство получения необходимой информации из любой точки Интернета;
·  E-mail как способ оперативного обмена электронной документацией.
Структура сайта образовательного учреждения
В среднем, хороший школьный сайт:
·  содержит справочную информацию, интересующую родителей при поступлении ребенка в школу (в том числе об учителях, учебных программах, традициях);
·  отражает происходящие в школах события (праздники, конференции, конкурсы);
·  отражает в развитии постоянно действующие направления в работе школы (школьный музей, участие в проектах и др.);
·  предоставляет возможность ученикам и учителям размещать свои творческие работы и материалы;
·  содержит элементы дистанционной поддержки обучения (например, виртуальный консультационный пункт);
·  представляет учреждение международному сообществу;
·  Поддерживает личные страницы учеников, учителей.
Возможная структура школьного сайта (Рис. 2).
 

 
 
 
 
 
 
 
 Информатизация Образования
в широком смысле — комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией; в узком — внедрение в учреждения системы образования информац. средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информац. продукции и пед. технологий, базирующихся на этих средствах (см. Компьютеризация обучения).
И. о.— часть процесса информатизации общества, к-рый можно рассматривать как один из определяющих факторов поворота к высокоорганизов. стадии цивилизации. Информатизацию общества принято связывать с чинформац. взрывом» (С. Лем), сущность к-рого состоит в экс-потенциальном нарастании кол-ва социально значимой информации (науч., технол., культурной и др.). Это явление наметилось в кон. 18 в., когда переработка всей новой информации стала практически непосильной для одного человека. Наиб, широкие масштабы этот процесс принял в 20 в. Социально-экон. предпосылкой «информац. взрыва» является быстрое развитие производит, сил, к-рое, с одной стороны, приводит к увеличению информац. потоков для осуществления более эффективного управления экономикой, с другой — связанный с развитием производит, сил рост производительности труда влечёт за собой высвобождение людей из сферы пром. и с.-х. произ-ва и создаёт основу для расширения сферы информац. произ-ва. Возникает повышенная потребность в развитии произ-ва ин-формац. средств для создания, передачи, хранения, обработки, тиражирования информации и автоматизации информац. процессов. Такая потребность обусловила' возникновение наряду с традиционными информац. технологиями, базирующимися в основном на «бумажном» (книги, газеты и т. п.) и «плёночном» (фото, кино) представлении информации, новых информац. технологий (НИТ), в основе к-рых лежат электронные средства информации. Среди последних особую роль сыграли ЭВМ (компьютеры) и аудиовизуальные электронные средства (телевидение, видео и др.). Термин «новые информац. технологии» всё чаще связывается с использованием ЭВМ в сочетании с разнообразными «периферийными» устройствами (дисплей, принтер, устройства для преобразования данных из графич. и звуковой форм представления информации в числовую и обратно и др.).
Новые информац. технологии не вытесняют традиционные — кол-во «бумажной» и «плёночной» информации продолжает нарастать, поэтому процесс информатизации не сводится только к внедрению НИТ. Постепенно складывается многоуровневая система представления информации на разл. носителях и в разл. знаковых системах, в к-рой тесно взаимодействуют традиционные и НИТ.
Наряду с развитием информац. структур происходит процесс «семиотиза-ции» общества — появление и развитие многочисл. знаковых систем, благодаря к-рым образуется многокомпонентное «информац. поле», представляющее собой специфич. информац. окружение человека (сочетание текстов, графич. изображения, звуковых и аудиовизуальных сообщений и др.). Возникает проблема информационной (коммуникативной) адаптации человека в обществе.
Теоретич. основой информатизации общества является информатика. Этот термин трижды вводился в рус. науч. лексикон. В 60-е гг. 20 в.— для обозначения науч. дисциплины об организации поиска и накопления науч.-техн. информации. Другое его значение было привнесено из франц. яз. (informatique—информац. автоматика) и определяло науку об автоматизир. процессах передачи, обработки, хранения информации на базе ЭВМ. Такое пониманиетермина близко к англ. Computer science («компьютерные науки»). С 80-х гг. происходит качеств, изменение в понимании термина «информатика», связанное с осмыслением понятия «информатизация», к-рое стало «одной из активных точек роста философской науки последних десятилетий» (А. П. Ершов). Под информатикой понимается система знаний, относящихся к произ-ву, переработке, хранению, поиску и распространению информации в самых разнообразных её аспектах в природе, обществе, техносфере.
Среди специфич. социально-пед. проблем центр, место занимает противоречие между темпом приращения знаний в обществе и ограниченными возможностями их усвоения индивидом. Попытки разрешить это противоречие приводят к отказу от абс. образоват. идеала («всесторонне развитой личности») и замещения его социально-детерминиров. образоват. идеалом — макс, развития способностей человека к самореализации. Необходимо при этом обеспечить человеку право выбора направлений образования, что обусловливает введение достаточно ранней дифференциации обучения и создание систем непрерывного образования. Реализовать идею непрерывного образования возможно, лишь подготовив необходимые условия для самообразования: создание организац. и правовой основы для доступа к разл. источникам информации, формирование и развитие у человека способностей, связанных с её поиском, обработкой, восприятием, пониманием, использованием. Человек, не владеющий информац. технологиями, лишается одного из адаптац. механизмов в динамично развивающемся социуме. Информац. средства и технология становятся своего рода информац.органами, «продолжениями» человека (X. М. Мак-Люэн). Возникает проблема формирования и развития информац. культуры индивида (см. Ме-диа-образован ие).
В СССР термин «И. о.» в сер. 80-х гг. употреблялся в узком смысле. В 1988 группой учёных под руководством акад. А. П. Ершова была разработана первая отеч. концепция: И. о., в к-рой выделен ряд направлений: формирование компьютерной грамотности как элемента общеобразоват. подготовки человека; обучение проф. использованию НИТ; развитие содержания и методов обучения на основе НИТ; использование НИТ в качестве орудий труда; НИТ и спец. педагогика; досуговое применение ЭВМ; ЭВМ в управлении образованием. Были намечены осн. этапы И.о.: первоначальное ознакомление выпускников ср. и высш. уч. заведений и педагогов с возможностями ЭВМ; развёртывание комплекса исследований форм и методов использования ЭВМ в уч. процессе; отработка организац. и техн. вопросов создания пед. программных средств и др.; в 90-х гг.— широкое распространение форм творческой работы учителей и учащихся с использованием вычислит, техники; организация массового эксперимента по применению ЭВМ в обучении, создание систем компьютерной связи между учреждениями образования и др. В дальнейшем предполагался массовый переход к изучению общеобразоват. дисциплин с использованием вычислит, техники на всех ступенях образования; ввод в действие общедоступных баз данных для поддержки систем заочного обучения, переподготовки и повышения квалификации; создание интегрированной компьютерной системы управления учреждениями образования и др. Концепция зафиксировала сложившийся к кон. 80-х гг. уровень представлений о процессе И. о., компьютеризации обучения и информац.-техн. и организац. аспектах, оставив в стороне психол., социальные и др.
В 1990 была создана уточнённая концепция И. о. (Б. Е. Алгинин, Б. Г. Киселёв, С. К. Ландо, И. С. Орешков, В. В. Рубцов, Б. Г. Семянинов, А. Ю. Уваров, Д. С. Черешнин и др.), отражавшая более общее понимание процесса И.о., его связь с информатизацией общества. Выделялись перспективные для целей образования компоненты НИТ: компьютерные лаборатории, средства телекоммуникаций (компьютерных, аудиовизуальных и др.), оперативной полиграфии, системы интерактивного видео и др. Авторы иначе трактовали и ближайшие этапы И. о., не уточняя их временных границ: массовое освоение новых информац. технологий, развёртывание исследо-ват. работы по их пед. внедрению; активное освоение и фрагментарное введение средств НИТ и на их основе — новых методов и организац. форм уч. работы в традиц. уч. дисциплины; изменение структуры содержания образования на всех его ступенях и метод, аппарата обучения на основе НИТ. Предусматривались неск. направлений изменения содержания образования, разработка качественно новой модели подготовки члена «информац. общества» —развитие способностей к коммуникации, творческой деятельности и др. Поворот к более широкому пониманию И.о. стимулировал исследования закономерностей этого процесса. Было установлено, что разл. звенья структуры ср. уч. заведений неодинаково «предрасположены» к разл. компонентам И. о. Наиб, потребность в компьютеризации испытывают структуры поддержки уч.-воспитат. процесса: системы управления уч. заведениями, информац.-пед. служба (библиотеки, медиа-теки), пед. и мед. службы. Интенсивное включение аудиовизуальных средств в процесс обучения более успешно проходит в рамках предметов гуманитарного цикла и биологии. Учителя принимают в основном три направления применения ЭВМ: компьютер как информац. средство для подготовки к занятиям (поиск, отбор, создание, тиражирование информации); средство диагностики, тренинга, коррекции знаний, умений и навыков учащихся; средство возможного облегчения работы с пед. документацией. Функции обучения учитель оставляет за собой.
Практика информатизации ср. школ поставила ряд проблем. Одной из наиб, острых (помимо материальных и организационных) является проблема «сопротивления учителей»-внедрению НИТ в процесс обучения, вызванная противоречием между коллективными формами обучения, характерными для классно-урочной системы, и индивидуализацией обучения, стимулируемой персональными ЭВМ. Др. проблема — вероятное уменьшение межличностных контактов за счёт расширения обращения к обезличенной информации. Эта проблема, в частности, связана с феноменом «хакерства» — появлением категории людей, стремящихся погрузиться в иллюзорный мир на экране компьютера, активно взаимодействующих с ним, но оторванных от реального мира. Важный круг проблем связан с правовыми основами распространения информации в системе образования: права учащихся на получение информации, защита от использования информации об учащихся др. лицами ему во вред и от несанкциониров. доступа к шк. базам данных; авторское право, и, в частности, использование в образоват. целях информации, на к-рую наложен запрет на бесплатное распространение; защита информации от преднамеренной и непреднамеренной порчи (особенно актуальная в связи с появлением компьютерных «вирусов») и др.
Лит.: Коренной А. А., Информация и коммуникация, К., 1986; Суханов А. П., Мир информации. История и перспективы, М., 1986; его же, Информация и прогресс, Новосиб., 1988; Ершов А., Шк. информатика в СССР: от грамотности к культуре, «Информатика и образование», 1987, № 6; В о p о б ь е в Г. Г., Твоя информац. культура, М., 1988; Концепция информатизации образования, под ред. А. Ершова, М., 1988; Семенюк Э. П., Информатика: достижения, перспективы, возможности, M., 1988; Грищенко В., Д о в-гяло А., Пути развития информатизации образования, «Информатика и образование», 1989, № 6; Компьютеры в шк. образовании социалистич, стран: состояние и перспективы, М., 1989; Шатров А., Ц е-венков Ю., Проблемы информатизации образования, «Информатика и образование»,
1989. № 5; Информатика и культура, Ново-сиб., 1990; Концепция информатизации образования, «Информатика и образование»,
1990. № 1; Рейзема Я. В., Информатика социального отражения, М., 1990; Уваров А., Информатика в школе: вчера, сегодня, завтра, «Информатика и образование», 1990, № 4; Информац. технология в университетском образовании, М., 1991; Наука и технология в образовании 1990-х гг.: сов. и амер. перспективы, М., 1991; Сергеева Т., Новые информац. технологии и содержание обучения (на примере предметов естеств.-науч. цикла), «Информатика и образование», 1991, № 1.
А. В. Шариков.
Комптютерные телекоммуникации в системе общего образования
 
Телепроекты, телеконференции, дистанционное обучение -виды компьютерных телекоммуникаций, получающие распространение в последние годы.
Телекоммуникации (от греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения, компьютера и т. п.).
Телекоммуникационными системами объединяются самые разные оконечные устройства: ЭВМ и телефаксы, телексы и видеомониторы, роботы и телекамеры и т. п.
Компьютерные телекоммуникации - телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.
Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, - асинхронной.
Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.
Телекоммуникационная технология может предоставить неограниченные возможности, чтобы решить проблемы дистанционного обучения не только для отдаленных регионов России, малокомплектных сельских школ, разбросанных по малым деревням, но и для больных детей, детей-инвалидов, не имеющих возможности посещать школу.
Самой известной и наиболее емкой телекоммуникационной сетью является Интернет (Internet). Интернет - это международная сеть сетей, в которой работают пользователи из университетов и исследовательских организаций, государственных учреждений и частных фирм и т.п. Сети, входящие в Интернет, базируются на едином для всех них наборе сетевых протоколов (TCP/IP), но они могут беспрепятственно обмениваться информацией и с другими сетями мира через специальные «шлюзы» - компьютеры, конвертирующие всю проходящую по сети информацию в нужные форматы в соответствии с системой протоколов, существующих в этих сетях.
Интернет был создан более 20 лет назад в США как экспериментальная сеть, объединившая телекоммуникационную сеть ARPAnet, радиовещательную и спутниковую сети, связанные с деятельностью Министерства обороны США. Сейчас Интернет распространен по всему миру, и его пользователями уже стали более 20 млн человек.
Сеть позволяет пересылать пакеты данных с одного подключенного к Интернету компьютера на любой другой, независимо от того, соединены они между собой или нет. Маршрутизаторы Интернет автоматически выбирают оптимальный маршрут для доставки пакетов данных до места назначения. На этой основе были разработаны различные службы, использующие возможности Интернета.
Электронная почта (e-mail) – пересылка печатных материалов, графиков, деловых документов, фотографий, таблиц, газет и журналов с помощью электронных методов передачи и обработки информации для обмена корреспонденцией. С ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовой вид) любому пользователю Интернета. Время доставки писем обычно не более нескольких часов, а иногда и нескольких минут.
Общаться между собой по электронной почте могут пользователи, находящиеся и в пределах одного учреждения, и в различных уголках планеты.
Электронная почта используется для таких целей:
1) пересылка сообщений другому пользователю;
2) передача одного и того же сообщения нескольким пользователям;
3) рассылка сообщений в несколько организаций по определенному списку;
4) передача текстового файла;
5) посылка бинарного файла, содержащего компьютерную программу, графическое изображение, обработанные с помощью текстового редактора документы, электронную таблицу или даже аудио- и видеоинформацию;
6) распространение «электронного журнала»;
7) передача по сети «горячих новостей» и объявлений.
Электронная почта также используется как средство доступа к программам удаленных компьютеров и сетевым службам, например, для получения файлов определенных документов или ответов на запросы из сетевых баз данных. Такая ЭВМ может выполнять узкий круг функций, тогда она называется ЭДО (электронная доска объявлений, BBS), или более широкий, включающий пересылку сообщений на значительные расстояния с подключением других ЭВМ, тогда говорят о телекоммуникационной сети. В этом случае пользователи должны стать абонентами этой электронной сети. Таким образом, за определенную плату они получают возможность посылать на электронный адрес партнера информацию в любое удобное для них время и соответственно запрашивать информацию для себя. Эта связь и именуется «электронной почтой». У любого пользователя в памяти ЭВМ есть некоторое отведенное ему пространство, которое называется почтовым ящиком. У каждого почтового ящика имеется уникальный электронный адрес.
Если пользователь хочет дать какую-то информацию не только своему партнеру, но и другим пользователям данной электронной сети, он может воспользоваться другими способами работы в сети -«доской объявлений» или конференцией.
Не следует путать конференцию как вид услуг телекоммуникационной сети (иначе говоря, почтовый ящик, принадлежащий сразу целой группе пользователей) с телеконференцией.
Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т.п.).
Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.
Существует два вида электронных конференций, проводимых в Интернете:
- «реальные» конференции, когда пользователи общаются друг с другом непосредственно;
- отсроченные во времени дискуссии, которые чаще всего и называются электронными конференциями, или телеконференциями.
Электронные конференции - это разновидность электронной доски объявлений, на которой все заинтересовавшиеся определенной темой обсуждения могут читать сообщения, отправленные другим пользователям или отвечать на них. Каждая конференция обычно имеет несколько «сюжетных линий», объединенных одной темой.
Конференции бывают «открытыми» - доступными для любого пользователя сети - или «закрытыми», доступ к которым осуществляется только под строгим контролем ведущего конференции (модератора) и лишь для избранного количества участников, приглашенных им.
Электронные конференции используются для того, чтобы:
а) задавать вопросы;
б) отвечать на вопросы других;
в) участвовать в дискуссии (многие конференции напоминают диспуты, в которых каждый имеет право выступить и высказать свое мнение);
г) читать сообщения, пришедшие на конференцию;
д) рассылать информационные сообщения, которые сразу же попадают в поле зрения всех заинтересованных пользователей;
е) для учебных целей (для самообразования и для работы с учащимися);
ж) для целей «паблик рилейшнз» (общественных связей), когда, принимая активное участие в работе конференции, можно рассказать о себе и о своих разработках, идеях, открытиях.
На основе материалов конференции может быть опубликована статья в периодических изданиях с указанием конкретных пользователей, представивших свою информацию, как соавторов.
Существуют и специальные устройства для передачи на расстояние статичных изображений как самого партнера, так и всевозможных фотоизображений, рисунков, графиков и пр., называемые люмофонами. Они могут быть также включены в телеконференцию. Тогда это будет люмофонная телеконференция, обеспечиваемая телефонными линиями.
Служба Интернета - серверы новостей - рассылает новости по тем или иным темам в виде электронных писем.
Файловые серверы (или FTP-серверы) Интернета - хранилища файлов. На них хранятся программы, тексты документов, книг и т.д. Каждый пользователь Интернета может получить оглавление FTP-сервера или любой из хранящихся на нем файлов в виде электронного письма, направив электронное письмо со специально подготовленным запросом на FTP-сервер. Возможны просмотр оглавления и получение файлов и в диалоговом режиме (в режиме Telnet - удаленного терминала).
Службы поиска Интернета позволяют найти нужный документ на включенных в сеть FTP-серверах. Поиск может вестись по ключевым словам и другим характеристикам документа. Задать запрос службе поиска можно в диалоговом режиме или послав ей специально оформленное электронное письмо.
Одной из наиболее часто используемых служб поиска в сети Интернет является WWW (World Wide Web) - сервер информационного поиска, позволяющий работать пользователю с информационными источниками в режиме гипертекста (гиперсреда - представление информации на узлах, соединяемых с помощью ссылок, а гипертекст - тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам). Благодаря специальной системе перекрестных ссылок перемещение от документа к документу, находящемуся на другом сервере, происходит незаметно для пользователя.
В процессе воспитания и обучения телекоммуникации могут измениться сами концепции образования. С их помощью мировая культура становится общемировым достоянием, доступным всем пользователям международных сетей. Они стирают границы, сокращают пространства и экономят колоссальное количество времени, которое раньше уходило на поиск и обработку информации. Пользование коммуникациями принципиально меняет сам характер мышления современных школьников. Ученик, владея информацией и способами ее сбора, хранения и передачи, в процессе обучения превращается в активного субъекта педагогического процесса, исследователя, умеющего самостоятельно и творчески ставить и решать широкий круг задач.
Есть и негативные стороны этого процесса, связанные с тем, что в мировой сети много информации, получение которой детьми и подростками не всегда желательно, а нередко и преждевременно. Это ставит очень острую проблему кодирования такой информации, чтобы она стала недоступной для широкого использования. Но с другой стороны, распространение деятельности хакеров (талантливых компьютерщиков-программистов, которые взламывают самые секретные программы даже государственного уровня) делает эту проблему практически трудно разрешаемой.
Телекоммуникации позволяют осуществить принципиально новый подход к обучению и воспитанию учащихся, который:
а) базируется на широком общении, сближении, стирании границ между отдельными социумами, на свободном обмене мнениями, идеями, информацией участников совместного проекта;
б) имеет в своей основе реальные исследовательские методы (научная или творческая лаборатория), позволяющие в процессе совместной деятельности группы участников познавать законы природы, основы техники, технологии, социальные явления в их динамике, особенности разнообразных видов творчества;
в) основан на широких контактах с культурой других народов, опытом других людей;
г) естественным образом стимулирует развитие гуманитарного образования, акцентирует внимание на нравственных аспектах жизни и деятельности человека, на состоянии и сохранении окружающей его среды;
д) стимулирует развитие родной речи и овладение иностранными языками, когда дело касается международных проектов;
е) способствует приобретению как учащимися, так и учителями разнообразных сопутствующих навыков, которые могут оказаться полезными в последующей жизни, в том числе и навыков пользования компьютерной техникой и технологией.
Учитель, используя технические возможности информационных телекоммуникаций, может оперативно с учетом своих текущих задач подбирать информацию на урок из практически неограниченных ее источников, что создает принципиально новую информационную ситуацию. Аналогичные возможности предоставляются и ученику при работе в классе и в процессе самостоятельной подготовки и самообразования.
Компьютерные телекоммуникации позволяют формировать у учащихся и необходимый уровень знаний, и умения анализировать, сравнивать, обобщать, обрабатывать имеющуюся информацию, находить нужную информацию, связывать ее с изучаемыми вопросами, т. е. формировать информационную культуру школьника. Обучение происходит в ходе общения, поиска информации и работы с ней. На первый план выступает интерес к новой информации, желание осмыслить ее, поделиться новым знанием с окружающими, применить имеющиеся знания и умения в конкретной ситуации.
В сфере образования телекоммуникации получили развитие в методе проектов и дистанционном обучении.
Основной формой организации учебной или внеучебной деятельности учащихся в сети может стать телекоммуникационный проект. Учебный телекоммуникационный проект – совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, организованная на основе
, имеющая общую цель, согласованные способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности (Полат Е.С.).
Специфика телекоммуникационных проектов заключается в их межпредметном характере. Решение проблемы, заложенной в любом проекте, всегда требует привлечения интегрированного знания. Но в телекоммуникационном проекте, особенно международном, требуется, как правило, более глубокая интеграция знания, предполагающая не только знание собственно предмета исследуемой проблемы, но и понимание особенностей национальной культуры партнера, его мироощущения.
Телекоммуникационные проекты должны предусматривать:
1) процесс систематических, длительных наблюдений за тем или иным природным, физическим, социальным и другим явлением;
2) сравнительное изучение, исследование того или иного явления, факта, события, происшедших или имеющих место в различных местностях, для выявления определенной тенденции или принятия решения, разработки предложений;
3) сравнительное изучение эффективности использования одного и того же или разных (альтернативных) способов решения одной проблемы, одной задачи для выявления решений, пригодных для широкого круга задач;

4) совместную творческую разработку с реальным результатом (создание журнала, пьесы, книги, музыкального произведения, предложений по совершенствованию учебного курса и т. д.);
5) проведение увлекательных приключенческих совместных компьютерных игр, состязаний.
Работа над любым проектом проходит в несколько этапов:
1-й этап: организационный, включает поиск и представление партнеров.
2-й этап: выбор и формулировка общей проблемы. Он включает определение целей и задач (зачем затевается этот проект, что ученики узнают и чему научатся по завершении работы над этим проектом); обсуждение плана достижения поставленных целей и уточнение подходящих для этого тем. Этот этап проводится состоявшимися учительскими парами при участии координаторов с обеих сторон (если проект международный).
3-й этап: обсуждение методических аспектов и организация работы учащихся на уроке и во внеурочное время. Предполагает работу координатора индивидуально с каждым учителем (лично или по сети).
4-й этап: структурирование проекта с выделением подзадач для определенных групп учащихся и отдельных учеников, подбор необходимых материалов. Общий простой план становится развернутым, выделяются этапы и их задачи (подзадачи) и распределяются между группами учащихся с учетом их интересов, определяются планируемые результаты и способы их решения и оформления.
5-й этап: собственно работа над проектом. Тщательно разработанные задания для каждой группы (2-5 чел.) учащихся и подобранный (если необходимо) материал позволяют учителю не вмешиваться в работу группы, выполняя роль консультанта. Предполагается интенсивный обмен информацией, мнениями, полученными результатами между партнерскими группами разных школ.
6-й этап: презентация проекта. На этом этапе группы рассказывают о проделанной работе, результаты обобщаются и оформляются в виде книги, журнала, видеофильма.
7-й этап: подведение итогов.
Формы работы над проектом могут быть различными: индивидуальные проекты (внутри общего проекта); парные проекты, когда над одним проектом работают партнеры в паре; групповые проекты, когда в проекте принимают участие группы с обеих сторон или группы из нескольких регионов. Проекты могут проводиться в рамках электронной почты или в телеконференциях. Формы организации совместной работы учащихся над проектом определяются исходя из особенностей тематики, целей совместной деятельности, интересов участников проекта. Главное, что в любом случае это разные виды самостоятельной деятельности учащихся. Успех проектной деятельности учащихся в большой степени зависит от организации работы внутри группы, от четкого распределения обязанностей и определения форм ответственности за выполняемую часть работы.
Существуют проекты разной степени сложности. Это могут быть проект, охватывающий весь класс и предусматривающий работу над отдельными проектами, составляющими общий проект, или самостоятельные небольшие проекты, охватывающие всего несколько или даже пару учеников с обеих сторон.
Существуют различные классификации телекоммуникационных проектов.
По преобладающему методу: исследовательские, творческие, приключенческие, игровые, информационные, практико-ориентированные.
По содержанию: литературно-творческие, естественно-научные, экологические, языковые, культурологические, ролево-игровые, спортивные, географические, исторические, музыкальные. Есть и другие классификации.
Примеры телекоммуникационных проектов
«Мозайка» - это проект, над которым работают школы разных стран мира, располагающие необходимыми средствами ИКТ (информационно-коммуникативных технологий). Для участия в проекте необходимо иметь доступ к компьютерам, робототехнике, электронной почте, сетям связи и средствам проведения видеоконференций.
Мозайка - это название вымышленного острова, расположенного между Мозамбиком и Ямайкой. Школьники изучают экологические условия Мозайки и разрабатывают проекты создания здесь «идеального» острова.
Все школы-участницы получают буклет, содержащий полную информацию о Мозаике и ее проблемах. К примеру, здесь очень много солнечных дней, земля пересыхает, а воду приходится добывать с большой глубины. Жители Мозайки существуют за счет рыбной ловли и занятий сельским хозяйством. Имеется также одно промышленное предприятие, загрязняющее окружающую среду. «Центральная школа» - это то место, в котором предстоит реализовать остров Мозайку (соорудив его из дерева, картона и т. п.). Для воплощения технических решений, предложенных другими школами, используются наборы LEGO DACTA. Учителя «центральной школы» проводят совместные работы с детьми из разных классов (от 9 до 12 лет) и, кроме того, исполняют обязанности переводчиков (привлекаются также родители и другие ученики, говорящие на разных языках).
Каждая школа сосредоточивается на конкретной экологической проблеме. Учащиеся должны постараться предложить для острова Мозайка наилучшие решения. Они могут экспериментировать и строить опытные модели.
Все принимающие участие в совместной работе школы регулярно получают информацию об «исследованиях на месте» (тексты, предложения, планы и чертежи).
Три раза в течение учебного года (или чаще) в рамках проекта проводятся видеоконференции, объединяющие всех участников и позволяющие им поделиться индивидуальным опытом и помочь «центральной школе» реализовать идеальный остров Мозайку.
Во время заключительной видеоконференции каждая школа получает возможность дистанционно управлять той частью модели, за разработку которой она отвечает (http://tecfa.unige.ch/pangea/expo/hall.html).
Основная цель проекта «Щукино» состоит в том, чтобы привлечь внимание детей к их малой Родине - Щукину, расположенному в северо-западной части Москвы, к тем местам, в которых они живут, гуляют и учатся.
Работы по проекту проводятся в московской школе № 1874 в три этапа, преимущественно в рамках уроков, посвященных работе с компьютерами (1 ч в неделю), а в двух классах также на уроках москвоведения. Завершающий этап проекта реализуется исключительно во внеурочное время - в ходе занятий факультативной группы по освоению электронной почты.
1-й, подготовительный, этап, в котором принимают участие более 250 человек, осуществляется учениками вместе с их классными руководителями и родителями. Дети ходят по улицам Щукина, записывая основную информацию и делая зарисовки.
Дети в процессе выполнения проекта знакомятся с элементами картографии, учатся пользоваться фото- и видеоаппаратурой.
2-й этап целиком осуществляется на уроках по изучению компьютера и заключается в предварительной компьютерной обработке собранной информации: наборе и редактировании текстов, создании и детализации собственных рисунков (1 -2-е классы) и карт (3 - 4-е классы). Обмен информацией между участниками проекта производится с использованием электронной почты в рамках внутришкольных конференций «Моя Москва» и «Наша школа».
В результате ученики знакомятся с текстовыми и графическими редакторами и осваивают основные принципы работы с ними, узнают особенности электронной сети, связи и возможности, предоставляемые ею для обмена информацией.
3-й этап осуществляется в виде конкурсного отбора информации из результатов всей проделанной к этому времени работы; сначала этим занимаются группы и классы, затем инициативная группа старшеклассников, которая на этой стадии подключается к работе над проектом и выполняет функции жюри. Кроме того, учащиеся старших классов дополняют отобранные материалы сделанными на улицах района фотографиями, которые они сами сканируют и обрабатывают на компьютере, и используемыми при проведении уроков видеоматериалами. Учащихся младших классов, принимавших активное участие в проекте, ожидает сюрприз -им будет поручено создание модели микрорайона в каком-либо конструкторе.
На этом этапе школьники знакомятся с особенностями работы со сканером при считывании текстов различных форматов; с редактированием кадров видеофильмов; с компьютерной обработкой видеофрагментов, методами технического моделирования с использованием буфера обмена; с форматированием текстов и сборкой единого блока из отдельных текстов и рисунков.
4-й этап, временно завершающий проект в целом, состоит из сборки всего отобранного материала (28 детских рисунков, 24 фотографии и более 150 Кб текста) в единый гипертекст с использованием прикладной программы HyperStudio; эта работа выполняется одним человеком - учеником 9-го класса при технической и программной поддержке ученика 10-го класса (http:// www.school.edu.ru/nahodki/datarus.html).
Дистанционная форма обучения - получение образования без посещения учебного заведения с помощью современных информационно-образовательных технологий и систем телекоммуникации. Дистанционное обучение - заочное образование, самообразование и самообучение, заочное повышение квалификации и переподготовка, общедоступное «открытое» обучение.
Дистанционное обучение - комплекс дидактических методов, основанных на совершенно иных по сравнению с традиционными принципах обучения. Однако удаленность преподавателя от обучаемого порождает ряд проблем, имеющих место даже при самой совершенной системе дистанционного обучения. Именно поэтому при равных альтернативных возможностях традиционная форма образования всегда будет иметь преимущество перед дистанционной.
Но есть сферы образовательной деятельности, где современные телекоммуникационные технологии позволяют существенно расширить доступ обучаемых к учебной информации и образовательным ресурсам и дают неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными.
Действующая с 1993 г. сеть «ИНФОРМ-ОБРАЗОВАНИЕ» охватывает весь континент, крайние ее точки - Мурманск, Байконур, Камчатка. Фактически большинство регионов (в основном областные, краевые города, столицы республик) включены в сеть не только как получатели информации, но и как активные участники процессов формирования и распространения образовательной информации на территории России, с выходом за рубеж. Недавно к сети присоединились Казахстан, Белоруссия и др. В программу включаются материалы по заказам органов управления образованием, школ, педагогических учебных заведений, институтов повышения квалификации учителей.
Дистанционное обучение можно использовать в высшей школе, а также для повышения квалификации и переподготовки специалистов. Оно обеспечивает систематизацию и представление информации из общедоступных баз знаний, а также сертификацию знаний, расширяет доступ к учебным материалам и методическим ресурсам, повышает комфортность обучения, не отрывает от основной работы.
Дистанционное образование открывает большие возможности для учеников-инвалидов. Современные информационные образовательные технологии позволяют учиться незрячим, глухим и страдающим заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Оно дает возможность осуществлять довузовскую подготовку. Это позволяет получать образование в удобное время без изменения места жительства; предоставляет равные возможности сельским школьникам в подготовке к вступительным экзаменам.
Для всех выделенных направлений существует своя специфика, связанная с предметной областью и возрастными особенностями обучаемых.
В последние годы все большее распространение получают четыре вида дистанционного обучения, основанного на:
а) интерактивном телевидении (two-way TV);
б) компьютерных телекоммуникационных сетях (региональных и глобальных, Internet) в режиме обмена текстовыми файлами;
в) сочетании интерактивного телевидения и компьютерных телекоммуникационных сетей;
г) компьютерных телекоммуникационных сетях с использованием мультимедийной информации, в том числе в интерактивном режиме, а также с использованием компьютерных видеоконференций.
Дистанционное обучение предполагает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д., т.е. вне телекоммуникационных сетей, предназначенное для самообразования, так как они не предусматривают оперативной обратной связи с преподавателем. Существующая в настоящее время сеть открытого и дистанционного обучения в мировой практике базируется на шести известных моделях.
Модель 1. Обучение по типу экстерната.
Обучение, ориентированное на школьные или вузовские (экзаменационные) требования, предназначается для учащихся и студентов, которые по каким-то причинам не могут посещать очные учебные заведения.
Модель 2. Университетское обучение (на базе одного университета).
Система обучения для студентов, которые обучаются не очно (оn-campus), а на расстоянии, заочно или дистанционно, т.е. на основе новых информационных технологий, включая компьютерные телекоммуникации (off-campus). Такие программы для получения разнообразных аттестатов образования разработаны во многих ведущих университетах мира. Студентам предлагаются помимо печатных пособий аудио- и видеокассеты, разработанные ведущими преподавателями этих университетов.
Модель 3. Обучение, основанное на сотрудничестве нескольких учебных заведений.
Сотрудничество нескольких образовательных организаций в подготовке программ заочного/дистанционного обучения позволяет сделать их более профессионально качественными и менее дорогостоящими. Перспективная цель данной программы - дать возможность любому гражданину стран Содружества получить любое образование на базе функционирующих в странах Содружества колледжей и университетов, не покидая своей страны, своего дома.
Модель 4. Автономные образовательные учреждения.
Специально созданные для целей дистанционного обучения образовательные учреждения ориентированы на разработку мультимедийных курсов. В их компетенцию входит также оценка знаний и аттестация обучаемых. Самым крупным подобным учреждением является Открытый университет в Лондоне. Плата за обучение осуществляется целиком теми организациями, фирмами, где работают студенты.
Модель 5. Автономные обучающие системы.
Обучение в рамках подобных систем ведется целиком посредством ТВ или радиопрограмм, а также дополнительных печатных пособий.
Модель 6. Неформальное интегрированное дистанционное обучение на основе мультимедийных программ.
Такие программы ориентированы на обучение взрослой аудитории, тех людей, которые по каким-то причинам не смогли закончить школьное образование.
Основные цели всех моделей образования на расстоянии:
1. Предоставить возможность обучаемым совершенствовать и пополнять свои знания в различных областях в рамках действующих образовательных программ.
2. Помочь получить аттестат об образовании, ту или иную квалификационную степень на основе результатов соответствующих экзаменов (экстернат).
3. Дать качественное образование по различным направлениям школьных и вузовских программ.
Дистанционное обучение можно использовать и в системе очного школьного и профессионального обучения. Обучаемые могут самостоятельно изучить курс, которого нет в учебном заведении, углубить знания по любому учебному предмету, ликвидировать возникшие пробелы в знаниях, получить образование в учебном заведении другой страны.
В системе дистанционного обучения используются разные программные средства и среды.
Модель энциклопедии, предполагающая свободу перемещения по тексту, сжатое (реферативное) изложение информации, необязательность сплошного чтения текста, справочный характер информации, использование перекрестных ссылок. Электронная энциклопедия содержит фотографии, звукозаписи, музыкальное сопровождение и видеофрагменты.
Модель компьютерных слайд-фильмов (КСФ). КСФ имеют средства квазимультипликации, могут сопровождаться звуком, музыкой, содержать кинофрагменты. Предназначены для непрерывного просмотра.
Модель виртуальных миров (ВМ) - трехмерная электронная модель различных объектов, городской площади, зала музея, выставки и т. п. Обладает эффектом присутствия, в ней можно перемещаться как в зале музея, выбрать угол обозрения.
Проблемы, возникающие при дистанционном обучении:
1) отсутствие у многих учителей и учащихся пользовательских умений и навыков для работы с компьютером и телекоммуникационными технологиями;
2) большой акцент на самостоятельную работу обучаемых, которые в своем большинстве не владеют культурой умственного труда, т. е. не умеют работать самостоятельно;
3) требование самодисциплины и ответственности, так как все задания должны отправляться куратору в срок в строгом соответствии с учебными планами и графиком отчетности по курсу, потому что любая задержка при работе в группе нарушает темп работы всей группы;
4) необходимость делать запрос на иностранном языке.
Классификация тсо
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 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.
я экранных средств обучения и воспитания.
Проекция (от лат. projectio - 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 топографическую, 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.
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 18x24 мм или 24x36 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 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) - изображения 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.
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.
Эпиобъекты – изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т.п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпископа, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Чем светлее и контрастнее проецируемый объект, тем качественнее изображение на экране. Существенный недостаток эпипроекции - малая освещенность изображения на экране. Поэтому повышаются требования к затемнению помещений, использовать эпипроекцию возможно только для небольшой аудитории.
Эпипроекция передает цвет плоских непрозрачных объектов. Сравнительно небольшие размеры объекта эпипроекции (140 х 140 мм) следует учитывать при изготовлении пособий, подлежащих проецированию на экран, например карт, схем, чертежей или просто схематических рисунков, эскизов и т.п.
В 1895-1898 г. русский изобретатель Е.А. Малиновский совместно с другим изобретателем разработали и изготовили, а затем усовершенствовали первые эпипроекционные аппараты. Их использовали в малых аудиториях или для индивидуальной работы, так как создаваемое ими изображение на экране не превышало 70 х 70 мм.
Эпипроекция широко используется на занятиях в детском саду и на уроках в школе, где ее применяют обычно в комбинации с показом диапозитивов. Эпипроекция привлекает простотой получения большого цветного изображения. Даже газетная иллюстрация приобретает на экране более качественный вид. Иногда на экране возникает стереоскопический эффект. Это бывает в том случае, когда изображение на фотографии или рисунке передает перспективу. Ощущение объема и масштабности объектов при эпипроекции создается отчетливее, чем при непосредственном рассмотрении маленькой картинки.
В периодической печати систематически помещаются репродукции с картин известных художников, картины современных художников, фотографии и рисунки промышленных установок, схемы технологических процессов и т.д. Учителя и воспитатели детских садов могут, вырезая их, постепенно собрать свой фонд наглядных средств, систематизированный по определенным разделам.
Особого внимания заслуживают художественные открытки и фотографии. Размер стандартной открытки наиболее удобен для эпипроекции. На обратной стороне познавательных открыток нередко помещают аннотацию, которая может служить исходным материалом для пояснений.
Для детского сада и школы значительно удобнее использовать тематические подборки цветных и тоновых открыток, помещенных в художественно оформленную обложку. Такие серии в большом ассортименте издавались в 70-80-е годы. Они состоят из 8, 12, 16, 24 и 32 открыток и сопровождаются вступительной статьей. Специально для школ издавалось много таких подборок, например: «Русские былины и сказы» -12 открыток (репродукции с картин В. М. Васнецова, М.В. Врубеля, И.Я. Билибина, Н.К. Рериха, В.И. Сурикова, В.А. Фаворского); «Дети в картинах и рисунках художников» -12 открыток (репродукции с картин И. Фирсова, В.А. Тропинина, В. Г. Перова, К.Е. Маковского и др.); «Крестьянские дети в русской живописи» - 12 открыток (репродукции с картин В.М. Васнецова, В. Г. Перова, А. И. Морозова, А. А. Киселева и др.); «Русская зима» -12 открыток (репродукции с картин Е.Е. Волкова, Ф.А. Васильева, М.М. Гермашева и др.). Много выпускалось комплектов на сюжеты известных сказок. Во многих школах и у учителей накоплены богатейшие коллекции таких открыток.
В умелых руках воспитателя или учителя демонстрация с помощью аппаратных устройств открыток в виде большой цветной световой картины производит на учеников сильное впечатление и служит мощным средством воспитания и привития хорошего вкуса, проникновения в мир прекрасного. С неменьшим успехом можно использовать тематические подборки. Методика использования тематических открыток аналогична применению диапозитивов.
Компьютер как срвременное тс обработки информации
На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное 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 охватывает различные сферы человеческой деятельности. Существует много причин столь бурного развития вычислительной техники. Оно стимулируется разработкой програмного 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 (ENIAC - 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. 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 мини-компьютер 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 1959г. 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 1974г. - 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 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 16-разрядный 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 IBM PC) составляют более 90 % всех производимых в мире персональных компьютеров.
Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. Но в IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы сопряжения устройств с компьютером IBM PC 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 IBM PC.
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 IBM PC-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 IBM PC-совместимых компьютеров было внесено много нововведений.
В 1983 г. был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жесткий диск , в 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее IBM PC XT.
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).
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 .
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 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 ввода-вывода).
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 кэшпамяти, 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.
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 IBM PC-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 .
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 ввода-вывода 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. 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 высокую скорость обмена данными между компонентами компьютера.
Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие.
Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:
1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;
2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;
3) инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т.е. программа прикладного характера.
Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (далее - ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС и может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависят также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д.
Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры, поэтому программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.
Большинство ОС содержит немало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОС устанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.
Драйверы для различных ОС часто поставляются и вместе с новыми устройствами или контроллерами.
Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярной программой-оболочкой для DOS является Norton Commander.
Утилиты - это программы вспомогательного назначения. Чаще всего используются следующие типы утилит:
а) антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
б) программы-упаковщики (архиваторы) позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т. е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
в) программы-русификаторы приспосабливают другие программы (обычно ОС) для работы с русскими буквами (текстами, пользователями и т. д.);
г) программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
д) программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
е) программы динамического сжатия дисков создают псевдодиски, информация которых хранится в сжатой форме в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
ж) программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.
Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ. Наиболее широко применяются программы:
- подготовки текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов;
- подготовки документов типографского качества - издательские системы;
- обработки табличных данных - табличные процессоры;
- обработки массивов информации - системы управления базами данных;
- подготовки презентаций (слайд-шоу);
- экономического назначения - бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;
- для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;
- системы автоматизированного проектирования (САПР) - программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов;
- для статистического анализа данных;
- компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники т. д.
Программы, которые нашли популярность у пользователей, обычно совершенствуются разработчиками: в них исправляются ошибки, включаются новые возможности и т.д. Чтобы сохранить преемственность, получившимся программам не дается какое-то другое имя, а вместо этого они называются версиями исходных программ.
Чаще всего версии программ обозначаются числами вида 1.00, 3.5 и т.д., типа десятичных дробей в американской записи. Номер версии обычно указывается после названия программы, например Windows 3.0 (читается «три ноль»). Существенные изменения в программах отражаются увеличением цифры до точки, незначительные изменения или исправления ошибок - увеличением цифр, стоящих после точки. Например, первоначальная версия программы обозначается 1.0, версия с некоторыми усовершенствованиями -1.5 (или, что то же самое, 1.50), а после внесения существенных дополнений новая версия программы будет иметь номер 2.0.
В последнее время некоторые производители программ начали нумеровать версии по году их выпуска. Например, Windows 2000 -версия, выпущенная в 2000 г.
Обобщив изложенную о компьютере информацию, дадим его определение. Компьютер - комплекс технических средств и программного обеспечения, способный реализовать любой алгоритм, оформленный в виде программы, хранимой в памяти, и ориентированный на реализацию процессов переработки информации во взаимодействии с человеком. Популярность термина «компьютер» обусловлена его удобством для образования новых понятий: компьютеризация, компьютерная грамотность и др.
С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие - архитектура ЭВМ.
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.
Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры выступают аппаратные средства.
Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования этих правил. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, нужные для более грамотного использования данного средства.
Классификация ЭВМ
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 IBM (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. ЗарубежомсредниеЭВМвыпускалифирмыIBM (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, COMPAREX идр.
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 мини-ЭВМ появился в 60-е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DEC). 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 PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги - модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Изобретение микропроцессора привело к появлению еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ. Определяющий признак микро-ЭВМ - 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.
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 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 фирмами-производителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.
Тсо в образовательном 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 вне учебной 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 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.
Освоение ТСО и методики их применения тесно связано со знаниями студентов из области педагогики, возрастной и педагогической психологии, информатики и информационной культуры, физики, математики и др. Поэтому курс «Технические средства обучения» целесообразнее изучать после курсов психологии и педагогики, до или одновременно с курсом частной методики.
Содержание курса, как уже видно из ранее изложенного, составляет все многообразие традиционной и современной информационной техники и методики ее использования в педагогическом процессе.
Особенности 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 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.
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.
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 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 эмоционально-эстетическое 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.
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 на вопросы, связанные с содержанием звукозаписи, диалогическое воспроизведение текста и др.
На уроках физического воспитания звукозапись играет роль функциональной музыки, которая стимулирует и регулирует физиологические и психические процессы человека при выполнении им мышечной работы. Музыкальное сопровождение повышает эмоциональное состояние учеников, вызывает стремление выполнять движения энергичнее, вырабатывает чувство ритма. Все это усиливает воздействие упражнений на организм, способствует успешному их освоению. Музыку подбирают в соответствии с ритмом и характером выполняемых упражнений. Основные условия применения функциональной музыки на учебных занятиях по физической культуре:
- дискретное (прерывающееся, дозированное) использование музыки в течение занятия на разных этапах и с разным подбором музыкальных программ, служащих целям врабатывания, лидирования музыкального сопровождения и успокаивания в конце занятия;
- чередование музыкально озвученных и обычных уроков;
- использование музыки только при выполнении простых или хорошо отработанных упражнений.
Музыка должна звучать без сопровождения речи или других звуковых помех. Необходимые в это время команды следует осуществлять с помощью показа или специально оговоренных сигналов.
Музыкальная программа занятия должна вызывать у учеников положительные эмоции.
На уроках математики, физики, химии звукозапись используют в основном для проведения диктантов, организации самостоятельной работы учащихся.
Для проведения диктанта учитель заранее составляет контрольный текст в виде вопросов и логически неоконченных фраз. Затем этот текст он записывает на магнитофон, повторяя каждый вопрос 2-3 раза с интервалом между ними, достаточным для обдумывания учениками очередного вопроса и записи ответа в тетради.
На уроках физики звукозапись может быть использована при постановке опытов по разделам «Звуковые колебания и волны», «Электромагнитные колебания». По первому разделу большую помощь учителю окажет набор грампластинок «Акустика».
Очень часто используются фонозаписи в начальной школе.
В 70-80-е годы для младших школьников были созданы разнообразные звуковые пособия: «Песни для заучивания в начальной школе», «Музыкальные произведения для прослушивания в начальной школе», «Физкультура в 1, 2, 3 классах», «Утренняя гимнастика для школьников 7-8-9 лет» и др. Вышло много пластинок с записью голосов птиц и зверей, детских радиопередач и радиоспектаклей и специально созданных и записанных познавательных театрализаций.
Слушая музыкальные записи, младшие школьники учатся определять характер и средства музыкальной выразительности, различать звучание отдельных инструментов и оркестра, сольного и хорового пения, певческих голосов, получают представление о мелодии и аккомпанементе, разных музыкальных жанрах.
Познавательные аудиозаписи не только повышают интерес к урокам и закрепляют положительную школьную мотивацию, но и пробуждают интерес к тому, чтобы узнать что-то дополнительное самостоятельно.
Таковы разнообразные приемы применения звукозаписи в школе. Эти приемы, однако, не исчерпывают всех возможностей, которые расширяются, когда звукозапись выступает в сочетании с другими средствами обучения в комплексе, если она сопровождается зрительными образами. Такая работа требует особенно тщательной предварительной подготовки, чтобы зрительный и слуховой ряды полностью совпадали.
Особенности применения статических экранных пособий
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. 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.
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.
Диапозитивы отличаются краткостью субтитров. Подпись под кадром, как правило, не раскрывает его содержания, а лишь показывает, что изображено на нем. 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.
Подобны диапозитивам по своим дидактическим возможностям эпиобъекты. Материалы для эпипроекции учитель подбирает сам, используя репродукции картин, иллюстрации из книг, тексты, фотографии или чертежи, схемы, рисунки, таблицы, диаграммы, выполненные специально для демонстрации. Эпипроектор увеличит мелкий шрифт книги или мелкую иллюстрацию. С его помощью можно воспроизвести на экране одновременно 2-3 изображения (параллельная проекция), сравнить и проанализировать их; продемонстрировать домашние работы учащихся для анализа всем классом.
Эпипроекцию чаще всего применяют с целью иллюстрации учебного материала.
Необходимость полного затемнения помещения для демонстрации эпиобъектов несколько ограничивает учителя в выборе методических приемов работы с ними, так как учащиеся не могут делать необходимые записи или зарисовки; экранное изображение нельзя сопоставить с натуральным объектом и т.д. Эпиобъекты должны быть контрастными, плотными по насыщенности цветов.
Методика работы с эпипроекцией аналогична работе с картиной или диапозитивами. Обычно в детском саду и в начальной школе это средство применяется на занятиях по развитию речи и ознакомлению с окружающим миром. Но практика показывает, что его можно эффективно использовать и на занятиях по изобразительному искусству для показа технических приемов рисования, смешивания красок, для объяснения последовательности этапов работы. Эпиобъекты широко применяются в средних и старших классах на большинстве учебных предметов. Подбирая открытки, иллюстрации из журналов на ту или иную тему, воспитатели и учителя могут сами создавать серии эпиобъектов.
Среди статичных экранных пособий особо следует выделить транспаранты к графопроектору. По своей структуре они принципиально отличаются от диафильмов и диапозитивов. Каждый отдельно взятый кадр комплекта транспарантов дает на экране статичное изображение, но благодаря их последовательному наложению или снятию оно приобретает определенную динамичность.
Отдельные кадры накладывают один на другой постепенно, воссоздавая целостное изображение. При этом происходят поэтапное формирование понятия, последовательное раскрытие закономерности изучаемого процесса или явления, показ отдельных элементов целого.
Используют и другой прием работы с транспарантами: постепенно снимают отдельные кадры. В этом случае учащиеся получают объяснения от общего к частному, от целостного явления к отдельным его элементам или к раскрытию каких-то процессов.
Смешанное использование приемов наложения, снятия и кашетирования (смешения) транспарантов позволяет вскрывать и детально изучать весьма сложные понятия и закономерности.
Транспаранты можно располагать в любой плоскости, чередуя самые разные по размерам и техническому исполнению, рисовать на пленке фломастерами с прямой демонстрацией на экран. Все это могут делать учитель, учитель и ученик, несколько учеников, дополняя и уточняя друг друга.
С помощью графопроектора, как уже отмечалось, можно показать опыты по физике, химии и биологии, проводимые на прозрачных пластинках или в ваннах. Например, можно продемонстрировать при помощи графопроектора спектры магнитного поля постоянных магнитов, магнитного поля электрического тока, модель броуновского движения, явления смачивания и несмачивания и многое другое. Можно дополнять рисунки теневой проекцией вещей и предметов, при которой демонстрируются самые типичные положения и формы. Интересен прием, при котором проецируются определенные изображения посредством графопроектора на какую-либо большую таблицу, картину, географическую карту.
Графопроектор часто используют вместо традиционной классной доски для проекции записей учителя. Все записи, которые учитель обычно выполняет мелом на доске, он может делать по ходу урока (или подготовить их заранее) на прозрачной пленке и проецировать с помощью графопроектора.
Транспаранты можно применять и в сочетании с классной доской. В этом случае спроецированное на доску изображение достраивают, дорисовывают, дополняют. Например, на доску проецируют предложения с пропущенными буквами. Учащимся предлагается на доске вписать нужные буквы. Затем накладывают второй кадр, на котором в соответствующих местах другим цветом изображены пропущенные буквы, и быстро проверяют выполненную работу. Можно спроецировать примеры, которые надо решить, геометрические фигуры, которые надо назвать или сосчитать, и т. д.
Большие возможности открывает этот прием на уроках математики. Используя комплект транспарантов с изображением основных плоских и пространственных фигур, можно решать самые разнообразные задачи, выполнять множество заданий на построение. При этом сохраняется время, которое потребовалось бы затратить на вычерчивание необходимых фигур.
Транспаранты как условно-графический вид наглядности отражают изучаемые объекты и явления в форме плоскостных символов, и поэтому они наиболее эффективны лишь в комплексе с другими средствами обучения.
На транспарантах прекрасно смотрятся различные схемы, диаграммы, графики, таблицы, которые можно заранее готовить к уроку, вычерчивать непосредственно в процессе изложения материала, предлагать учащимся воспроизвести или создать новые на эта пах повторения и обобщения или контроля знаний. Тем более что демонстрирование сложных по начертанию и требующих безукоризненно четкого и точного выполнения графических изображений в большом масштабе возможно только с помощью современной проекционной техники. Она обеспечит отчетливую видимость с последних мест класса не только общих контуров, но и деталей чертежа, схемы. Экспонируемый на экране кадр учитель может детально проанализировать, фиксируя внимание учащихся на особенностях графического оформления.
При составлении схематических изображений необходимо соблюдать следующие дидактические требования:
а) соответствие уровню знаний обучающихся и необходимому уровню абстракции;
б) учет логических путей и возможностей установления связей с реальностью;
в) отсутствие перегруженности схем текстом.
При разработке схематических пособий важно учитывать определенные эргономические требования:
а) элементы одинакового значения должны иметь одинаковую форму изображения и связи (величину символов, линий, стрелок, соотношение сторон, обрамление, подчеркивание и т.д.);
б) в схемах, изображающих динамику, следует при помощи стрелок показывать изменения между функциональными элементами, причинами и следствиями;
в) линии целесообразно изображать одинакового вида;
г) при комбинации статических и динамических схем полезно их выделять различным оформлением.
Применение схем, таблиц, графиков предполагает не только систематизацию информации, но и более абстрактный и обобщенный уровень ее усвоения.
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 C, 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.
Масса управленческих удобств сосредоточена и на блоке проигрывателя компакт-дисков, который может быть рассчитан на 1, 3, 5 и более дисков. К примеру, при перезаписи отобранных вами музыкальных произведений с компакт-диска вы лишь устанавливаете размер кассеты (45, 60, 90 мин), а аппарат сам размещает запись по дорожкам кассеты.
Некоторые модели (Technics SC-CA 1080, SC-CA 1060, S-CH 530 и др.) способны не только самостоятельно определять длину ленты, но и компоновать звукозапись в нескольких вариантах (система интеллектуального монтажа CCIR). Как правило, проигрыватель имеет возможность программировать вручную порядок воспроизведения номеров музыкальных произведений компакт-диска, а также может иметь режим игровой «рулетки», т. е. произвольного порядка проигрывания записанных произведений.
Немаловажное место в составе музыкального центра занимает двухкассетная дека с автореверсом, поиском нужных программ, шумоподавителем, автоматическим уровнем записи, синхронизацией и монтажом записи с компакт-диска. Часто дека имеет две скорости перезаписи с кассеты на кассету - нормальную и ускоренную.
Тюнер (радиоприемник) способен запоминать несколько десятков выбранных вами станций в диапазонах FM (в некоторых моделях - дополнительно УКВ), ДВ и СВ и даже с опознаванием программ при помощи новой системы RDS. Таймер включит аппарат в нужном вам режиме (запись или воспроизведение) и выключит в заданное время.
Многие новые модели современных музыкальных центров оснащаются системой «karaoke», которая позволяет, подключив к центру микрофон, спеть вместе с любимым вами ансамблем или музыкантом-исполнителем. При этом голос солиста подавляется, а на его место «вставляется» ваш голос.
Компактность акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.
Что касается производителей приличных музыкальных центров, то выбор их достаточно широк. Две неплохо знакомых россиянам торговых марки Technics и Panasonic имеют давние и проверенные преимущества, занимая в последние годы верхние строчки в рейтингах продаж. Высокое качество звука и обилие разнообразных сервисных функций при довольно умеренных ценах делают музыкальные центры этих марок довольно выгодным приобретением.
Наряду с ними представляют интерес музыкальные центры фирмы Aiwa, которые при весьма высоком качестве звука и множестве функций отличаются более низкой ценой. Нередко ее модели выпускаются с российским УКВ-диапазоном в дополнение к европейскому FM. Принцип компании Aiwa: за деньги - качество.
Известной популярностью у специалистов функциональной музыки пользуются музыкальные центры фирмы Philips. Высокие европейские стандарты и европейский дизайн, хорошее качество звука и сравнительно невысокая цена привлекают потребителей.
Традиционно очень высоким качеством и надежностью обладают музыкальные центры JVC, которые отличаются широчайшим набором сервисных функций, включая дистанционное управление поворотом дополнительных динамиков Surround Sound. Компания JVC выпускает целую серию музыкальных центров (JVC MX-G 7, MX-S 60, MX-S 50 и др.), на которые стоит обратить внимание.
К числу лидеров можно отнести и продукцию фирмы Sony, которая уже долгое время считается престижной. Можно полемизировать о качестве звука (это дело вкуса и слуха), но сервис музыкальных центров Sony традиционно превосходен.
Таким образом, в условиях современного развития техники оснащение образовательных учреждений необходимой аудиоаппаратурой можно осуществлять на довольно высоком качественном уровне.
Sony предлагает широкий выбор устройств для записи на минидиски как в виде отдельных компонентов, так и в составе систем класса HI-FI.
Есть суперкомпактные портативные проигрыватели, снабженные уникальным цилиндрическим пультом дистанционного управления, похожим на карандаш.
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.
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 8-миллиметровых 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. Черно-белая 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 16-миллиметровых 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.
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 объекта демонстрации. 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 1,2 м.
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. 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.
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 120 м, 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.
Киноколъцовка 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.
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 ТВ-канала.
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 частотно-модулированному каналу.
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 ТВ-приемнике 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 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 м;
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 м. Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную 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.
Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм. 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 ТВ-передачи 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 волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, 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 ТВ-программы 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 магнитными головками строчки записи видеосигнала располагаются на ленте под углом, близким к 90 ° к направлению ее движения. Такая видеозапись называется поперечно-строчной. В бытовых видеомагнитофонах, как правило, применяется наклонно-строчной 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.
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.
Видеопроигрыватель дисков - устройство, которое вместе с телевизором может воспроизводить (в зависимости от функций) CD- и DVD-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 видео и аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран.
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.
Вспомогательные тсо
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 1750 х 1730x200 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 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 -8м. Максимальная площадь киноэкрана - 8 м. 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 подсветной 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 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 оверхед-проектора 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. Плазма-технологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны, так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней CRT-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 информационно-справочные 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: PAL, SECAM, NTSC. Есть встроенная аудиосистема. Масса - 40 кг .
К вспомогательным ТСО можно отнести и современные электронные доски . Это доска с интерактивными возможностями и возможностью 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-за-строчкой, 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 PC, 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 колесиках.
Для копирования информации с доски или информационной панели разработаны устройства для копирования. Одна из таких моделей простым нажатием на кнопку позволяет сделать бумажные копии с маркерных досок, флип-карт, презентационных досок. С помощью видеоискателя можно скопировать информацию целиком или какие-либо необходимые фрагменты. Устройство имеет термопринтер, рулонную термобумагу. Скорость около 20 страниц для обычной печати и 30 -для высокой. Питание от батареек. Размеры - 6,28 х 21 х 29,8 см. В комплекте - тренога с фиксирующими защелками. Изображение можно воспроизводить вертикально и горизонтально. Общая масса с треногой - 3,15 кг.
В параграфе о компьютерах были перечислены основные устройства ввода-вывода информации в компьютер, относимые к периферийным устройствам. Рассмотрим их подробнее.
Стандартным устройством ввода является клавиатура . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Обычно используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа - драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:
- форму буквы V, W и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
- большие опоры для запястий, поддерживающие кисти в прямом положении;
- мембранную бесшумную замену клавишам;
- сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.
Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.
Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.
Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.
Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.
Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - «цифра». Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры. Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен.
Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры играющий ведет машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в -руке, и чувствуется, как пули попадают в автомобиль.
Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.
Отличительные черты мыши:
- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);
- количество кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);
- способ соединения (проводные или беспроводные мыши).
Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.
Современный рынок устройств ввода постоянно пополняется новыми экзотическими координатными устройствами. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек-прокруток. Мышь с аналогичными свойствами с миниатюрным джойстиком вместо колесика получила название -мышастик.
Новинкой является беспроводная «летучая» мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.
Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара, не требуется коврика и места для перемещения манипулятора по столу. Трекболы широко используются в портативных компьютерах .
Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться». Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора .
Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.
Отличительные черты сканеров:
- глубина распознавания цвета: черно-белые с градацией серого, цветные;
- оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 150, 300, 600, 1200 точек на дюйм;
- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные - сами обучаются;
- конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные. К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.
Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов.
Перспективны разработки программ, позволяющих с помощью обычного микрофона ввести речь человека в компьютер и преобразовать ее в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тыс. слов с адаптацией к индивидуальным голосам.
Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования; например, при изучении языков функция распознавания и коррекции речи незаменима для формирования правильного произношения.
Устройства вывода преобразуют машинное представление информации в форму, понимаемую человеком. К основным устройствам вывода персонального компьютера относятся мониторы, принтеры, плоттеры, а также устройства вывода звуковой информации.
Монитор, или видеотерминал, предназначен для отображения символьной и графической информации. Большинство мониторов реализовано на базе электронно-лучевых трубок, напоминающих кинескопы обычных телевизоров. Это не касается портативных компьютеров, чьи мониторы обычно реализуются на основе жидкокристаллических индикаторов. Компактные размеры мониторов на основе жидкокристаллических панелей, которые представляют собой плоские экраны, а также отсутствие вредных излучений, влияющих на здоровье, делают данный вид монитора все более популярным .
Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевых трубок, являются: разрешающая способность экрана, расстояние между точками на экране, величина диагонали экрана.
Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от английского словосочетания Picture's Element - элемент картинки). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разрешение 800 х 600,1024 х 768 точек. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.
В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, в графическом режиме - любое изображение, состоящее из точек. Для представления символов текстовой информации используется матрица с фиксированным количеством пикселей, например, 8 x 8 или 8 x 14.
Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные.
Расстояние между точками на экране, или величина шага, определяет четкость изображения на мониторе. Величина шага колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.
Величина диагонали экрана измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера экрана монитора зависит от сферы использования персонального компьютера. Для учебных, бытовых задач наиболее популярными являются 14- и 15-дюймовые мониторы. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17-дюймовых. Для эффективной работы с системами автоматизированного проектирования, где одновременно отображается большое количество графической информации, используются 21-дюймовые мониторы.
Принтеры предназначены для вывода данных на бумагу. Они преобразуют машинное представление информации в символы, буквы, знаки. Любой символ представляется на бумаге набором точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатного устройства. Печать производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Получение последовательных строк осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют печатать на бумаге рисунки и графики, а также могут распечатывать информацию и на специальной пленке, например для создания слайдов.
По способу формирования изображения на бумаге принтеры делятся на:
а) последовательные, когда документ формируется символ за символом;
б) строчные, когда формируется сразу вся строка;
в) страничные, когда формируется изображение целой страницы. По количеству цветов, используемых при печати документа, принтеры бывают черно-белые и цветные.
По способу печати принтеры бывают ударные и безударные. Важнейшими характеристиками принтеров являются:
- ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;
- скорость печати, определяющая число знаков или число страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту;
- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi при печати символа.
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, светодиодные, термические, литерные.
Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Красящая лента оставляет оттиск изображения на бумаге. Головка принтера, содержащая набор иголок, активизирует нужные иголки для получения требуемого изображения. Чем больше иголок, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые. Наибольшее распространение они имели в 80-х и в начале 90-х годов. В настоящее время они сильно потеснены струйными и лазерными.
Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила, поэтому головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки, достигнув бумаги, наносят требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем больше количество сопел на единицу площади и тем выше качество печати. Струйные принтеры дают изображение, по качеству близкое к типографскому, что определяет широкую сферу их использования для создания различных документов. Струйные принтеры работают тихо. Скорость и стоимость печати струйных принтеров выше, чем у матричных. Но работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой могут растекаться. По этой же причине в струйном принтере используется только качественная гладкая бумага.
Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.
Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, высокую скорость печати - от нескольких страниц в минуту при цветной печати и свыше десяти страниц при черно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.
Светодиодные принтеры выполнены на основе светодиодной технологии (LED). В отличие от лазерного принтера, в нем отсутствует сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Вместо нее применена линейка светодиодов. Такая конструкция повышает надежность, простоту обслуживания, экономичность и снижает стоимость. Светодиодная технология имеет следующие преимущества перед лазерной:
- формирователь изображения (линейка светодиодов) значительно компактнее лазерной оптико-механической системы;
- система проще и надежнее из-за отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей;
- снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана.
Цветной светодиодный принтер работает па оригинальной тандемной технологии, благодаря которой полноцветная страница формируется в принтере за один проход. Таким образом достигается небывалая для цветных офисных принтеров скорость печати - 8 страниц в минуту. В принтерах такого формата применены раздельные фотобарабан и тонер-картридж. Это позволяет заменять тонер по мере его расходования, не трогая барабан до тех пор, пока устраивает качество отпечатков. Выпускает такие принтеры фирма OKI.
Принцип работы литерных принтеров схож с принципом работы печатающей машинки: смоченные краской молоточки (литеры) бьют по бумаге. Литеры размещаются на барабане или резиновой ленте. Барабан (или лента) поворачивается так, чтобы в нужном месте ленты оказалась нужная литера, и происходит удар литерой по ленте. Удары происходят очень быстро с характерным потрескиванием. Предварительно литеры смазываются краской специальным красящим валиком. Литерные принтеры весьма просты и надежны, но могут печатать только цифры и некоторые специальные символы. Использование подобных принтеров ограниченно.
Работа термопринтеров основана на использовании специальной термочувствительной бумаги, которая протягивается через гребенку полупроводниковых нагревательных элементов, быстро нагревающихся или остывающих и оставляющих в нужных местах отметки - от нагревания термобумага темнеет. Из таких отметин и складывается изображение. У термопринтеров много достоинств: высокая надежность из-за отсутствия большого количества движущихся и трущихся частей; отсутствие бумажной пыли, бесшумность работы; режим экономии бумаги, так как шрифт можно сделать каким угодно малым. Основной недостаток - необходимость специальной термобумаги.
Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. В образовательном учреждении они могут использоваться для подготовки любого наглядного материала как для учебных целей, так и для внеклассной работы .
Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка за точкой наносится изображение на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (to plot - «вычерчивать чертеж»).
К основным характеристикам плоттеров относятся:
- скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;
- скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых в минуту;
- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.
Плоттеры подключаются к компьютеру через параллельный или последовательный интерфейс либо в слот расширения встраивается плата.
По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага.
По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.
Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета.
Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн.
Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.
Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.
Карандашные плоттеры используют для получения изображения обычный грифель. Они самые дешевые и требуют дешевого расходного материала.
Для вывода звуковых сигналов используются звуковые колонки.
Для обеспечения обработки звуковой информации современный компьютер оснащается звуковой картой (SoundBlaster). Звуковая карта устанавливается в свободный слот расширения и обеспечивает подключение к компьютеру микрофона, наушников или звуковых колонок, различное аудиооборудование: магнитофоны, усилители, музыкальные синтезаторы, а также имеет игровой порт для подключения джойстика. Возможности звуковой карты обеспечивают ввод, обработку и вывод звуковой информации, синтез стереозвучания, широкого набора музыкальных инструментов.
Современный компьютер все чаще имеет средства телекоммуникации, которые обеспечивают интеграцию персонального компьютера в информационное пространство, подключение к компьютерным сетям. Телекоммуникации буквально означают связь на расстоянии. Основным средством телекоммуникации является модем, который посылает и получает данные с удаленных компьютеров.
Модем преобразует выходную информацию компьютера в форму, доступную к передаче по различным каналам связи. Как правило, для передачи используется телефонная сеть. При получении информации из сети от другого компьютера модем преобразует входную информацию в форму, доступную для обработки компьютером .
Модем реализуется в виде внешнего или внутреннего устройства. Внешний модем подключается к компьютеру через один из последовательных портов компьютера. Внутренний модем представляет собой плату, которая устанавливается в свободный слот расширения. Выход модема подключается к телефонной сети.
Основной характеристикой модема является количество бит информации, передаваемых в секунду. Современные модемы оснащаются голосовыми функциями, например голосовой почтой, поддерживают функции автоматического распознавания номера, позволяют принимать участие в многосторонних конференциях через сеть Интернет.
Существуют и другие вспомогательные ТСО, например, видеокамеры современных моделей.
Есть миниатюрная видеокамера весом около 500 г, размером с фотоаппарат, простая в обращении. Имеет 44-кратное увеличение, электронный стабилизатор и многое другое. Обеспечивает хорошее воспроизведение видео- и звуковых записей .
В настоящее время выпускается другой формат миниатюрной видеокамеры, с помощью которой можно показать любые иллюстрации, тексты и трехмерные объекты. С помощью специального кабеля она подключается к любому аппарату с видеовходом PAL: ЖК-проектору, телевизору, компьютеру. Камера очень маневренна благодаря гибкой шее, на которой она держится. Объектив FlexCam обеспечивает резкость от 1 см до бесконечности и позволяет увеличивать изображение в 50 раз. Высокая разрешающая способность дает хорошее изображение в любых условиях. Встроенные стерео-микрофоны позволяют эффективно использовать камеру для мультимедийных приложений. К отдельным моделям можно подсоединить несколько камер, приставки к микроскопу .
В цифровом фотоаппарате снимки записываются на специальную карту флэш-памяти или на миниатюрный жесткий диск. После съемки фотографии переносятся в компьютер, если подсоединить к нему фотокамеру с помощью кабеля. В компьютере отснятое можно отредактировать, подкорректировать цвета, а при наличии печатающего устройства и распечатать. Снимки, хранящиеся в электронном виде, удобны для монтажа, иллюстрирования любого материала или передачи на другие компьютеры.
Диктофон - это аудиоустройство, предназначенное для записи и воспроизведения речи или звуков. Такое устройство можно назвать компактным аудиомагнитофоном .
Лазерная указка точно направляет луч в нужную точку (в зависимости от модели от 50 до 500 м) в затемненном помещении. Масса от 44 до 100 г с батарейками. Срок работы батареек до 25 ч. Можно выбрать постоянное или мигающее свечение точки. Подходит к работе с любой экранной проекцией. На рисунке изображена лазерная ручка-указка, которой можно писать .
К современным вспомогательным ТСО следует отнести машинки для ламинирования. Наглядные пособия на бумажных носителях, сделанные для учебных целей фотографии и другие иллюстративные материалы и документы могут обветшать и порваться, но обретут долгую жизнь, если будут покрыты слоем защитной пленки. Существуют разные модели таких машинок. Они просты в обращении, многие модели не требуют специальной настройки. Есть машинки для горячего и холодного ламинирования .
Начинают приобретать популярность различные машинки для переплета, которые позволяют переплетать подготовленные пособия.
В настоящее время получили широкое распространение всевозможные лазерные принтеры, копировальные аппараты, а также комбинированные универсальные устройства, которые просты в использовании и обеспечивают практически полиграфическое качество печати .
Перечисленные вспомогательные ТС не только являются помощниками в организации учебного процесса, но и раскрывают широкие возможности наполнить совершенно невозможными ранее формами работы внеклассную и досуговую деятельность воспитанников образовательных учреждений.
Архитектура ПК
Архитектура персонального компьютера — компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

 
Архитектура содержит в себе основные черты современных архитектурных решений вычислительных машин. Архитектура современных персональных ЭВМ основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить её модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
 
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
§        системный блок;
§        монитор;
§        клавиатуру;
§        мышь.
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
 
Внутри системного блока размещаются следующие узлы:
·        электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
·        блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электросхемы компьютера;
·        накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
·        жесткий магнитный диск;
·        другие устройства.
Память компьютера
Основная память компьютера состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения специальных программ, которые записываются на заводе. Этот комплекс программ называется BIOS – базовая система ввода-вывода. Работа программ, записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном экране бегущими белыми строчками. В этот момент компьютер проверяет свои устройства.
Самое быстродействующее устройство для хранения данных – оперативная память компьютера.  Ее преимущество – высокая скорость записи и считывания данных. Ее недостаток состоит в ограниченном объеме и в том, что при выключении компьютера оперативная память очищается.
Оперативная память используется для кратковременного хранения данных в тот момент, когда они проходят обработку или происходит их прием-передача. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться 1 байт данных. У каждой ячейки есть свой адрес.
Электронные платы
Каждая плата представляет собой плоский кусок  пластика, на котором укреплены электронные компоненты и различные разъемы.
 
 
Материнская плата
Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская плата. На ней располагаются микропроцессор, оперативная память, шина (или шины), BIOS.  Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и др.).
Контроллеры
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называют контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.  В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали
Микропроцессор
Обработка информации – главная задача компьютера. Для работы с данными существует специальная микросхема, которая называется микропроцессором или процессором. Он вызывает данные с диска в оперативную память, забирает их к себе, обрабатывает, а затем отправляет в оперативную память и записывает в виде файла на диск.
Для того, чтобы процессор всегда знал, что и с какими данными надо сделать, он должен непрерывно получать команды (инструкции). Инструкции записаны в программах.
Программа – это упорядоченный список команд.
Процессор состоит из устройства управления (УУ), которое управляет работой с помощью электрических сигналов, арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего операции над данными, и регистров - для временного хранения в процессоре данных и результатов действий над этими данными.
Существуют различные процессоры, и у каждого свои регистры. Существуют восьмиразрядные регистры, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные. Разные регистры процессора имеют разное назначение. Регистры общего назначения используются для операций с данными. Адресные регистры содержат адреса, по которым процессор находит данные в памяти. Существуют десятки различных регистров.
Состав регистров процессора и их назначение называют архитектурой процессора.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются разрядность и  тактовая частота.
Тактовая частота – количество операций, выполняемых за 1 секунду (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера.
Обращения к оперативной памяти для процессора самые неудобные. Операции внутри процессора выполняются быстрее. Чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти, внутри процессора создают небольшой участок памяти. Эта память получила название кэш-памяти.
Накопители информации
Для длительного хранения больших объемов данных компьютер использует магнитные диски. Магнитные диски бывают двух типов – гибкие и жесткие. Гибкие диски (дискеты) имеют не очень большую емкость и работают сравнительно медленно, но их можно переносить с одного компьютера на другой. Жесткие диски обладают большой емкостью, но они располагаются внутри системного блока и их нельзя переносить. Диск вращается с огромной скоростью, а над магнитной поверхностью парит на воздушной подушке магнитная головка, которая записывает и считывает биты и байты данных. Корпус жесткого диска закрыт кожухом, снимать который нельзя, иначе попавшие микрочастицы пыли со временем выведут  диск из строя.
Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и  прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. Мы уже знаем, что информация  хранится не байтами, а файлами. Каждый файл на диске имеет свой адрес.
Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки, в свою очередь, разбивают на секторы. Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтам. Разбиение диска на дорожки и секторы называется форматированием. Его выполняют служебные программы.
Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация. Например,  на этой дорожке хранится так называемая таблица размещения файлов. В этой таблице компьютер запоминает адреса записанных файлов.
Для переноса больших объемов информации между компьютерами используют лазерные компакт-диски. Один такой компакт-диск может содержать 650 Мбайт данных.
Лазерный диск вставляется в специальный дисковод, который называют дисководом CD-ROM (CompactDiskRead-OnlyMemory). Считывание информации производится с помощью лазерного луча. Современные дисководы CD-ROM  работают почти также быстро, как жесткие диски, но, в отличие от них, такие дисководы могут только читать данные и не могут их записывать.
Для записи лазерных дисков существуют специальные «пишущие» дисководы, которые называют CD-R(CompactDiskRecorder) – устройства однократной записи и устройства многократной записи CD-RW.
Появились еще более емкие носители информации – диски DVD. Один такой диск может вместить несколько гигабайтов данных.
Каждый диск, присутствующий на компьютере, имеет уникальное имя. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или С:.
Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков. Буквой С: обозначается первый жесткий диск.
Видеоконтроллеры
Электронные схемы компьютера, обеспечивающие выполняется в виде специальной платы, вставляемой формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называют видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычно в разъем системной шины компьютера. Видеоконтроллер получает от микропроцессора команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти – видеопамяти,  и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор – видеосигнал.
Устройства ввода-вывода информации
К устройствам ввода информации относятся клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик, световое перо), сканер, средства речевого контроля. С помощью клавиатуры пользователь вводит алфавитно-цифровую информацию и управляет работой компьютера. Любая клавиатура имеет четыре группы клавиш:
·        клавиши пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;
·        служебные клавиши;
·        функциональные клавиши;
·        клавиши малой двухрежимной цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.
Манипуляторы являются дополнительными устройствами для ввода информации. Совместно с клавиатурой они повышают удобство работы пользователя с компьютером. В настоящее время используются различные виды манипуляторов:
·        джойстик обеспечивает перемещение курсора на экране в одном из четырех направлений;
·        световое перо может применяться для указания точки на экране дисплея или для формирования изображений;
·        мышь представляет собой приспособление для указания нужных точек на экране путем перемещения его вручную по плоской поверхности.
Сканер предназначен для ввода в компьютер представленных в печатном виде текстовых и графических данных.
Наиболее часто используемые устройства вывода информации – это дисплеи, принтеры, графопостроители и синтезаторы звука.
Видеомонитор, дисплей или монитор предназначен для вывода на экран информации.
Принтеры – это устройства для вывода на бумагу текстов и графических изображений. В настоящее время известно несколько видов принтеров: матричный, струйный, лазерный.
Мультемедийный компьютер
Термин «мультимедиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда или носитель информации». Таким образом, мультимедиа-компьютеры должны уметь воспроизводить:
·        музыку, речь и  другую звуковую информацию;
·        анимационные фильмы и другую видеоинформацию.
Мультимедийный компьютер должен быть оснащен дисководом для компакт-дисков, звуковой картой и колонками или наушниками. Кроме этого есть требования к быстродействию, объему оперативной памяти и наличие программного обеспечения.
Дидактические особенности сети «интернет»
Дидактические свойства современного компьютера, снабженного программным обеспечением в вариантеInternet Explorer и Microsoft Office 97, включают следующие особенности:
– возможность в любой документ (не исключая даже электронных писем) вставить графические изображения и гиперссылки. Гиперссылки при этом являются работающими, то есть по ним можно выйти на связь с любым электронным адресом или сервером Интернета;
– поддерживается копирование такого расширенного текста из одного программного средства в другое. Это расширяет возможности обучения, поскольку те дидактические свойства, которых не хватает в одном из программных средств, могут быть оперативно подключены путем копирования текста задания в другое средство.
Например, если Internet Explorer не позволяет править текст непосредственно в гипертекстовом виде (в нем предусмотрена только возможность правки кода HTML, что, конечно, по силам далеко не всем ученикам), то мы можем скопировать текст задания со всеми особенностями его формата (что существенно) в программу Word и уже в ней выполнить задание, а затем также с сохранением всех особенностей формата текста отправить его по электронной почте.
Такие дидактические свойства являются особенностью именно современного этапа развития программного обеспечения и делают обучение в Сети гораздо более простым и удобным процессом. При программировании обучающих курсов такие средства снимают многие существовавшие прежде проблемы.
Обратимся теперь к ресурсам Интернета, которые также могут широко использоваться с дидактическими целями.
Ресурсы Интернета
Главным качеством сети Интернет является наличие огромного количества текстовой информации на различных языках. Конечно, такая информация не предназначена непосредственно для применения в качестве учебного материала, однако для многих учащихся возможность работы в Интернете является важным мотивом поведения, поэтому учитель гуманитарных предметов может и даже должен грамотно использовать эту мотивацию. Довольно подробно исследовано применение реальных электронных писем в преподавании гуманитарных предметов.
Одним из интересных и полезных свойств сети Интернет является наличие механизмов поиска. Помимо прямой и очевидной пользы от таких механизмов для поиска документов и программ, можно указать их более нетривиальное применение конкретно на уроках иностранного, прежде всего английского, языка.
Полноценное усвоение лексики требует ее применения в конкретных речевых ситуациях. Именно с этой целью можно применять механизмы поиска по ключевым словам. При этом в результате поиска будут получены оригинальные тексты, созданные носителями языка. Более того, запрос на поиск текста можно уточнить дополнительными ключевыми словами, что позволит найти тексты по конкретной тематике, интересной для данной группы учащихся.
Такие приемы деятельности в Интернете позволяют оперативно реагировать на потребности учебного процесса, учитывать мотивацию конкретной учебной группы. В зависимости от конфигурации технических средств учитель может использовать данный прием в процессе подготовки занятия или в процессе его проведения.
Аналогичным образом можно организовать деятельность учащихся в курсах других предметов, например в курсе информатики по темам «Базы данных» и «Телекоммуникации». Активные гипермедийные среды дают современные средства планирования и организации занятий учителю. Можно оформить план занятия в виде гипертекста, предусмотреть в нем различные виды работ, причем сами эти работы также имеют вид гипертекста; современный гипертекст – это не только ссылки, но и разнообразные формы, позволяющие собирать информацию, организовывать тестирование и т. п.
Зарубежный и отечественный опыт использования гипермедиа в учебном процессе показывает, что гипермедиа следует использовать не «в лоб», только как источник информации, а как инструмент управления обучением. Разрабатывая проекты, презентации с использованием средств гипермедиа и размещая их в сети Интернет, учащиеся приобретают знания и навыки, не сводящиеся к традиционным репродуктивным.
Графика и звук
Графика и звук широко применяются в современных гипермедийных средствах Интернета.
Необходимо учитывать, что в гипертекстовых страницах используется графика двух видов – обычные иллюстрации и маленькие рисунки-иконки. Звуковые файлы применяются в четырех основных видах: короткие характерные звуки, выполняющие ту же роль украшения, что и иконки; музыкальные файлы без человеческого голоса и запись человеческого голоса и (или) музыкального произведения двух уровней качества (низкого и высокого).
Для представления обычных иллюстраций используется, как правило, фотографический формат JPEG, позволяющий передать много деталей в цветовой палитре, превышающей 256 цветов.
Для представления иконок используется формат GIF, допускающий создание мультипликационных рисунков и ориентированный на более грубую графику. Оба эти формата обеспечивают значительное сжатие графической информации по сравнению с ее побитовым представлением (формат BMP).
Рассмотрим 4 основных типа звуковых файлов: MIDI; WAV; RA; МРЗ.
MIDI-файлы не предназначены для записи звуков речи, они позволяют очень сжато записывать музыкальные мелодии, которые затем могут быть синтезированы на компьютере пользователя. Средний размер этих файлов – 30–50 Кб, что позволяет реально их использовать для музыкального сопровождения гипертекстовых страниц.
WAV-файлы – это стандартный способ записи любых звуков, не обладающий компактностью. 1 минута звукозаписи в этом формате порождает файл размером в несколько Мб. Для применения в Интернете пригоден лишь при передаче очень кратких звуков.
RA-файлы – это специальный способ сжатия звуковых файлов для передачи их по сети Интернет, на данный момент не отличается хорошим качеством передачи музыки, но приемлем для передачи голоса.
МРЗ-файлы – компромиссный вариант, позволяющий в 1 Мб уместить 4–5 минут звучания, по качеству приближающегося к хорошему радиоприемнику. Для воспроизведения необходимо сначала полностью загрузить соответствующий файл, что может занять 10–20 минут.
Сами по себе красивые рисунки-иконки и краткие звуки не создают дополнительных удобств или содержания в применении гипертекстовых страниц для образовательных целей. Их роль скорее вспомогательная, мотивационная. Тем не менее часто небольшие иконки выполняют роль структурных смысловых элементов текста, повышая его «читабельность».
Звуковые файлы могут играть на уроке различные роли: демонстрировать правильное произношение; для диктовки; для проверки качества восприятия учеником языка со слуха и т. п. Чисто музыкальные файлы могут использоваться для хорового или индивидуального пения на изучаемом языке («караоке»), причем компьютер позволяет записать и воспроизвести получившуюся в результате песню в целом.
В Интернете можно найти не только музыкальное сопровождение песен, но и их слова. Степень влияния гипермедийной информации на учащихся возрастает, если ее подача осуществляется систематически, в определенном порядке. Один из ресурсов Интернета, позволяющий добиться такого эффекта, – это активные каналы.
Активные каналы
Еще одной очень агрессивной в плане предложения информации моделью являются различные «новостийные» системы, такие, как PCN, ZDnet, TehnoWeb и т.п. Авторы их прекрасно используют возможности, предоставляемые мощными современными ЭВМ, такие, как возможность мультипликации, использование мелких шрифтов и рисунков и т. п.
Структурно эти системы решены как средства представления чрезвычайно сжатой информации на экране, сопровождаемой средствами быстрого развертывания ее до полного объема, включая и массу ссылок на разнообразные материалы, помещенные в Интернете.
Основу этих систем составляет модель гипермедиа, снабженная своеобразными усовершенствованиями. Интерфейс пользователя в этих системах побуждает не только к пассивному созерцанию иконок, но и к максимально быстрому ознакомительному чтению «бегущих строк», индексов и т. п.
Технически эти системы используют как возможности гипертекста, так и совершенно новые принципы работы, радикально меняющие способы работы с информацией за счет перемещения центра тяжести переработки информации на компьютер пользователя (вспомним, что они рассчитывают на наличие у пользователя мощного современного компьютера).
Приведем описание понятия «активный канал» из руководства к программе просмотра Web – Internet Explorer 4.0.
Активные каналы – это серверы Web, специально разработанные с учетом одной из распространенных программ просмотра Web – Internet Explorer 4.0. Эти серверы используют новые особенности программы Internet Explorer, чтобы дать вам более широкие и быстрые возможности доступа к Web.
Канал – это web-узел, созданный для доставки содержимого из Интернета на ваш компьютер, как при подписке на избранные web-узлы. Для просмотра содержимого вам не придется подписываться – поставщик содержимого каналов предложит вам расписание подписки, или вы настроите собственное расписание. Кроме того, используя каналы, вы будете видеть не только одну web-страницу, но и всю структуру web-узла, что ускорит ваш выбор необходимого для просмотра содержимого.
Активные каналы разработаны таким образом, что вы сможете их просматривать даже в автономном режиме. Например, можно настроить избранные вами активные каналы таким образом, что их загрузка на вашу ПЭВМ будет идти ночью, а днем вы сможете их просматривать без подключения к Интернету.
Современное понятие активного канала включает в себя многие приемы, разработанные в рамках вышеупомянутых новостийных систем. Очевидно, обучение может и должно эффективным образом применяться в рамках активного канала.
Итак, Интернет предоставляет, с одной стороны, громадное информационное поле, содержащее самую разнообразную педагогически ценную информацию, и гипертекст в качестве средства навигации в этом поле, а с другой стороны, различные средства оживления восприятия этой информации: графику, звук, движение.
Уже это показывает значительные преимущества Интернета перед традиционным бумажным учебником. Однако еще большее значение для мотивации обучения имеет интерактивный, диалоговый характер современного гипертекста.
Новые ит в образовании
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
ОБРАЗОВАНИИ
Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него
компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности,
обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное
информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является
компьютеризация образования. В настоящее время становление новой системы образования,
ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство.
Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и
практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в
содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным
техническим возможностям, и способствовать гармоничному вхождению ребенка в
информационное общество. Компьютерные технологии призваны стать не дополнительным
«довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса,
значительно повышающей его эффективность.
Проблема широкого применения компьютерных технологий в сфере образования в
последнее десятилетие вызывает повышенный интерес в представителей педагогической
науки. Большой вклад в решение проблемы компьютерной технологии обучения внесли
российские и зарубежные ученые: Г.Р.Громов, В.И.Гриценко, В.Ф.Шолохович, О.И.Агапова,
О.А.Кривошеев, С.Пейперт, Г.Клейман, Б.Сендов, Б.Хантер и др.
Отметим, что в последние годы термин «информационные технологии» часто
выступает синонимом термина «компьютерные технологии», так как все информационные
технологии в настоящее время так или иначе связаны с применением компьютера. Однако,
термин «информационные технологии» намного шире и включает в себя «компьютерные
технологии» в качестве составляющей. При этом, информационные технологии, основанные
на использование современных компьютерных и сетевых средств, образуют термин
«Современные информационные технологии».
Под информационной технологией понимается процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной и нформации) для
получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления
(информационного продукта).
Если в качестве признака информационных технологий выбрать инструменты, с
помощью которых проводится обработка информации (инструментарий технологии), то
можно выделить следующие этапы ее развития:
1-й этап (до второй половины XIX в.) – «ручная» информационная технология,
инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации
осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш.
Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX в.) – «механическая» технология, оснащенная более
совершенными средствами доставки почты, инструментарий которой составляли: п ишущая
машинка, телефон, диктофон. Основная цель технологии - представление информации в
нужной форме более удобными средствами.
11
3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) – «электрическая» технология, инструментарий
которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение,
электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Основная цель
информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации
на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х гг.) – «электронная» технология, основным
инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе
автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы,
оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.
Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны
информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на
организацию аналитической работы.
5-й этап (с середины 80-х гг.) – «компьютерная» («новая») технология, основным
инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром
стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит
процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия
решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы
анализа и искусственного интеллекта для разных уровней управления, реализуются на
персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на
микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства
бытового, культурного и прочего назначений.
6-й этап – «сетевая технология» (иногда ее считают частью компьютерных
технологий) только устанавливается. Начинают широко использовать ся в различных
областях глобальные и локальные компьютерные сети. Ей предсказывают в ближайшем
будущем бурный рост, обусловленный популярностью ее основателя - глобальной
компьютерной сети Internet.
Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с каждым днем все больше
проникают в различные сферы образовательной деятельности. Этому способствуют, как
внешние факторы, связанные с повсеместной информатизацией общества и необходимостью
соответствующей подготовки специалистов, так и внутренние факторы, свя занные с
распространением в учебных заведениях современной компьютерной техники и
программного обеспечения, принятием государственных и межгосударственных программ
информатизации образования, появлением необходимого опыта информатизации у все
большего количества педагогов. В большинстве случаев использование средств
информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда
учителей школ, а также на эффективность обучения школьников.
С развитием информационных технологий профессиональная деятельность учителя
выходит за рамки классно-урочной системы и активизируется в сети Интернет. Она
представляет собой воспитывающее и обучающее воздействие учителя на ученика
средствами Интернет. В современных условиях расширяются возможности для
самообразования, совершенствования профессиональных качеств самого учителя.
Усиление роли ИКТ в образовании делает необходимым формирование
информационно-коммуникационной компетенции учителей. Умение применять ИКТ для
решения профессиональных проблем и задач в реальных ситуациях педагогической
деятельности способствует реализации личностно-ориентированной парадигмы образования.
Информационно-коммуникационные технологии позволяют собирать, обрабатывать,
хранить, распространять, отображать различного рода информацию и с помощью
электронных средств коммуникации осуществлять взаимодействие людей, территориально
удалѐнных друг от друга. Для профессионального взаимодействия учителей в сети
необходимы знания, умения и навыки использования ИКТ в педагогической деятельности.
Однако профессиональная подготовка педагогических кадров не должна сводиться только к
12
обучению информационным и коммуникационным технологиям, но и к обучению
современным педагогическим технологиям (личностно-ориентированное обучение, метод
проектов, обучение в малых группах и т.д.). Данные технологии дополняют друг друга: через
современные педагогические технологии к современным средствам обучения - ИКТ и
наоборот..
Повышение квалификации учителей средствами дистанционного обучения может
быть организовано на базе ресурсных центров, обладающих высококвалифицированными
педагогическими кадрами. Анализ зарубежного опыта дистанционного обучения,
проведѐнный Е.С. Полат, показывает, что растѐт число университетов, предлагающих услуги
дистанционной формы обучения. Это национальный технологический университет (NTU г.
Форт-Коллинз штат Колорадо), открытый Британский университет, открытый университет
Хаген (Германия), Испанский национальный университет дистанционного образования,
Национальный центр дистанционного образования Франции, центры ДО Финляндии,
Австралии (ACTEIN - Australian Capital Territory Information Network), стран восточной
Азии, Африки и др. В России также, достаточно активно растѐт число вузов, предлагающих
дистанционную форму обучения не только для студентов, но и для дополнительного
профессионального образования (МЭСИ, МИЭМ, Ульяновский государственный
технический университет, РГУ, институт ЮНЕСКО, институты повышения квалификации и
др.).
Новшеством в сфере образования в последние годы стало участие нашей страны в
проектах в области дистанционного обучения. Как известно, лидирующим учебным
заведением в этом направлении является Азербайджанский Государственный
Экономический Университет (АГЭУ). АГЭУ уже с 2001 года, предоставляет своим
студентам факультета переквалификации и повышения квалификации возможность
дистанционно учиться в вузе. В текущем году университет реализует новый проект в этой
сфере совместно с университетом штата Индиана и Ассоциацией Научных и
Образовательных Сетей Азербайджана (AZRENA). Предоставленным грантом
Университетом Индианы предусматривается создание Центра дистанционного обучения
(ЦДО), подготовка кадров АГЭУ в этой области в университете Индианы и предоставление
необходимого программного обеспечения со стороны того же университета. Однако
основной целью проекта является создание и развитие Центра Дистанционного Обучения в
Азербайджане. Планируется, что сертифицированные специалисты -инструкторы центра
будут предоставлять необходимые услуги в сфере дистанционного обучения, проводить
семинары и тренинги по подготовке инструкторов в этой сфере. Его открытие позволит в
дальнейшем другим учебным заведениям также реализовывать проекты в области
дистанционного образования. В дальнейшем планируется внедрение виртуального
образования на большинстве факультетов вуза, а также на отдельным областям
образовательной системы страны.
Расширение образовательного рынка страны за счет экспорта образовательных услуг
своего вузов в страны ближнего и дальнего зарубежья будет способствовать интеграции
системы образования в мировую образовательную систему и росту престижа образования.
Особенности применения комбинированных тсо
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 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;
e) 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 процессе 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 понятии 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 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.
Природосообразностьзаключается 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 существенныe признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме. Принцип доступностиобучения, 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 самодеятельноститакже 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 ситyаций: 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 известны 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 ниx во всех заложены элементы развивающего обучения.
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.
Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием индивидуальных особенностей личности каждого ребенкапо-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.
Специально применительно к ТСО необходимо сказать о таких принципах, как принцип меры и принцип комплексного характера их использования.
Разнообразные и неиссякаемые возможности ТСО и НИТ 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 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 обучении, даже компьютер с его поражающими воображение возможностями, нельзя противопоставить другому, так как каждое из них относительно выигрывают перед остальными лишь в определенныx учебных ситуациях, при решении определенных дидактическиx 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 поредством 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 средствамиобучения. 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 материала, формам и методам организации труда преподавателя и учащихся, материально-техническим условиям и возможностям.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 ТС, 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.
Дидактические возможности обучающих, так же как и контролирующих технических средств обучения (ТСО), определяются степенью совершенства программ, которые в них реализуются. Программа и ТСО органически взаимосвязаны и дополняют друг друга. Какими бы совершенными ни были ТСО, без соответствующей программы, разработанной на основе принципов теории обучения и с учётом достижений в области изучаемого предмета, они утрачивают свою ценность в дидактическом плане и становятся малоэффективными при контроле знаний. В то же время любая совершенная обучающая программа требует для своей реализации устройства с высокими техническими данными. [1, с.233] Наиболее полно требованиям, предъявляемым к ТСО, удовлетворяют автоматизированные обучающие системы (АОС). АОС -- функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. АОС дают возможность использовать быстродействие ЭВМ, её способность хранить большое количество информации, логической возможности, дистанционный доступ к информационным массивам, возможность накапливать и обрабатывать статистический материал об учебном процессе с требуемым уровнем обобщения. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых -- индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей. Оснащение учебного рабочего места устройством отображения информации на электроннолучевой трубке (дисплеем) позволяет организовать диалог с ЭВМ, близкий к естественной форме общения учащихся с преподавателем.
Комплексное использование ТСО всех видов создаёт условия для решения основной задачи обучения -- улучшения качества подготовки специалистов в соответствии с требованиями современного научно-технического прогресса.
Методика применения ТСО
 





№
Название
Назначения
Недостатки
Применение
 
1
Плакаты и макеты, статичные и действующие
Иллюстрация, включение зрения в процесс усвоения
Неэффективность при изучении и взаимосвязи, ограниченность показа
В качестве наглядной иллюстрации при изучении и контроле несложных процессов и явлений
 
2
Эпидиаскопы, диафильмоскопы, слайдоскопы
Крупное изображение на экране, статичное
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации иллюстраций из книг, журналов схем и т.д.
 
3
Немой учебный кинофрагмент.
Крупное динамическое изображение на экране.
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации действующих машин и агрегатов в работе.
 
4
Магнитофонная запись
При частой повторяемости учебной информации
Не « работают» зрительные рецепторы.
В небольших аудиториях.
 
5
Звуковой фильм,
мультимедийные технологии
Крупное динамическое изображение на экране.
Сильно отвлекающее воздействие, длительность, трудность переключения, необходимость обслуживания.
В больших аудиториях показа в действии связей машин.
 
 
 
 
 
 
 
 
Гигиенические нормы и требования безопасности с тсо в оу
Общие правила безопасности при использовании компьютерной техники
Применяя технические средства в школе, необходимо строго руководствоваться санитарно-гигиеническими нормами и правилами безопасности. Современные технические устройства, как правило, сложная техника, требующая соблюдения определенных инструкций. Каждое покупаемое техническое устройство должно иметь инструкцию на русском языке.
Существует очень много схожих между собой технических устройств. Выбор устройства, оптимально подходящего для решения конкретной задачи, обычно очень сложное дело. Надо научиться правильно использовать консультации специалистов.
Вся компьютерная техника питается электротоком напряжением 220 В, которое опасно для жизни человека. Поэтому все лица, допущенные к работе с компьютерной техникой, должны пройти инструктаж по технике безопасности и соблюдать следующие правила:
1. Работать только на исправной компьютерной технике.
2. Знать блок-схему используемой компьютерной техники и правила её эксплуатации, порядок включения, выключения и заземления аппарата.
3. Перед включением общего электропитания проверить исходное положение всех выключателей, розеток и вилок и выключить их.
4. Запретить разборку аппарата компьютерной техники учащимися.
5. При работе с компьютерной техникой пользоваться только внешними элементами управления.
6. В случае замыкания (появления искр, запаха гари) - отключить электропитание.
7. Замену деталей электроаппаратуры и ее ремонт проводить при выключенных источниках питания.
8. Запрещается определять наличие напряжения путем прикосновения руками к токоведущим деталям аппаратуры.
9. Нельзя менять и ставить предохранители на электроаппаратуру, находящуюся под напряжением.
10. Соединительные провода автотрансформатора с сетью и усилителя с громкоговорителем не должны находиться па пути выхода зрителей.
11. Запрещается использовать воду и пенные огнетушители для тушения загоревшейся электроаппаратуры, так как эти средства являются проводниками тока и, следовательно, могут привести к короткому замыканию и поражению током человека, производящего тушение.
12. Во избежание ожогов нельзя прикасаться к проекционным и радиолампам в течение 10 мин после их выключения.
13. Не разрешается касаться деталей аппаратуры во время её работы.
14. Нельзя включать в сеть аппараты со снятыми фальшпанелями, задними крышками. Это открывает доступ к деталям, находящимся под высоким напряжением, достигающим в телевизорах и дисплеях ЭВМ величины до 12000-25000В. Снятие надолго крышек с аппаратов приводит их к загрязнению, вызывающему нарушение нормальной работы электрических частей устройств.
15. Нельзя пользоваться аппаратами, у которых не работает вентилятор, ибо это может привести к перегоранию или более серьезным неисправностям.
16. При замене проекционной лампы аппарат следует отключить от сети и подождать, пока лампа остынет.
17. Устанавливать новую лампу можно только специальным пинцетом, чтобы не оставлять отпечатков пальцев на колбе, что может вызвать разрушение колбы и преждевременный выход ее из строя.
18. В диапроекторах, снабженных пультами дистанционного управления, используют диапозитивы только в пластмассовых рамках.
19. В разных странах приняты разные стандарты на напряжение в сети и форму розетки. В нашей стране в качестве стандарта принято напряжение 220 В частотой 50 Гц. Перед подключением к розетке нового электрического прибора необходимо проверить, на какое напряжение он рассчитан.
Информация об этом должна содержаться на корпусе прибора и в инструкции к нему. Иногда указывается не точное напряжение, а пределы, в которых оно может находиться (например, 210-230 В). На импортных приборах можно встретить обозначение напряжения латинской буквой V (например, 220V). Существуют и устройства, которые работают практически при любом напряжении в сети. В нашей стране до сих пор еще широко распространены розетки, имеющие два контакта, без третьего - заземляющего. Но постепенно все чаще используются так называемые европейские розетки. В них контакты провода заземления расположены по бокам вилки. Такими электрическими шнурами комплектуются практически все компьютеры. В продаже существуют и специальные переходники, позволяющие подключить европейскую вилку к российской розетке, но такой переходник не имеет контактов с проводом заземления, что может стать источником дополнительной опасности. Часто металлические корпуса приборов, не соединенных с проводом заземления, находятся под напряжением, и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током. Особенно это опасно в том случае, когда рядом, кроме, электрического прибора, например компьютера, находятся трубы отопления или водопровода. Даже мощный и качественный тройник может быть не слишком надежным способом соединения: расшатывается крепление розетки, из-за ненадежной фиксации в гнезде возможно искрение контактов, перегрев и, как следствие, пожар. Для подключения мощных потребителей тока лучше использовать удлинитель, отвечающий европейским требованиям безопасности (1 класс защиты, 10/16А, 2200 Вт, наличие третьего заземляющего провода). Вилка такого удлинителя должна быть литой, с боковыми заземляющими контактами, провод - трехжильным с надежной изоляцией, розетка и корпус изготовлены из негорючих материалов. При покупке надо проверить, насколько прочно закреплен шнур в корпусе удлинителя, и убедиться, что розетки имеют специальные выступы, исключавшие возможность подключения обычных «советских» штепселей, чьи контакты тоньше, чем у европейских. Подбирать длину удлинителя нужно максимально точно: при работе шнур должен быть размотан полностью, но не болтаться под ногами. Выбирать прибор нужно с учетом суммарной мощности подсоединяемых к нему устройств, помня при этом, что стандартная российская электросеть, в которую будет включен удлинитель, предусматривает нагрузку не более 6,3 А (мощность до 1200 Вт) на одну розетку. Необходимо проверить надежность контактов розеток, отсутствие на корпусе выступающих металлических деталей, наличие приспособлений, обеспечивающих устойчивость на гладкой поверхности, и сертификат Росстандарта. Шнур удлинителя уложите вдоль стены или прикрепите к плинтусу, корпус поставьте так, чтобы он не касался мебели и хорошо проветривался. Для подключения сложной техники (компьютеры, музыкальные центры, телевизоры и видеомагнитофоны) лучше использовать удлинитель с выключателем, термоограничителем по току, фильтром защиты от высокочастотных помех и защитой от «выбросов» напряжения. В электрической сети могут возникать определенные нарушения: резкая смена напряжения, внезапные отключения и т.п. Для того, чтобы уменьшить влияние кратковременных нарушений, используют специальные устройства - сетевые фильтры, недорогие, но позволяющие спасти от выхода из строя дорогостоящую аппаратуру. По внешнему виду сетевой фильтр обычно очень похож на обыкновенный удлинитель с выключателем. Его необходимо использовать в том случае, если в электрической сети часто происходят кратковременные нарушения. Сетевые фильтры рассчитаны на определенную мощность подключаемых к ним устройств. Подбирая фильтр, необходимо знать предполагаемую суммарную мощность подключаемых к нему устройств. Сетевые фильтры спасают только от кратковременных нарушений питания. При отключении электричества на несколько секунд или минут они не помогут. В этом случае надо применять устройства бесперебойного питания - сетевые адаптеры. Они позволяют работать несколько минут после отключения электричества, что очень важно при работе с компьютерами. Часто сетевой адаптер не входит в комплект устройства, а продается отдельно. Для работы с устройствами лучше всего использовать адаптеры либо прилагаемые к ним, либо рекомендуемые фирмами-производителями. О таких рекомендациях можно прочитать в инструкциях к прибору или узнать у продавца-консультанта. Можно подобрать адаптер и самостоятельно, зная только необходимое напряжение. Разъемы для подключения сетевых адаптеров у большинства устройств одинаковые. Однако сетевой адаптер - довольно сложное устройство, и кроме входного (к какой сети подключать) и выходного (какое напряжение будет подаваться к устройству) напряжений есть еще много других важных характеристик. Так, электрический ток бывает переменным и постоянным, и, чтобы используемый аппарат не перегорел, обязательно надо выяснить, от какого тока он работает. У любого сетевого адаптера есть два параметра: 1) входное напряжение input показывает, какое напряжение должно быть подано на адаптер; 2) выходное напряжение output показывает, источником какого напряжения является адаптер.
О том, что все электроприборы должны иметь заземление, уже упоминалось. Остановимся на этом несколько подробнее.
Заземлением называют преднамеренное соединение частей электроустановки с заземляющим устройством - заземлителем и заземляющими проводниками. Заземление металлических частей технических средств обучения, электроустановок и оборудования, которые обычно не находятся под напряжением, называют защитным. Защитное заземление устанавливают для предотвращения ударов током. Если же будет обнаружено, что корпус устройства находится под напряжением (оно называется напряжением прикосновения), то пользоваться приборами нельзя даже при наличии заземления. Заземлители бывают естественные и искусственные. К первым относятся металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, а также проложенные в земле неизолированные металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и взрывчатых газов. Категорически запрещается использовать для заземления электрических приборов и компьютерной техники батареи отопления или водопроводные трубы ввиду низкого качества этих трубопроводов как заземляющих устройств.
В качестве искусственных заземлителей обычно применяют запитые в землю стальные трубы, уголковую сталь, металлические стержни.
Заземление в образовательных учреждениях должно осуществляться только специалистами.
Каждому учителю надо не только хорошо знать и соблюдать правила эксплуатации всевозможных электрических установок, но и уметь правильно оказать первую помощь пострадавшему от элетрического тока.
Оказание первой помощи при поражении электрическим током
Учащегося, попавшего под напряжение, надо немедленно освободить от действия электрического тока. Для этого отключают потребитель электрического тока с помощью ближайшего штепсельного разъема, выключателя (рубильника) или путем вывертывания пробок (плавких предохранителей) на щитке.
Если выключатель находится слишком далеко от места происшествия, перерезают или перерубают провода (каждый отдельно) топором или другим режущим инструментом с сухой рукояткой из изолирующего материала. Если рукоятка металлическая, то во избежание контакта оказывающего помощь с цепью электрического тока ее надо обернуть чистой сухой шелковой, шерстяной, хлопчатобумажной или прорезиненной тканью.
Если невозможно быстро разорвать цепь электрического тока, то надо оттащить пострадавшего от провода или же отбросить от него оборвавшийся конец провода сухой палкой или другим предметом из изоляционного материала. Пострадавший сам при этом является проводником электрического тока, поэтому следует соблюдать меры предосторожности. Для этого надо надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой тканью, подложить под ноги изолирующий предмет (резиновый коврик, сухую доску или в крайнем случае свернутую сухую одежду). Отделяют пострадавшего от провода за концы его одежды, не прикасаясь к открытым частям тела. Делать это рекомендуется одной рукой.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока надо немедленно оказать первую помощь. Чтобы определить, в каком состоянии находится пострадавший, необходимо сразу же уложить его на спину, расстегнуть одежду, проверить по подъему грудной клетки его дыхание, наличие пульса (на лучевой артерии у запястья или сонной артерии на шее), а также состояние глазного зрачка (узкий или широкий). Широкий неподвижный зрачок указывает на отсутствие кровообращения в мозгу.
Определить состояние пострадавшего надо быстро - в течение 15-20 с. Если он в сознании, но до того был в обмороке или продолжительное время находился под действием электрического тока, то ему необходимо обеспечить полный покой до прибытия врача и дальнейшее наблюдение в течение 2-3 ч. Если нельзя быстро вызвать врача, надо срочно любым способом доставить пострадавшего в лечебное учреждение при помощи транспортных средств или носилок.
При тяжелом состоянии или отсутствии сознания необходимо вызвать «скорую помощь» на место происшествия. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться: отсутствие тяжелых симптомов после поражения не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но дышит, его надо удобно уложить, создать приток свежего воздуха, растирать и согревать тело. При очень редком и поверхностном или, наоборот, судорожном, как у умирающего, дыхании пострадавшему надо немедленно делать искусственное дыхание. Даже при отсутствии признаков жизни (дыхания, сердцебиения, пульса) нельзя считать пострадавшего мертвым. Смерть в первые минуты после поражения - кажущаяся. Пострадавшему может угрожать наступление действительной смерти в том случае, если ему немедленно не будет оказана помощь в виде искусственного дыхания с одновременным массажем сердца.
При правильном проведении искусственного дыхания и наружного массажа сердца у пострадавшего появляются следующие признаки оживления: улучшается цвет лица - оно приобретает розовый оттенок вместо серо-землистого с синеватым оттенком, который был до оказания помощи, появляются самостоятельные дыхательные движения, становящиеся все более и более равномерными по мере продолжения действий по оживлению, сужаются зрачки.
Меры по оживлению пострадавшего надо проводить непрерывно до тех пор, пока не будут достигнуты положительные результаты или не прибудет врач.
При поражении электрическим током пострадавшего ни в коем случае нельзя зарывать в землю, ибо это принесет ему только вред.
Правила противопожарной безопасности
Вработе с техническими средствами должны выполняться «Типовые правила пожарной безопасности для школ, школ-интернатов, детских домов, дошкольных и других учебно-воспитательных учреждений». Ответственность за противопожарное состояние учебно-воспитательных учреждений возложена на руководителей этих учреждений, но это не освобождает всех остальных работников от их знания и неукоснительного исполнения этих правил. Всем учителям надо знать следующие требования пожарной безопасности:
1) помещение, предназначенное для использования технических средств, должно располагаться на первом этаже. Использование техники на других этажах разрешается при наличии несгораемого перекрытия и двух выходов с этажа на лестничные клетки;
2) во время демонстрации в классной комнате или учебном кабинете разрешается присутствие учащихся не более одной группы;
3) проектор не должен устанавливаться у выхода из класса или аудитории;
4) к работе на аппаратуре допускаются только лица, имеющие соответствующую квалификацию;
5) электропроводка в помещении, где используют технические средства, должна быть постоянного исполнения и отвечать требованиям устройства электроустановок. Подключение к электропроводке допускается только исправными электрическими проводами при помощи штепсельных розеток и вилок;
6) аппаратура должна быть соединена между собой соответствующими винтами и обязательно заземлена;
7) провода, соединяющие технические устройства, не должны пересекать пути эвакуации учащихся.
Правила пожарной безопасности необходимо соблюдать и при использовании в учебно-воспитательном процессе любых технических средств.
После окончания просмотра следует обязательно отключить аппарат от электрической сети, ибо в результате перенапряжений часто происходит короткое замыкание и самовозгорание телевизора. Для учебных учреждений следует приобретать только пожаробезопасную технику.
Во всех случаях возникновения пожара в классе или учебном кабинете учитель обязан выключить аппаратуру, дать свет в классную комнату или учебный кабинет, принять немедленные меры к предотвращению паники среди учащихся и к их эвакуации из этого помещения, сообщить о пожаре в ближайшую пожарную часть и приступить к тушению пожара имеющимися противопожарными средствами.
При возникновении пожара его надо тушить с помощью первичных средств, к которым относятся вода, песок, противопожарная ткань, ручные химические огнетушители (пенные, воздушно-пенные, углекислотные, бромэтиловые, порошковые) и противопожарный инвентарь.
Наряду с правилами противопожарной и технической безопасности при использовании компьютерной техники надо учитывать санитарно-гигиенические нормы.
Санитарно-гигиенические нормы при использовании компьютеров
Важным моментом для использования компьютерной техники являются выбор, подготовка и оборудование соответствующих учебных помещений.
С любого места классной комнаты учащиеся должны достаточно хорошо и разборчиво слышать преподавателя, видеть все, что он демонстрирует. Демонстрация изображений проходит наилучшим образом, если ширина аудитории равна 0,6 ее длины, высота 0,4 длины. Эти параметры важно учитывать для получения хорошей акустики и уменьшения возможной реверберации звучания, особенно в больших (на 200 человек и более) аудиториях.
Кабинет или класс с компьютерной техникой целесообразно располагать на северной или северо-западной стороне, куда не попадают прямые солнечные лучи, с окнами на одной стороне для облегчения автоматического зашторивания.
Помещение должно отвечать также и правилам техники пожаробезопасности. Для этого лучше иметь две двери, открывающиеся наружу. Первый ряд стульев для учащихся следует располагать на расстоянии 1,5-кратной ширины экрана.
Немаловажную роль в общих требованиях к помещению играет и цветовая окраска стен. Не следует окрашивать их в яркие тона, желательно подбирать цвета холодных тонов (голубые, светло-серые, зеленоватые); при этом стенку, на которой установлен экран, окрашивают более темным цветом.
Для оборудования помещений экранами при таком варианте используют диффузно-рассеивающие материалы из бело-матового пластика с коэффициентом отражения 0,76-0,8.
Оптическое расстояние аппаратуры до экрана выбирают в зависимости от необходимой ширины изображения, которая для нормальных условий восприятия должна равняться 0,2 длины помещения.
Расстояние от экрана до первого ряда зрителей зависит от мощности аппарата и размера экрана. При значительных размерах экрана педагог имеет возможность устанавливать проектор на большом расстоянии, увеличивая изображение. Это в свою очередь позволяет удобно располагать перед экраном 25-30 чел.
Размер изображения рассчитывается следующим образом: для определения его ширины длина групповой комнаты делится на 5, например 8 м:5 = 1,6 м. Высота экрана от пола при демонстрации должна составлять 1,1-1,5 м. Нельзя допускать проекцию изображения на стену или бумагу, так как это значительно ухудшает его качество и отрицательно сказывается на зрении детей.
 В гигиеническом отношении важен и такой фактор, как степень утомления учащихся к моменту просмотра. Рекомендуется, чтобы до уроков с применением компьютерной техники или вслед за ними проводились занятия, не выпивающие значительного напряжения внимания и зрения. Общее число учебных передач не должно превышать 4-8 часов в неделю.
Затемнение окон шторами способствует повышению температуры воздуха и увеличению его влажности, возрастает концентрация углекислого газа, поэтому необходимо соблюдать воздушный режим и помещениях, обеспечивать эффективное проветривание перед началом занятия и после его окончания.
Длительность применения компьютеров для учащихся младших классов допустима в пределах 12-15 мин. Если при этом используется музыка, то время увеличивается до 20 мин. Для учащихся среднего и старшего возраста норма составляет 25-30 мин.
Длительность применения компьютеров во многом определяется характером учебного предмета.
Наблюдения за эффективностью уроков с применением компьютерной техники показывают, что при правильной организации работы учащиеся хорошо усваивают учебный материал. Но для сохранения высокой работоспособности учащихся и обеспечения эффективности использования компьютерной техники необходимо также, как и при проведении урока вообще, своевременно менять методы и приемы учебной работы. При однообразной структуре урока, несмотря на интересную передачу, учащиеся быстро устают, так как утомительно в продолжение всего урока заниматься одним и тем же видом деятельности: только смотреть, только слушать или только писать. Даже старшеклассники не обладают еще достаточными навыками слушать и записывать лекции без обратной связи с педагогом.
Компьютер желательно применять через 5-10 мин после начала урока.
Важное значение имеет и дозировка уроков с применением компьютерной техники. В течение недели количество таких уроков для учащихся младших классов не должно превышать 3-4, старших классов - 4-6. Обязательным минимумом в течение учебного года для всех учащихся можно считать 136 ч, а максимумом (для профильных школ, оснащенных современной техникой) - 442 ч.
При составлении расписания уроков необходимо предусмотреть, чтобы уроки с использованием экрана не шли один за другим, вслед за занятиями с применением компьютерной техники не ставились уроки изобразительного искусства, черчения, труда, т. е. тех дисциплин, которые связаны со значительным зрительным напряжением, потому что у учащихся после уроков с применением экранных пособий значительно снижаются работоспособность, учебная активность.
Психофизиологические особенности обучающихся (быстрая утомляемость, недостаточное произвольное внимание) определяют высокие требования к организации занятий с использованием компьютерной техники.
Необходимо учитывать, что большой объем информации и ее эмоциональная окрашенность увеличивают напряжение, ускоряют темп работы (дети практически не отвлекаются), в результате возрастает нагрузка на зрительный и слуховой анализаторы. Поэтому не следует злоупотреблять использованием компьютерной техники, необходимо чередовать различные методы и приемы работы.
Для сохранения у дошкольников высокого уровня внимания и работоспособности надо правильно определять продолжительность просмотра или прослушивания. Так, повторное включение проектора на занятиях следует производить с интервалами в 5-7 мин. Повышается уровень внимания и восприятия детей, если подобрать к звукозаписям зрительный материал: кадры из фильмов, фотографии, репродукции и т.п. В расписании дня целесообразно сочетать занятия с применением экранных пособий с музыкальными или физкультурными, но не прослушивать звукозаписи после музыкальных занятий.
От затемнения помещения зависит контрастность изображения. Однако полное затемнение резко снижает качественный показатель занятия. Недопустимо частое включение и выключение освещения, что отрицательно влияет на зрение и психическое состояние обучающихся. Целесообразно предусмотреть частичное затемнение окон, расположенных непосредственно у экрана, а не затемнять аудиторию полностью.
Существует несколько вариантов затемнения окон: вертикальное, горизонтальное (эти способы наиболее часто встречаются в учебных заведениях), зенитное зашторивание и установка жалюзи и межоконных рамах. Применяя схему с экранами на просвет, в классе устанавливают декоративные шторы, предотвращающие доступ прямых солнечных лучей.
В вечернее время частичное затемнение создается светильниками, которые разбиты на две группы и включаются как с пульта, так и выключателями, расположенными при входе в аудиторию. Во время демонстрации группу светильников, расположенных у экрана, выключают. Иногда в классах устанавливают на боковых стенах бра со щитками со стороны экрана.
Управление аппаратурой и вспомогательным оборудованием учитель осуществляет с помощью ассистента или дистанционно. Второй вариант более приемлем: он дает преподавателю свободу и оперативность в пользовании аудиовизуальной техникой.
Разрабатывая пульт дистанционного управления, нужно исходить из следующих требований: дистанционным управлением необходимо охватить всю или, по крайней мере, большинство установленной аппаратуры; управление оборудованием аудитории должно быть связано с минимальным количеством операций; в пульте надо установить устройства, задающие программу выполнения операций по управлению аппаратурой и предотвращающие ее выход из строя. В случае полного затемнения класса предусматривают подсветку пульта и текста.
Очень удобно при оборудовании классов устанавливать однотипные пульты управления во всех комплексах. Приходя в разные классы, преподаватель не должен изучать новый пульт, это оградит его от возможных ошибок во время демонстрации.
Перед работой учащихся на ЭВМ следует ознакомить их с правилами работы в кабинете вычислительной техники, с требованиями безопасности и гигиены труда. Взаимодействие обучаемых с компьютерами влияет на их психофизиологическое состояние. Увеличивается частота сокращений сердечной мышцы (более чем и два раза по сравнению с безмашинным обучением). Постоянная статическая нагрузка при работе с дисплеями, неподвижность рабочей позы приводят к болям в мышцах рук, шеи, плеч и спины нарушениям опорно-двигательного аппарата. Развивается умственное утомление, изменяется мозговое кровообращение. Высокие умственные и психоэмоциональные перегрузки наблюдаются, по данным разных авторов, у 15-70% учащихся, работающих на компьютере, причем у интравертов напряженность больше, по сравнению с экстравертами. У учащихся с замедленным протеканием нервных процессов чаще возникает тревожно-напряженное состояние из-за недостатка отводимого на выполнение работы времени. Следовательно, необходима строгая временная дозировка работы с компьютером: чередование периодов работы с отдыхом, просмотром или прослушиванием блоков психологической разрядки, имеющихся в обучающих программах, а лучше прекращение работы с компьютером на определенное время и выполнение специальных упражнений для снятия утомления и напряжения.
Для физического и психического здоровья детей важны интеллектуальная ценность используемых программ, качество применяемой аппаратуры, рациональность режима работы, стиль преподавания, содержание и формы обучения.
Не всегда учащиеся положительно настроены на работу с компьютером. На начальных этапах возможно появление тревожного чувства, связанного с новизной ситуации, страхом не справиться со сложной и незнакомой техникой или с желанием как можно быстрее освоить ее. Иногда потеря интереса к работе с ЭВМ может быть исвязана с преувеличением ожиданий, когда ребенок думает, что машина все за него решит и сделает.
Информатизация образования
Информатизация образования как деятельность (задачи и проблемы)
Термин «информация» из журналистского превратился в один из наиболее часто употребляемых в настоящее время терминов в науке, технике и быту. Это обусловлено, в частности, тем, что понятия «информация» и «знания» очень близки, а знания, осведомленность играют сегодня очень важную роль в жизни как отдельного человека так и общества в целом. Быстрое увеличение объема циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней. Умения работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Истоком интереса к феномену информации послужил кризис европейской науки, которая первоначально исходила из положения, что материя есть пассивное, инертное начало, которое можно беспрепятственно изучать и преобразовывать. Со временем стало ясно, что преобразовательская деятельность, даже при достаточном количестве энергии, имеет свои ограничения. После взрыва атомной бомбы человечество особенно серьезно задумалось о том, что его действия могут иметь непредсказуемые последствия.
Постепенно пришло научное осознание факта (который на уровне религиозных воззрений был известен в глубокой древности), что каждый предмет, явление, событие имеет какой вполне определенный смысл в общей картине мироздания. Поэтому одной из главных задач современной науки стало выяснение смысловых или, иначе говоря, семантических свойств материи. Причем, большинство ученых склоняются к мысли, что в наибольшей степени семантическое свойство материи отождествляется с информацией. Другими словами, информация как философская категория отражает семантические свойства материи наряду с его энергетическим свойством.
Одна из жизненных целей человека – получить как можно больше знаний, приобщиться к культуре разных народов, то есть, в конечном счете, освоить как можно больше информации. Обращение к сути объектов, в частности, в период обучения, не прихоть, не дань традиции, а безальтернативный способ удержать цивилизацию от разрушения. И чем скорее это будет осознано, тем с меньшими потерями будет достигнуто.
Слова французского дипломата Э. Талейрана «Кто владеет информацией – владеет миром» стали сегодня не только политическим, но в большей мере экономическим, социально-образовательным лозунгом.
Исторический процесс информатизации общества точно описывается с помощью последовательности информационных революций, связанных с появлением новых, для своего времени, технологий.
Информационная революция заключается в изменении способов и инструментов сбора, обработки, хранения и передачи информации, приводящим к увеличению объёма информации, доступной активной части населения. Таких революций шесть. Первая информационная революция заключается в появлении языка и членораздельной человеческой речи. Вторая информационная революция связана с изобретением письменности. Это изобретение позволило не только обеспечить сохранность уже накопленной человеческим обществом информации, но и повысить её достоверность, создать условия для более широкого, чем ранее, распространения информации. Третья информационная революция порождена изобретением в XV веке книгопечатания, которое многие считают одной из первых информационных технологий. Появление и развитие печатных средств массовой информации, таких как газеты и журналы, явилось результатом третьей информационной революции. Четвертая информационная революция началась в ХIХ веке. Тогда были изобретены такие средства передачи и распространения информации как телеграф, телефон, радио и телевидение. Пятая информационная революция произошла в середине XX века, когда человечество стало активно использовать вычислительную технику. Применение ЭВМ для обработки научной информации кардинальным образом изменило возможности человека по активной и эффективной обработке информации. Впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для повышения производительности интеллектуального труда. Сегодня мы являемся свидетелями шестой информационной революции, связанной с появлением глобальных телекоммуникационных компьютерных сетей и их интеграцией с технологиями мультимедиа и виртуальной реальности.
Шесть революций изменили общество. Налицо развитие и распространение информации и информационных технологий, что позволяет говорить о наличии процессов информатизации. Информатизация оказывает революционное воздействие на все сферы жизнедеятельности общества, кардинально изменяет условия жизни и деятельности людей, их культуру, стереотип поведения, образ мыслей.
Очевидный прогресс в области информационных технологий повлек за собой появление в научных и научно-популярных изданиях термина «информационное общество». Некоторые ученые под информационным понимают общество, в котором главным продуктом производства являются знания. Использование такого показателя как количество накопленных человечеством знаний в качестве критерия для присвоения обществу статуса информационного общества оправдано, поскольку по некоторым оценкам, с начала нашей эры первое удвоение накопленных человечеством знаний произошло к 1750 году, второе – к началу ХХ века, третье – уже к 1950 году. Начиная с 1950 года, общий объем знаний в мире удваивался каждые 10 лет, с 1970 года – каждые 5 лет, а с 1991 года – ежегодно. Это означает, что на сегодняшний день объем знаний в мире увеличился более чем в 250 тысяч раз.
История формирования информационного общества содержит в себе историю зарождения и развития новых видов человеческой деятельности, связанных с информатизацией. За последние годы в обществе появились специализированные профессиональные группы людей, связанные с обслуживанием компьютерной техники и процессов обработки информации (операторы, программисты, системные аналитики, проектировщики и т.п.), оказанием консультативных, научно-информационных и других услуг подобного рода. Очевидно, что возникновение новых научных и профессиональных направлений требует специализированной системы подготовки кадров, в которой не только содержание, но и методы и средства обучения должны соответствовать реалиям соответствующего этапа информатизации общества.
Задачам информатизации общества и всех его сфер, к числу которых относится и образование, уделяется повышенное внимание государства. Необходимость системного государственного подхода к процессу развития информатизации общества начало осознаваться в начале 90-х годов прошлого века.
Относительно широкое определение понятия «информатизация» дал в своих публикациях академик А.П. Ершов. Он писал, что «информатизация – это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности». При этом А.П. Ершов подчеркивал, что информация становится «стратегическим ресурсом общества в целом, во многом обусловливающим его способность к успешному развитию». В то же время, по заключению ЮНЕСКО, информатизация – это широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации, обеспечивающей систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, и их использование обществом для текущего управления и дальнейшего совершенствования и развития.
Очевидно, что с одной стороны оба указанных определения не противоречат друг другу, и, с другой стороны, определяют, в том числе и информатизацию сферы образования, являющейся одной из областей деятельности человека.
Информатизация образования представляет собой область научно-практической деятельности человека, направленной на применение технологий и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации, обеспечивающее систематизацию имеющихся и формирование новых знаний в сфере образования для достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания.
Внедрение информационных технологий в различные области современной системы образования принимает все более масштабный и комплексный характер. При этом важно понимать, что информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей. Первая из них заключается в повышении эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Вторая – в повышении качества подготовки специалистов с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.
Исторически информатизация образования осуществляется по двум основным направлениям: управляемому и неуправляемому.
Управляемая информатизация образования имеет характер организованного процесса и поддерживается материальными ресурсами. В ее основе лежат обоснованные общепризнанные концепции и программы.
Неуправляемая информатизация образования реализуется снизу по инициативе работников системы образования и охватывает наиболее актуальные сферы образовательной деятельности и предметные области
Как известно, министерством образования и науки Республики Казахстан ведется работа по компьютеризации школ, подключению их к Интернету и телефонизации. В настоящее время обеспеченность компьютерной техникой организаций среднего общего образования составляет 21 учащийся на 1 компьютер с учетом мультимедийных кабинетов, в сельской школе – 20. К сети Интернет подключено 96% общеобразовательных школ, в том числе сельских – 97%.
В Послании Президента народу Казахстана «Новый Казахстан в новом мире» подчеркнуто: «Мы должны добиться предоставления качественных услуг образования по всей стране на уровне мировых стандартов. ...Развивать практику обучения в режиме он-лайн..., предусмотреть создание системы специальных классов естественно-научного профиля».
С 2007 года в учебный процесс организаций образования внедряется система «он-лайн обучения». Программа представляет собой комплекс из пяти интерактивных предметных кабинетов, два из которых являются универсальными. В них могут проводиться уроки математики, истории, географии, астрономии, а также три предметных кабинета естественно-научного цикла по физике, химии и биологии. Они оснащены специальным компьютеризированным лабораторным оборудованием, позволяющим проводить эксперименты и демонстрации по программе средней школы, получать и обрабатывать их результаты в цифровом виде на компьютере учителя. Мобильный компьютерный класс представляет собой «класс на колесах», оборудованный компьютером учителя, 14-ю компьютерами учеников и точкой беспроводного доступа, что позволяет быстро и легко разворачиваться в любом помещении в локальную беспроводную сеть.
Вместе с тем, надо иметь в виду, что информатизация – это не только компьютеры и все, что с ними связано! Это насыщение образования информацией, источниками и информационными технологиями. В этих понятиях компьютеры не фигурируют! Поступление новых бумажных книг в библиотеку школы – это тоже информатизация. Поэтому и средства не всегда компьютерные. В слове информатизация не «зашито» компьютеризация. Информатизация – шире. Во-вторых, большая ошибка считать информатизацию образования только лишь процессом. Процесс может идти и стихийно, и не всегда приводить к цели. Процессу невозможно научить. Правильнее под информатизацией понимать деятельность человека, целенаправленную деятельность, т.е. придерживаться вышеприведенного нами определение информатизации образования. Тогда ей можно учить педагогов. Люди должны быть частью такой деятельности и от них все зависит.
Существует две основные проблемы, тормозящие информатизацию: неготовность педагогов к работе с использованием средств информатизации и низкое качество содержательного наполнения, несвязность, несоответствие методическим системам обучения образовательных информационных ресурсов. Обратите внимание, что отсутствие компьютеров, Интернета и т.п. – это не проблема на самом деле. Выделят деньги и компьютеры купятся, проблема будет решена. Но сколько случаев, когда компьютеры и сети есть, а с ними не знают что делать (не умеют и нет ресурсов). Речь идет не о том, что не умеют «кнопки нажимать» – этому научиться несложно – курсы, книги и т.п. А вот как учить с использованием средств информатизации, чтобы эффективность обучения повышалась – вот это проблема! Этого почти никто из педагогов не знает, хотя пользоваться компьютером могут.
Информатизации образования как деятельности надо учить и настоящих, и будущих педагогов. Все, без исключения, студенты педагогических вузов (математики, информатики, историки, литераторы и др.) должны пройти подготовку в области информатизации образования. В педвузах! Как учат методике, так надо учить и информатизации образования.
Информатизация образования – это не только информатизация обучения. Это информатизация учебной деятельности, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной деятельности и процессов воспитания, научно-исследовательской и научно-методической деятельности, а также организационно-управленческой деятельности. Все это должно информатизироваться взаимосвязано и параллельно, без перекосов.
Ресурсы и технологии должны проходить комплексную экспертизу качества. Их использование должно быть не по принципу – чем больше, тем лучше, а в ответ на потребности системы образования, там, где они на самом деле дадут эффект. Не должно быть как сейчас – разрабатывается ресурс, а никто не задумывается, где и как он будет использоваться, нужен ли он. Нате вам ресурс, и сами придумывайте как им пользоваться. Надо сначала построить или понять методическую систему обучения школьников, в том числе методику обучения, потом выявить потребности в ресурсах, потом только делать эти ресурсы с учетом всего перечисленного.
Производство и накопление различных информационных ресурсов и технологий для учебных заведений порождает целый ряд проблем педагогического характера. Прежде всего, следует отметить очевидное отсутствие какой-либо системы в разработке, накоплении и практическом использовании разрозненных информационных ресурсов педагогического назначения. Как правило, подобные средства никак не связаны между собой и неоправданно дублируют одну и ту же информацию, что очень часто приводит к содержательным и методологическим коллизиям. Средства информатизации, используемые в рамках одного учебного заведения, требуют принципиально различных методических и технологических подходов, накладывают существенные требования на знания и умения обучаемых, что отрицательно сказывается на эффективности учебного процесса.
Еще одной проблемой, связанной с хаотичностью разработки и использования информационных технологий и ресурсов в учебном заведении, является практическая невозможность универсальной подготовки педагогических кадров, способных комплексно использовать преимущества информационных технологий в учебной, внеучебной и организационно-педагогической деятельности.
Эти и другие проблемы характерны для любого учебного заведения. В этой связи Казахский национальный педагогический университет имени Абая не является исключением. В связи с этим в КазНПУ им. Абая создается Концепция, на основании положений которой можно было бы объединить в одну унифицированную систему информационные ресурсы и технологии, используемые во всех сферах деятельности университета. В Концепции отражаются теоретико-педагогические и методологические аспекты построения и использования информационной образовательной среды университета, имеющие особое значение в связи с необходимостью формирования у каждого будущего специалиста определенного уровня информационной культуры, адекватного требованиям современного информационного общества. Кроме этого, Концепция должна отражать компонентный состав, теоретические подходы и системы требований к информационной образовательной среде КазНПУ им.Абая, описывать возможные пути интеграции и унификации информационных ресурсов, включаемых в состав такой среды, затрагивать вопросы их соответствия методическим системам обучения в университете, а также вопросы дальнейшего вхождения информационной образовательной среды КазНПУ им.Абая в состав общеказахстанского информационного образовательного пространства.
Нельзя не отметить, что в большинстве случаев использование средств информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников и студентов. В то же время любой опытный педагог подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование средств информатизации никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект.
Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно и повсеместно. Кроме того, обучение корректному и оправданному использованию средств информационных и телекоммуникационных технологий должно войти в содержание подготовки педагогов в области информатизации образования.
Основными целями подготовки педагогов в области информатизации образования должны стать:
ознакомление с положительными и отрицательными аспектами использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании;
формирование представления о роли и месте информатизации образования в информационном обществе, видовом составе и областях эффективного применения средств информатизации образования, технологий обработки, представления, хранения и передачи информации;
ознакомление с общими методами информатизации, адекватными потребностям учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной, научно-исследовательской и организационно-управленческой деятельности учебных заведений;
формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах оценки их качества, обучение педагогов стратегии практического использования средств информатизации в сфере образования;
предоставление дополнительной возможности пояснить обучаемым роль и место информационных технологий в современной мире;
обучение формирующемуся языку информатизации образования (с параллельной фиксацией и систематизацией терминологии).
В качестве основных направлений, систематизирующих содержание подготовки, должны быть отобраны сущность, цели и особенности информатизации образования, технические средства и технологии информатизации образования, методы информатизации образовательной деятельности, основы формирования информационных образовательных сред и информационного образовательного пространства, вопросы формирования готовности педагогических кадров к профессиональному использованию информационных технологий.
По поводу стандарта учебного предмета «информатика».
Проведение научного анализа функционирования предметного стандарта 2002 года и обоснование необходимых изменений, предполагаемых при разработке новых стандартов переходного периода немыслимо без учета исторически совместного развития до 90 годов, даже до второй половины 90 годов, прошлого века образовательного процесса вместе со всеми странами СНГ, входящими в СССР.
При этом надо обратить внимание на следующее:
Развитие методической системы обучения информатике для Республики Казахстан должен характеризоваться наряду с усилением общеобразовательной значимости фундаментализацией обучения школьной информатике.
При разработке стандартов начального, базового и профильного образования по информатике необходимо соблюдение целостности.
Несмотря на существование учебников по информатике для раннего обучения, необходимо еще раз пересмотреть их в соответствии новому стандарту начального общего образования, отбор содержания для обучения информатике в начальной школе в рамках учебного модуля «Информатика».
Следует особо отметить при создании Госстандарта по информатике и при разработке методической системы обучения не учитываются особенности Республики Казахстан, то есть не соблюден дидактический принцип культуросообразности, т.е. максимально возможное использование в обучении и воспитании учащихся элементов национальной культуры РК. Обучение информатике, с учетом сказанного, будет способствовать формированию национального самосознания школьников, осознанию самобытности нации, пониманию ее места в мировом культурном сообществе нации и народов.
Необходимо строго следить за систематизацией имеющихся и формированием новых, а также единством терминов по школьной информатике на государственном языке.
В связи с введением профильного обучения на старшей ступени школы в настоящее время разработано достаточно много программ профильных и элективных курсов по информатике и основанных на них учебников. В рамках этих разработок, как правило, основной упор делается лишь на углублении знаний в области информационных технологий, обеспечение прикладных профильных курсов информатики, направленных на подготовку к практической деятельности. Необходима дальнейшая разработка фундаментальных профильных курсов по информатике.
Очень важно в новых стандартах переименовать название курса «информатика» на «информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ)», что точно и четко характеризует суть этого курса.
Изучить опыт разработки стандартов нового поколения России и других стран СНГ и практиковать привлечение соответствующих специалистов из стран СНГ для разработки нашего стандарта.
Изучить и использовать различные теоретико-методологические подходы и методы к разработке образовательных стандартов в мировом масштабе.
Тенденция такова, что количество государственноязычных школ (6000 казахский язык и смешанных из всех 8000 школ РК) стало больше чем русскоязычных и увеличивается быстрыми темпами. А это требует не только казахификацию, если так можно выразиться, компьютеров (уровень и масштабы которой не должно быть не ниже русифицирования компьютеров!) и локализацию, по крайней мере, учебных программных средств на государственный язык. А еще требуется разработка методической системы обучения информатики и информатизации образования для школ и учебных заведений с государственным языком обучения. Но это ни в коем случае не означает нарушение единства образовательного пространства, например, с Россией, если бы они не были разными и не было бы вопроса об единстве образовательного пространства. Надо понимать: разные государства – возможны разные подходы, а цель одна. Не все придется точь в точь перекопировать или перевести методы обучения информатике и информатизации образования.
В компьютерной сфере казахификация— то же, что локализация, но применительно к казахскому языку: приспособление программного и аппаратного обеспечения к отображению и вводу знаков казахской письменности, создание казахскоязычного интерфейса и т. п. А локализация (англ. localization) — перевод и адаптация элементов интерфейса, вспомогательных файлов и документации.
Задача локализации не исчерпывается только переводом, более того, перевод как таковой обычно занимает скромное место в процессе локализации программного обеспечения. Типичными задачами адаптации являются использование национальных символов письменности, применение принятых национальных форматов, а также правил алфавитной сортировки текстов и т.д. А дизайн и разработка программного обеспечения должны учитывать соображения локализации самым серьезным образом. Отметим, что обеспечение корректности лексики в соответствии с правилами целевого, в нашем случае казахского языка, является требующей решения задачей в процессе локализации.
Все это, а также существующая практика обучения информатике и информатизации образования в нашей республике говорят о непременной необходимости усиления и ускорения локализации программных средств для образовательных целей.
Что такое информатизация образования?
Особенности развития современного общества
Современное состояние общества характеризуется кардинальными изменениями в научно-технической, политической, экономической, социальной и культурной сферах, вызванными быстрым распространением информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Это проникновение ИКТ в различные сферы человеческой деятельности называют информатизацией.
Информатизация – это одна из важнейших идей, порожденных особенностями развития современной цивилизации, которая прочно стала достоянием массового сознания.
Информатизация привела к возникновению «общества глобальной компетентности», характерными особенностями которого являются:
·  объем знаний, порождаемых в мировом сообществе, удваивается каждые два-три года;
·  ежедневно в мире публикуется 7000 научных и технических статей;
·  объем информации, пересылаемой через искусственные спутники Земли в течение двух недель, достаточен для заполнения 19 миллионов томов;
·  в индустриально развитых странах учащиеся к моменту окончания средней школы получают больше информации, чем их бабушки и дедушки за всю жизнь;
·  в последующие три десятилетия произойдет столько же изменений, сколько их было за последние три века.
Новый социальный заказ системе образования
Изменения в экономике влияют на формирование нового социального заказа, предъявляемого обществом к качеству подготовки выпускника школы. На первый план выходят умения:
·  коммуникативные,
·  критическое и системное мышление,
·  умение работать в команде,
·  постановка и решение задач, проектное мышление,
·  социальная ответственность и адаптируемость,
·  саморазвитие и самореализация,
·  творческий потенциал и любознательность,
·  информационные и мультимедийные умения.
Приоритетом деятельности современного общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией разработки и использования ИКТ, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.
Этот процесс инициирует:
·  совершенствование и создание новых технологий управления системой образования;
·  совершенствование хранения и распространения педагогического общества;
·  создание и внедрение новых методических систем обучения;
·  совершенствование отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания;
·  создание и использование новых методик контроля и оценки уровня знаний;
·  создание глобальной системы открытого образования.
Информатизация как техническое оснащение
Выделим несколько основных направлений информатизации образования.
Информатизация как техническое оснащение. Для данного направления информатизация образования – это процесс оснащения учреждений системы образования компьютерной техникой, программным обеспечением и средствами телекоммуникаций с целью обеспечения доступа к современным ИКТ всем участникам образовательного процесса: учащимся, педагогам, и родителям.
Минимальное типовое пространство образовательного учреждения (ОУ) должно включать следующие цифровые зоны (Рис. 1).

Рис. 1. Цифровые зоны ОУ
Цифровые зоны образовательного учреждения
Зона предметного изучения ИКТ (компьютерный класс). Первая зона представляет собой учебную аудиторию, состоящую из 13 – 15 компьютеров и сервера, интегрированных в локальную сеть ОУ. Она необходима для проведения учебных занятий и внеклассной работы учащихся и педагогов.
Зона информационных технологий обучения. Учебная аудитория, в которой должны присутствовать: современный компьютер, подключенный к локальной сети школы и имеющий доступ к глобальным информационным ресурсам, мультимедийный проектор, подключаемый к компьютеру. В данной аудитории можно проводить уроки по различным предметам с использованием ИКТ, не загружая компьютерный класс.
Административная зона. Эта зона предназначена для эффективного использования ИКТ в управленческой деятельности. У каждого сотрудника администрации автоматизированное рабочее место (АРМ) укомплектовано компьютером, средствами доступа к ресурсам глобальных сетей и унифицированным программным обеспечением, позволяющим осуществлять оперативное управление, использовать в работе общую базу данных и выводить любые формы отчетности.
Информационно-коммуникативная зона. Эта зона охватывает:
·  Медиатеку. Медиатека это библиотека электронных учебных изданий, методических материалов учителей, творческих работ учащихся ОУ. Выделение в самостоятельное структурное подразделение позволит проводить занятия кружков, факультативов, творческих лабораторий.
·  Учительскую. Учительская оснащена как минимум одним компьютером, позволяющим получать оперативную управленческую информацию и осуществлять ввод первичных данных.
·  Информационный терминал. Одно или несколько компьютерных мест в специальном кабинете для родителей. На компьютеры выводится информация по школе в целом и по ученикам, обеспечивается возможность заочных консультаций с учителями и администрацией школы.
Все эти компоненты должны быть объединены в локальную компьютерную сеть ОУ, и иметь возможность обмена данными с глобальными компьютерными сетями.
Информатизация как создание информационного образовательного пространства
Информатизация как создание единого информационного образовательного пространства. В данном случае информатизация образования – это процесс объединения при помощи глобальной сети Интернет учреждений и структур системы образования с целью обеспечения для всех участников образовательных процессов равных возможностей:
·  в доступе к образовательной информации;
·  в получении образовательных услуг.
Пути создания условий единого информационного пространства:
·  обеспечение информационной целостности и совместимости всех данных;
·  обеспечение совместимости с современным программным обеспечением;
·  создание единого информационного пространства в каждом образовательном учреждении путем объединения персональных компьютеров в локальную сеть.
Под информационным пространством ОУ понимают специально организованный комплекс компонентов, обеспечивающих системную интеграцию ИКТ в образовательный процесс с целью повышения его эффективности.
Единое информационное пространство ОУ выполняет несколько функций.
Информационная функция выполняется за счет наличия единой базы данных, содержащей учебный план, сведения об учениках, сведения об учителях, расписание, электронный журнал, разнообразные отчеты и другие аспекты учебно-воспитательного процесса.
Образовательнаяфункция выполняется за счет использования в учебном процессе цифровых учебных курсов, представленных на CD, в Интернете, экранных наглядных материалов, курсов собственной разработки.
Коммуникативнаяфункция выполняется за счет возможности общения с учениками, родителями, коллегами посредством сайта образовательного учреждения, электронной почты, электронной доски объявлений и др.
Школьный сайт как средство построения информационного образовательного пространства
Сайт школы является важным звеном информационного пространства ОУ.
Web-сайт– группа Web-страниц, связанных вместе единой темой, общим стилем оформления и взаимными гипертекстовыми ссылками.
Web-страницадокумент во «Всемирной паутине», содержащий:
·  форматированный текст;
·  мультимедийные объекты (графику, звук, видеоклипы);
·  ссылки на другие Web-страницы или другие ресурсы сети Интернет;
·  активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере клиента по заложенной в них программе.
Определим, основные цели школьного сайта.
1.  Сайт как координационная точка внутришкольного взаимодействия. В этом случае сайт будет обслуживать внутренние потребности ОУ, и его структура и информационное наполнение будут отличаться от сайта, размещенного во всемирной сети. Содержание сайта в большей степени будет интересно участникам образовательного процесса только данной школы. Появляется возможность больше места на сайте отводить внутренней учебной и административной жизни школы.
2.  Сайт как визитка школы. Такой сайт:
§  выполняет функцию визитной карточки школы – со своим уникальным стилем и характерной для данной школы формой подачи материала;
§  отражает своеобразие педагогической системы школы, специфику реализуемых в школе образовательных программ;
§  устанавливает контакты с образовательными и деловыми кругами.
3.  Школьный сайт как элемент более глобальной образовательной интернет-системы. В таком качестве сайт может работать одним из информационных субъектов, комплекс которых может отражать динамически меняющуюся образовательную картину в рамках района, города, региона.
Школьный сайт должен обеспечивать функционирование следующих ресурсов:
·  ftp-сервер как электронное хранилище образовательных ресурсов (CD, презентации, тесты, иллюстративный материал, музыка, видео, …);
·  форумы как способы решения (обсуждения) педагогических, методических и других проблем, инициатив;
·  World Wide Web как средство получения необходимой информации из любой точки Интернета;
·  E-mail как способ оперативного обмена электронной документацией.
Структура сайта образовательного учреждения
В среднем, хороший школьный сайт:
·  содержит справочную информацию, интересующую родителей при поступлении ребенка в школу (в том числе об учителях, учебных программах, традициях);
·  отражает происходящие в школах события (праздники, конференции, конкурсы);
·  отражает в развитии постоянно действующие направления в работе школы (школьный музей, участие в проектах и др.);
·  предоставляет возможность ученикам и учителям размещать свои творческие работы и материалы;
·  содержит элементы дистанционной поддержки обучения (например, виртуальный консультационный пункт);
·  представляет учреждение международному сообществу;
·  Поддерживает личные страницы учеников, учителей.
Возможная структура школьного сайта (Рис. 2).
 

 
 
 
 
 
 
 
 Информатизация Образования
в широком смысле — комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией; в узком — внедрение в учреждения системы образования информац. средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информац. продукции и пед. технологий, базирующихся на этих средствах (см. Компьютеризация обучения).
И. о.— часть процесса информатизации общества, к-рый можно рассматривать как один из определяющих факторов поворота к высокоорганизов. стадии цивилизации. Информатизацию общества принято связывать с чинформац. взрывом» (С. Лем), сущность к-рого состоит в экс-потенциальном нарастании кол-ва социально значимой информации (науч., технол., культурной и др.). Это явление наметилось в кон. 18 в., когда переработка всей новой информации стала практически непосильной для одного человека. Наиб, широкие масштабы этот процесс принял в 20 в. Социально-экон. предпосылкой «информац. взрыва» является быстрое развитие производит, сил, к-рое, с одной стороны, приводит к увеличению информац. потоков для осуществления более эффективного управления экономикой, с другой — связанный с развитием производит, сил рост производительности труда влечёт за собой высвобождение людей из сферы пром. и с.-х. произ-ва и создаёт основу для расширения сферы информац. произ-ва. Возникает повышенная потребность в развитии произ-ва ин-формац. средств для создания, передачи, хранения, обработки, тиражирования информации и автоматизации информац. процессов. Такая потребность обусловила' возникновение наряду с традиционными информац. технологиями, базирующимися в основном на «бумажном» (книги, газеты и т. п.) и «плёночном» (фото, кино) представлении информации, новых информац. технологий (НИТ), в основе к-рых лежат электронные средства информации. Среди последних особую роль сыграли ЭВМ (компьютеры) и аудиовизуальные электронные средства (телевидение, видео и др.). Термин «новые информац. технологии» всё чаще связывается с использованием ЭВМ в сочетании с разнообразными «периферийными» устройствами (дисплей, принтер, устройства для преобразования данных из графич. и звуковой форм представления информации в числовую и обратно и др.).
Новые информац. технологии не вытесняют традиционные — кол-во «бумажной» и «плёночной» информации продолжает нарастать, поэтому процесс информатизации не сводится только к внедрению НИТ. Постепенно складывается многоуровневая система представления информации на разл. носителях и в разл. знаковых системах, в к-рой тесно взаимодействуют традиционные и НИТ.
Наряду с развитием информац. структур происходит процесс «семиотиза-ции» общества — появление и развитие многочисл. знаковых систем, благодаря к-рым образуется многокомпонентное «информац. поле», представляющее собой специфич. информац. окружение человека (сочетание текстов, графич. изображения, звуковых и аудиовизуальных сообщений и др.). Возникает проблема информационной (коммуникативной) адаптации человека в обществе.
Теоретич. основой информатизации общества является информатика. Этот термин трижды вводился в рус. науч. лексикон. В 60-е гг. 20 в.— для обозначения науч. дисциплины об организации поиска и накопления науч.-техн. информации. Другое его значение было привнесено из франц. яз. (informatique—информац. автоматика) и определяло науку об автоматизир. процессах передачи, обработки, хранения информации на базе ЭВМ. Такое пониманиетермина близко к англ. Computer science («компьютерные науки»). С 80-х гг. происходит качеств, изменение в понимании термина «информатика», связанное с осмыслением понятия «информатизация», к-рое стало «одной из активных точек роста философской науки последних десятилетий» (А. П. Ершов). Под информатикой понимается система знаний, относящихся к произ-ву, переработке, хранению, поиску и распространению информации в самых разнообразных её аспектах в природе, обществе, техносфере.
Среди специфич. социально-пед. проблем центр, место занимает противоречие между темпом приращения знаний в обществе и ограниченными возможностями их усвоения индивидом. Попытки разрешить это противоречие приводят к отказу от абс. образоват. идеала («всесторонне развитой личности») и замещения его социально-детерминиров. образоват. идеалом — макс, развития способностей человека к самореализации. Необходимо при этом обеспечить человеку право выбора направлений образования, что обусловливает введение достаточно ранней дифференциации обучения и создание систем непрерывного образования. Реализовать идею непрерывного образования возможно, лишь подготовив необходимые условия для самообразования: создание организац. и правовой основы для доступа к разл. источникам информации, формирование и развитие у человека способностей, связанных с её поиском, обработкой, восприятием, пониманием, использованием. Человек, не владеющий информац. технологиями, лишается одного из адаптац. механизмов в динамично развивающемся социуме. Информац. средства и технология становятся своего рода информац.органами, «продолжениями» человека (X. М. Мак-Люэн). Возникает проблема формирования и развития информац. культуры индивида (см. Ме-диа-образован ие).
В СССР термин «И. о.» в сер. 80-х гг. употреблялся в узком смысле. В 1988 группой учёных под руководством акад. А. П. Ершова была разработана первая отеч. концепция: И. о., в к-рой выделен ряд направлений: формирование компьютерной грамотности как элемента общеобразоват. подготовки человека; обучение проф. использованию НИТ; развитие содержания и методов обучения на основе НИТ; использование НИТ в качестве орудий труда; НИТ и спец. педагогика; досуговое применение ЭВМ; ЭВМ в управлении образованием. Были намечены осн. этапы И.о.: первоначальное ознакомление выпускников ср. и высш. уч. заведений и педагогов с возможностями ЭВМ; развёртывание комплекса исследований форм и методов использования ЭВМ в уч. процессе; отработка организац. и техн. вопросов создания пед. программных средств и др.; в 90-х гг.— широкое распространение форм творческой работы учителей и учащихся с использованием вычислит, техники; организация массового эксперимента по применению ЭВМ в обучении, создание систем компьютерной связи между учреждениями образования и др. В дальнейшем предполагался массовый переход к изучению общеобразоват. дисциплин с использованием вычислит, техники на всех ступенях образования; ввод в действие общедоступных баз данных для поддержки систем заочного обучения, переподготовки и повышения квалификации; создание интегрированной компьютерной системы управления учреждениями образования и др. Концепция зафиксировала сложившийся к кон. 80-х гг. уровень представлений о процессе И. о., компьютеризации обучения и информац.-техн. и организац. аспектах, оставив в стороне психол., социальные и др.
В 1990 была создана уточнённая концепция И. о. (Б. Е. Алгинин, Б. Г. Киселёв, С. К. Ландо, И. С. Орешков, В. В. Рубцов, Б. Г. Семянинов, А. Ю. Уваров, Д. С. Черешнин и др.), отражавшая более общее понимание процесса И.о., его связь с информатизацией общества. Выделялись перспективные для целей образования компоненты НИТ: компьютерные лаборатории, средства телекоммуникаций (компьютерных, аудиовизуальных и др.), оперативной полиграфии, системы интерактивного видео и др. Авторы иначе трактовали и ближайшие этапы И. о., не уточняя их временных границ: массовое освоение новых информац. технологий, развёртывание исследо-ват. работы по их пед. внедрению; активное освоение и фрагментарное введение средств НИТ и на их основе — новых методов и организац. форм уч. работы в традиц. уч. дисциплины; изменение структуры содержания образования на всех его ступенях и метод, аппарата обучения на основе НИТ. Предусматривались неск. направлений изменения содержания образования, разработка качественно новой модели подготовки члена «информац. общества» —развитие способностей к коммуникации, творческой деятельности и др. Поворот к более широкому пониманию И.о. стимулировал исследования закономерностей этого процесса. Было установлено, что разл. звенья структуры ср. уч. заведений неодинаково «предрасположены» к разл. компонентам И. о. Наиб, потребность в компьютеризации испытывают структуры поддержки уч.-воспитат. процесса: системы управления уч. заведениями, информац.-пед. служба (библиотеки, медиа-теки), пед. и мед. службы. Интенсивное включение аудиовизуальных средств в процесс обучения более успешно проходит в рамках предметов гуманитарного цикла и биологии. Учителя принимают в основном три направления применения ЭВМ: компьютер как информац. средство для подготовки к занятиям (поиск, отбор, создание, тиражирование информации); средство диагностики, тренинга, коррекции знаний, умений и навыков учащихся; средство возможного облегчения работы с пед. документацией. Функции обучения учитель оставляет за собой.
Практика информатизации ср. школ поставила ряд проблем. Одной из наиб, острых (помимо материальных и организационных) является проблема «сопротивления учителей»-внедрению НИТ в процесс обучения, вызванная противоречием между коллективными формами обучения, характерными для классно-урочной системы, и индивидуализацией обучения, стимулируемой персональными ЭВМ. Др. проблема — вероятное уменьшение межличностных контактов за счёт расширения обращения к обезличенной информации. Эта проблема, в частности, связана с феноменом «хакерства» — появлением категории людей, стремящихся погрузиться в иллюзорный мир на экране компьютера, активно взаимодействующих с ним, но оторванных от реального мира. Важный круг проблем связан с правовыми основами распространения информации в системе образования: права учащихся на получение информации, защита от использования информации об учащихся др. лицами ему во вред и от несанкциониров. доступа к шк. базам данных; авторское право, и, в частности, использование в образоват. целях информации, на к-рую наложен запрет на бесплатное распространение; защита информации от преднамеренной и непреднамеренной порчи (особенно актуальная в связи с появлением компьютерных «вирусов») и др.
Лит.: Коренной А. А., Информация и коммуникация, К., 1986; Суханов А. П., Мир информации. История и перспективы, М., 1986; его же, Информация и прогресс, Новосиб., 1988; Ершов А., Шк. информатика в СССР: от грамотности к культуре, «Информатика и образование», 1987, № 6; В о p о б ь е в Г. Г., Твоя информац. культура, М., 1988; Концепция информатизации образования, под ред. А. Ершова, М., 1988; Семенюк Э. П., Информатика: достижения, перспективы, возможности, M., 1988; Грищенко В., Д о в-гяло А., Пути развития информатизации образования, «Информатика и образование», 1989, № 6; Компьютеры в шк. образовании социалистич, стран: состояние и перспективы, М., 1989; Шатров А., Ц е-венков Ю., Проблемы информатизации образования, «Информатика и образование»,
1989. № 5; Информатика и культура, Ново-сиб., 1990; Концепция информатизации образования, «Информатика и образование»,
1990. № 1; Рейзема Я. В., Информатика социального отражения, М., 1990; Уваров А., Информатика в школе: вчера, сегодня, завтра, «Информатика и образование», 1990, № 4; Информац. технология в университетском образовании, М., 1991; Наука и технология в образовании 1990-х гг.: сов. и амер. перспективы, М., 1991; Сергеева Т., Новые информац. технологии и содержание обучения (на примере предметов естеств.-науч. цикла), «Информатика и образование», 1991, № 1.
А. В. Шариков.
Комптютерные телекоммуникации в системе общего образования
 
Телепроекты, телеконференции, дистанционное обучение -виды компьютерных телекоммуникаций, получающие распространение в последние годы.
Телекоммуникации (от греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения, компьютера и т. п.).
Телекоммуникационными системами объединяются самые разные оконечные устройства: ЭВМ и телефаксы, телексы и видеомониторы, роботы и телекамеры и т. п.
Компьютерные телекоммуникации - телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.
Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, - асинхронной.
Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.
Телекоммуникационная технология может предоставить неограниченные возможности, чтобы решить проблемы дистанционного обучения не только для отдаленных регионов России, малокомплектных сельских школ, разбросанных по малым деревням, но и для больных детей, детей-инвалидов, не имеющих возможности посещать школу.
Самой известной и наиболее емкой телекоммуникационной сетью является Интернет (Internet). Интернет - это международная сеть сетей, в которой работают пользователи из университетов и исследовательских организаций, государственных учреждений и частных фирм и т.п. Сети, входящие в Интернет, базируются на едином для всех них наборе сетевых протоколов (TCP/IP), но они могут беспрепятственно обмениваться информацией и с другими сетями мира через специальные «шлюзы» - компьютеры, конвертирующие всю проходящую по сети информацию в нужные форматы в соответствии с системой протоколов, существующих в этих сетях.
Интернет был создан более 20 лет назад в США как экспериментальная сеть, объединившая телекоммуникационную сеть ARPAnet, радиовещательную и спутниковую сети, связанные с деятельностью Министерства обороны США. Сейчас Интернет распространен по всему миру, и его пользователями уже стали более 20 млн человек.
Сеть позволяет пересылать пакеты данных с одного подключенного к Интернету компьютера на любой другой, независимо от того, соединены они между собой или нет. Маршрутизаторы Интернет автоматически выбирают оптимальный маршрут для доставки пакетов данных до места назначения. На этой основе были разработаны различные службы, использующие возможности Интернета.
Электронная почта (e-mail) – пересылка печатных материалов, графиков, деловых документов, фотографий, таблиц, газет и журналов с помощью электронных методов передачи и обработки информации для обмена корреспонденцией. С ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовой вид) любому пользователю Интернета. Время доставки писем обычно не более нескольких часов, а иногда и нескольких минут.
Общаться между собой по электронной почте могут пользователи, находящиеся и в пределах одного учреждения, и в различных уголках планеты.
Электронная почта используется для таких целей:
1) пересылка сообщений другому пользователю;
2) передача одного и того же сообщения нескольким пользователям;
3) рассылка сообщений в несколько организаций по определенному списку;
4) передача текстового файла;
5) посылка бинарного файла, содержащего компьютерную программу, графическое изображение, обработанные с помощью текстового редактора документы, электронную таблицу или даже аудио- и видеоинформацию;
6) распространение «электронного журнала»;
7) передача по сети «горячих новостей» и объявлений.
Электронная почта также используется как средство доступа к программам удаленных компьютеров и сетевым службам, например, для получения файлов определенных документов или ответов на запросы из сетевых баз данных. Такая ЭВМ может выполнять узкий круг функций, тогда она называется ЭДО (электронная доска объявлений, BBS), или более широкий, включающий пересылку сообщений на значительные расстояния с подключением других ЭВМ, тогда говорят о телекоммуникационной сети. В этом случае пользователи должны стать абонентами этой электронной сети. Таким образом, за определенную плату они получают возможность посылать на электронный адрес партнера информацию в любое удобное для них время и соответственно запрашивать информацию для себя. Эта связь и именуется «электронной почтой». У любого пользователя в памяти ЭВМ есть некоторое отведенное ему пространство, которое называется почтовым ящиком. У каждого почтового ящика имеется уникальный электронный адрес.
Если пользователь хочет дать какую-то информацию не только своему партнеру, но и другим пользователям данной электронной сети, он может воспользоваться другими способами работы в сети -«доской объявлений» или конференцией.
Не следует путать конференцию как вид услуг телекоммуникационной сети (иначе говоря, почтовый ящик, принадлежащий сразу целой группе пользователей) с телеконференцией.
Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т.п.).
Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.
Существует два вида электронных конференций, проводимых в Интернете:
- «реальные» конференции, когда пользователи общаются друг с другом непосредственно;
- отсроченные во времени дискуссии, которые чаще всего и называются электронными конференциями, или телеконференциями.
Электронные конференции - это разновидность электронной доски объявлений, на которой все заинтересовавшиеся определенной темой обсуждения могут читать сообщения, отправленные другим пользователям или отвечать на них. Каждая конференция обычно имеет несколько «сюжетных линий», объединенных одной темой.
Конференции бывают «открытыми» - доступными для любого пользователя сети - или «закрытыми», доступ к которым осуществляется только под строгим контролем ведущего конференции (модератора) и лишь для избранного количества участников, приглашенных им.
Электронные конференции используются для того, чтобы:
а) задавать вопросы;
б) отвечать на вопросы других;
в) участвовать в дискуссии (многие конференции напоминают диспуты, в которых каждый имеет право выступить и высказать свое мнение);
г) читать сообщения, пришедшие на конференцию;
д) рассылать информационные сообщения, которые сразу же попадают в поле зрения всех заинтересованных пользователей;
е) для учебных целей (для самообразования и для работы с учащимися);
ж) для целей «паблик рилейшнз» (общественных связей), когда, принимая активное участие в работе конференции, можно рассказать о себе и о своих разработках, идеях, открытиях.
На основе материалов конференции может быть опубликована статья в периодических изданиях с указанием конкретных пользователей, представивших свою информацию, как соавторов.
Существуют и специальные устройства для передачи на расстояние статичных изображений как самого партнера, так и всевозможных фотоизображений, рисунков, графиков и пр., называемые люмофонами. Они могут быть также включены в телеконференцию. Тогда это будет люмофонная телеконференция, обеспечиваемая телефонными линиями.
Служба Интернета - серверы новостей - рассылает новости по тем или иным темам в виде электронных писем.
Файловые серверы (или FTP-серверы) Интернета - хранилища файлов. На них хранятся программы, тексты документов, книг и т.д. Каждый пользователь Интернета может получить оглавление FTP-сервера или любой из хранящихся на нем файлов в виде электронного письма, направив электронное письмо со специально подготовленным запросом на FTP-сервер. Возможны просмотр оглавления и получение файлов и в диалоговом режиме (в режиме Telnet - удаленного терминала).
Службы поиска Интернета позволяют найти нужный документ на включенных в сеть FTP-серверах. Поиск может вестись по ключевым словам и другим характеристикам документа. Задать запрос службе поиска можно в диалоговом режиме или послав ей специально оформленное электронное письмо.
Одной из наиболее часто используемых служб поиска в сети Интернет является WWW (World Wide Web) - сервер информационного поиска, позволяющий работать пользователю с информационными источниками в режиме гипертекста (гиперсреда - представление информации на узлах, соединяемых с помощью ссылок, а гипертекст - тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам). Благодаря специальной системе перекрестных ссылок перемещение от документа к документу, находящемуся на другом сервере, происходит незаметно для пользователя.
В процессе воспитания и обучения телекоммуникации могут измениться сами концепции образования. С их помощью мировая культура становится общемировым достоянием, доступным всем пользователям международных сетей. Они стирают границы, сокращают пространства и экономят колоссальное количество времени, которое раньше уходило на поиск и обработку информации. Пользование коммуникациями принципиально меняет сам характер мышления современных школьников. Ученик, владея информацией и способами ее сбора, хранения и передачи, в процессе обучения превращается в активного субъекта педагогического процесса, исследователя, умеющего самостоятельно и творчески ставить и решать широкий круг задач.
Есть и негативные стороны этого процесса, связанные с тем, что в мировой сети много информации, получение которой детьми и подростками не всегда желательно, а нередко и преждевременно. Это ставит очень острую проблему кодирования такой информации, чтобы она стала недоступной для широкого использования. Но с другой стороны, распространение деятельности хакеров (талантливых компьютерщиков-программистов, которые взламывают самые секретные программы даже государственного уровня) делает эту проблему практически трудно разрешаемой.
Телекоммуникации позволяют осуществить принципиально новый подход к обучению и воспитанию учащихся, который:
а) базируется на широком общении, сближении, стирании границ между отдельными социумами, на свободном обмене мнениями, идеями, информацией участников совместного проекта;
б) имеет в своей основе реальные исследовательские методы (научная или творческая лаборатория), позволяющие в процессе совместной деятельности группы участников познавать законы природы, основы техники, технологии, социальные явления в их динамике, особенности разнообразных видов творчества;
в) основан на широких контактах с культурой других народов, опытом других людей;
г) естественным образом стимулирует развитие гуманитарного образования, акцентирует внимание на нравственных аспектах жизни и деятельности человека, на состоянии и сохранении окружающей его среды;
д) стимулирует развитие родной речи и овладение иностранными языками, когда дело касается международных проектов;
е) способствует приобретению как учащимися, так и учителями разнообразных сопутствующих навыков, которые могут оказаться полезными в последующей жизни, в том числе и навыков пользования компьютерной техникой и технологией.
Учитель, используя технические возможности информационных телекоммуникаций, может оперативно с учетом своих текущих задач подбирать информацию на урок из практически неограниченных ее источников, что создает принципиально новую информационную ситуацию. Аналогичные возможности предоставляются и ученику при работе в классе и в процессе самостоятельной подготовки и самообразования.
Компьютерные телекоммуникации позволяют формировать у учащихся и необходимый уровень знаний, и умения анализировать, сравнивать, обобщать, обрабатывать имеющуюся информацию, находить нужную информацию, связывать ее с изучаемыми вопросами, т. е. формировать информационную культуру школьника. Обучение происходит в ходе общения, поиска информации и работы с ней. На первый план выступает интерес к новой информации, желание осмыслить ее, поделиться новым знанием с окружающими, применить имеющиеся знания и умения в конкретной ситуации.
В сфере образования телекоммуникации получили развитие в методе проектов и дистанционном обучении.
Основной формой организации учебной или внеучебной деятельности учащихся в сети может стать телекоммуникационный проект. Учебный телекоммуникационный проект – совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, организованная на основе
, имеющая общую цель, согласованные способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности (Полат Е.С.).
Специфика телекоммуникационных проектов заключается в их межпредметном характере. Решение проблемы, заложенной в любом проекте, всегда требует привлечения интегрированного знания. Но в телекоммуникационном проекте, особенно международном, требуется, как правило, более глубокая интеграция знания, предполагающая не только знание собственно предмета исследуемой проблемы, но и понимание особенностей национальной культуры партнера, его мироощущения.
Телекоммуникационные проекты должны предусматривать:
1) процесс систематических, длительных наблюдений за тем или иным природным, физическим, социальным и другим явлением;
2) сравнительное изучение, исследование того или иного явления, факта, события, происшедших или имеющих место в различных местностях, для выявления определенной тенденции или принятия решения, разработки предложений;
3) сравнительное изучение эффективности использования одного и того же или разных (альтернативных) способов решения одной проблемы, одной задачи для выявления решений, пригодных для широкого круга задач;

4) совместную творческую разработку с реальным результатом (создание журнала, пьесы, книги, музыкального произведения, предложений по совершенствованию учебного курса и т. д.);
5) проведение увлекательных приключенческих совместных компьютерных игр, состязаний.
Работа над любым проектом проходит в несколько этапов:
1-й этап: организационный, включает поиск и представление партнеров.
2-й этап: выбор и формулировка общей проблемы. Он включает определение целей и задач (зачем затевается этот проект, что ученики узнают и чему научатся по завершении работы над этим проектом); обсуждение плана достижения поставленных целей и уточнение подходящих для этого тем. Этот этап проводится состоявшимися учительскими парами при участии координаторов с обеих сторон (если проект международный).
3-й этап: обсуждение методических аспектов и организация работы учащихся на уроке и во внеурочное время. Предполагает работу координатора индивидуально с каждым учителем (лично или по сети).
4-й этап: структурирование проекта с выделением подзадач для определенных групп учащихся и отдельных учеников, подбор необходимых материалов. Общий простой план становится развернутым, выделяются этапы и их задачи (подзадачи) и распределяются между группами учащихся с учетом их интересов, определяются планируемые результаты и способы их решения и оформления.
5-й этап: собственно работа над проектом. Тщательно разработанные задания для каждой группы (2-5 чел.) учащихся и подобранный (если необходимо) материал позволяют учителю не вмешиваться в работу группы, выполняя роль консультанта. Предполагается интенсивный обмен информацией, мнениями, полученными результатами между партнерскими группами разных школ.
6-й этап: презентация проекта. На этом этапе группы рассказывают о проделанной работе, результаты обобщаются и оформляются в виде книги, журнала, видеофильма.
7-й этап: подведение итогов.
Формы работы над проектом могут быть различными: индивидуальные проекты (внутри общего проекта); парные проекты, когда над одним проектом работают партнеры в паре; групповые проекты, когда в проекте принимают участие группы с обеих сторон или группы из нескольких регионов. Проекты могут проводиться в рамках электронной почты или в телеконференциях. Формы организации совместной работы учащихся над проектом определяются исходя из особенностей тематики, целей совместной деятельности, интересов участников проекта. Главное, что в любом случае это разные виды самостоятельной деятельности учащихся. Успех проектной деятельности учащихся в большой степени зависит от организации работы внутри группы, от четкого распределения обязанностей и определения форм ответственности за выполняемую часть работы.
Существуют проекты разной степени сложности. Это могут быть проект, охватывающий весь класс и предусматривающий работу над отдельными проектами, составляющими общий проект, или самостоятельные небольшие проекты, охватывающие всего несколько или даже пару учеников с обеих сторон.
Существуют различные классификации телекоммуникационных проектов.
По преобладающему методу: исследовательские, творческие, приключенческие, игровые, информационные, практико-ориентированные.
По содержанию: литературно-творческие, естественно-научные, экологические, языковые, культурологические, ролево-игровые, спортивные, географические, исторические, музыкальные. Есть и другие классификации.
Примеры телекоммуникационных проектов
«Мозайка» - это проект, над которым работают школы разных стран мира, располагающие необходимыми средствами ИКТ (информационно-коммуникативных технологий). Для участия в проекте необходимо иметь доступ к компьютерам, робототехнике, электронной почте, сетям связи и средствам проведения видеоконференций.
Мозайка - это название вымышленного острова, расположенного между Мозамбиком и Ямайкой. Школьники изучают экологические условия Мозайки и разрабатывают проекты создания здесь «идеального» острова.
Все школы-участницы получают буклет, содержащий полную информацию о Мозаике и ее проблемах. К примеру, здесь очень много солнечных дней, земля пересыхает, а воду приходится добывать с большой глубины. Жители Мозайки существуют за счет рыбной ловли и занятий сельским хозяйством. Имеется также одно промышленное предприятие, загрязняющее окружающую среду. «Центральная школа» - это то место, в котором предстоит реализовать остров Мозайку (соорудив его из дерева, картона и т. п.). Для воплощения технических решений, предложенных другими школами, используются наборы LEGO DACTA. Учителя «центральной школы» проводят совместные работы с детьми из разных классов (от 9 до 12 лет) и, кроме того, исполняют обязанности переводчиков (привлекаются также родители и другие ученики, говорящие на разных языках).
Каждая школа сосредоточивается на конкретной экологической проблеме. Учащиеся должны постараться предложить для острова Мозайка наилучшие решения. Они могут экспериментировать и строить опытные модели.
Все принимающие участие в совместной работе школы регулярно получают информацию об «исследованиях на месте» (тексты, предложения, планы и чертежи).
Три раза в течение учебного года (или чаще) в рамках проекта проводятся видеоконференции, объединяющие всех участников и позволяющие им поделиться индивидуальным опытом и помочь «центральной школе» реализовать идеальный остров Мозайку.
Во время заключительной видеоконференции каждая школа получает возможность дистанционно управлять той частью модели, за разработку которой она отвечает (http://tecfa.unige.ch/pangea/expo/hall.html).
Основная цель проекта «Щукино» состоит в том, чтобы привлечь внимание детей к их малой Родине - Щукину, расположенному в северо-западной части Москвы, к тем местам, в которых они живут, гуляют и учатся.
Работы по проекту проводятся в московской школе № 1874 в три этапа, преимущественно в рамках уроков, посвященных работе с компьютерами (1 ч в неделю), а в двух классах также на уроках москвоведения. Завершающий этап проекта реализуется исключительно во внеурочное время - в ходе занятий факультативной группы по освоению электронной почты.
1-й, подготовительный, этап, в котором принимают участие более 250 человек, осуществляется учениками вместе с их классными руководителями и родителями. Дети ходят по улицам Щукина, записывая основную информацию и делая зарисовки.
Дети в процессе выполнения проекта знакомятся с элементами картографии, учатся пользоваться фото- и видеоаппаратурой.
2-й этап целиком осуществляется на уроках по изучению компьютера и заключается в предварительной компьютерной обработке собранной информации: наборе и редактировании текстов, создании и детализации собственных рисунков (1 -2-е классы) и карт (3 - 4-е классы). Обмен информацией между участниками проекта производится с использованием электронной почты в рамках внутришкольных конференций «Моя Москва» и «Наша школа».
В результате ученики знакомятся с текстовыми и графическими редакторами и осваивают основные принципы работы с ними, узнают особенности электронной сети, связи и возможности, предоставляемые ею для обмена информацией.
3-й этап осуществляется в виде конкурсного отбора информации из результатов всей проделанной к этому времени работы; сначала этим занимаются группы и классы, затем инициативная группа старшеклассников, которая на этой стадии подключается к работе над проектом и выполняет функции жюри. Кроме того, учащиеся старших классов дополняют отобранные материалы сделанными на улицах района фотографиями, которые они сами сканируют и обрабатывают на компьютере, и используемыми при проведении уроков видеоматериалами. Учащихся младших классов, принимавших активное участие в проекте, ожидает сюрприз -им будет поручено создание модели микрорайона в каком-либо конструкторе.
На этом этапе школьники знакомятся с особенностями работы со сканером при считывании текстов различных форматов; с редактированием кадров видеофильмов; с компьютерной обработкой видеофрагментов, методами технического моделирования с использованием буфера обмена; с форматированием текстов и сборкой единого блока из отдельных текстов и рисунков.
4-й этап, временно завершающий проект в целом, состоит из сборки всего отобранного материала (28 детских рисунков, 24 фотографии и более 150 Кб текста) в единый гипертекст с использованием прикладной программы HyperStudio; эта работа выполняется одним человеком - учеником 9-го класса при технической и программной поддержке ученика 10-го класса (http:// www.school.edu.ru/nahodki/datarus.html).
Дистанционная форма обучения - получение образования без посещения учебного заведения с помощью современных информационно-образовательных технологий и систем телекоммуникации. Дистанционное обучение - заочное образование, самообразование и самообучение, заочное повышение квалификации и переподготовка, общедоступное «открытое» обучение.
Дистанционное обучение - комплекс дидактических методов, основанных на совершенно иных по сравнению с традиционными принципах обучения. Однако удаленность преподавателя от обучаемого порождает ряд проблем, имеющих место даже при самой совершенной системе дистанционного обучения. Именно поэтому при равных альтернативных возможностях традиционная форма образования всегда будет иметь преимущество перед дистанционной.
Но есть сферы образовательной деятельности, где современные телекоммуникационные технологии позволяют существенно расширить доступ обучаемых к учебной информации и образовательным ресурсам и дают неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными.
Действующая с 1993 г. сеть «ИНФОРМ-ОБРАЗОВАНИЕ» охватывает весь континент, крайние ее точки - Мурманск, Байконур, Камчатка. Фактически большинство регионов (в основном областные, краевые города, столицы республик) включены в сеть не только как получатели информации, но и как активные участники процессов формирования и распространения образовательной информации на территории России, с выходом за рубеж. Недавно к сети присоединились Казахстан, Белоруссия и др. В программу включаются материалы по заказам органов управления образованием, школ, педагогических учебных заведений, институтов повышения квалификации учителей.
Дистанционное обучение можно использовать в высшей школе, а также для повышения квалификации и переподготовки специалистов. Оно обеспечивает систематизацию и представление информации из общедоступных баз знаний, а также сертификацию знаний, расширяет доступ к учебным материалам и методическим ресурсам, повышает комфортность обучения, не отрывает от основной работы.
Дистанционное образование открывает большие возможности для учеников-инвалидов. Современные информационные образовательные технологии позволяют учиться незрячим, глухим и страдающим заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Оно дает возможность осуществлять довузовскую подготовку. Это позволяет получать образование в удобное время без изменения места жительства; предоставляет равные возможности сельским школьникам в подготовке к вступительным экзаменам.
Для всех выделенных направлений существует своя специфика, связанная с предметной областью и возрастными особенностями обучаемых.
В последние годы все большее распространение получают четыре вида дистанционного обучения, основанного на:
а) интерактивном телевидении (two-way TV);
б) компьютерных телекоммуникационных сетях (региональных и глобальных, Internet) в режиме обмена текстовыми файлами;
в) сочетании интерактивного телевидения и компьютерных телекоммуникационных сетей;
г) компьютерных телекоммуникационных сетях с использованием мультимедийной информации, в том числе в интерактивном режиме, а также с использованием компьютерных видеоконференций.
Дистанционное обучение предполагает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д., т.е. вне телекоммуникационных сетей, предназначенное для самообразования, так как они не предусматривают оперативной обратной связи с преподавателем. Существующая в настоящее время сеть открытого и дистанционного обучения в мировой практике базируется на шести известных моделях.
Модель 1. Обучение по типу экстерната.
Обучение, ориентированное на школьные или вузовские (экзаменационные) требования, предназначается для учащихся и студентов, которые по каким-то причинам не могут посещать очные учебные заведения.
Модель 2. Университетское обучение (на базе одного университета).
Система обучения для студентов, которые обучаются не очно (оn-campus), а на расстоянии, заочно или дистанционно, т.е. на основе новых информационных технологий, включая компьютерные телекоммуникации (off-campus). Такие программы для получения разнообразных аттестатов образования разработаны во многих ведущих университетах мира. Студентам предлагаются помимо печатных пособий аудио- и видеокассеты, разработанные ведущими преподавателями этих университетов.
Модель 3. Обучение, основанное на сотрудничестве нескольких учебных заведений.
Сотрудничество нескольких образовательных организаций в подготовке программ заочного/дистанционного обучения позволяет сделать их более профессионально качественными и менее дорогостоящими. Перспективная цель данной программы - дать возможность любому гражданину стран Содружества получить любое образование на базе функционирующих в странах Содружества колледжей и университетов, не покидая своей страны, своего дома.
Модель 4. Автономные образовательные учреждения.
Специально созданные для целей дистанционного обучения образовательные учреждения ориентированы на разработку мультимедийных курсов. В их компетенцию входит также оценка знаний и аттестация обучаемых. Самым крупным подобным учреждением является Открытый университет в Лондоне. Плата за обучение осуществляется целиком теми организациями, фирмами, где работают студенты.
Модель 5. Автономные обучающие системы.
Обучение в рамках подобных систем ведется целиком посредством ТВ или радиопрограмм, а также дополнительных печатных пособий.
Модель 6. Неформальное интегрированное дистанционное обучение на основе мультимедийных программ.
Такие программы ориентированы на обучение взрослой аудитории, тех людей, которые по каким-то причинам не смогли закончить школьное образование.
Основные цели всех моделей образования на расстоянии:
1. Предоставить возможность обучаемым совершенствовать и пополнять свои знания в различных областях в рамках действующих образовательных программ.
2. Помочь получить аттестат об образовании, ту или иную квалификационную степень на основе результатов соответствующих экзаменов (экстернат).
3. Дать качественное образование по различным направлениям школьных и вузовских программ.
Дистанционное обучение можно использовать и в системе очного школьного и профессионального обучения. Обучаемые могут самостоятельно изучить курс, которого нет в учебном заведении, углубить знания по любому учебному предмету, ликвидировать возникшие пробелы в знаниях, получить образование в учебном заведении другой страны.
В системе дистанционного обучения используются разные программные средства и среды.
Модель энциклопедии, предполагающая свободу перемещения по тексту, сжатое (реферативное) изложение информации, необязательность сплошного чтения текста, справочный характер информации, использование перекрестных ссылок. Электронная энциклопедия содержит фотографии, звукозаписи, музыкальное сопровождение и видеофрагменты.
Модель компьютерных слайд-фильмов (КСФ). КСФ имеют средства квазимультипликации, могут сопровождаться звуком, музыкой, содержать кинофрагменты. Предназначены для непрерывного просмотра.
Модель виртуальных миров (ВМ) - трехмерная электронная модель различных объектов, городской площади, зала музея, выставки и т. п. Обладает эффектом присутствия, в ней можно перемещаться как в зале музея, выбрать угол обозрения.
Проблемы, возникающие при дистанционном обучении:
1) отсутствие у многих учителей и учащихся пользовательских умений и навыков для работы с компьютером и телекоммуникационными технологиями;
2) большой акцент на самостоятельную работу обучаемых, которые в своем большинстве не владеют культурой умственного труда, т. е. не умеют работать самостоятельно;
3) требование самодисциплины и ответственности, так как все задания должны отправляться куратору в срок в строгом соответствии с учебными планами и графиком отчетности по курсу, потому что любая задержка при работе в группе нарушает темп работы всей группы;
4) необходимость делать запрос на иностранном языке.
Классификация тсо
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 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.
Два типа классификаций ТСО: 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 рассмотрениДва типа классификаций ТСО: 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. projectio - 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 топографическую, 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.
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 18x24 мм или 24x36 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 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) - изображения 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.
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.
Эпиобъекты – изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т.п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпископа, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Чем светлее и контрастнее проецируемый объект, тем качественнее изображение на экране. Существенный недостаток эпипроекции - малая освещенность изображения на экране. Поэтому повышаются требования к затемнению помещений, использовать эпипроекцию возможно только для небольшой аудитории.
Эпипроекция передает цвет плоских непрозрачных объектов. Сравнительно небольшие размеры объекта эпипроекции (140 х 140 мм) следует учитывать при изготовлении пособий, подлежащих проецированию на экран, например карт, схем, чертежей или просто схематических рисунков, эскизов и т.п.
В 1895-1898 г. русский изобретатель Е.А. Малиновский совместно с другим изобретателем разработали и изготовили, а затем усовершенствовали первые эпипроекционные аппараты. Их использовали в малых аудиториях или для индивидуальной работы, так как создаваемое ими изображение на экране не превышало 70 х 70 мм.
Эпипроекция широко используется на занятиях в детском саду и на уроках в школе, где ее применяют обычно в комбинации с показом диапозитивов. Эпипроекция привлекает простотой получения большого цветного изображения. Даже газетная иллюстрация приобретает на экране более качественный вид. Иногда на экране возникает стереоскопический эффект. Это бывает в том случае, когда изображение на фотографии или рисунке передает перспективу. Ощущение объема и масштабности объектов при эпипроекции создается отчетливее, чем при непосредственном рассмотрении маленькой картинки.
В периодической печати систематически помещаются репродукции с картин известных художников, картины современных художников, фотографии и рисунки промышленных установок, схемы технологических процессов и т.д. Учителя и воспитатели детских садов могут, вырезая их, постепенно собрать свой фонд наглядных средств, систематизированный по определенным разделам.
Особого внимания заслуживают художественные открытки и фотографии. Размер стандартной открытки наиболее удобен для эпипроекции. На обратной стороне познавательных открыток нередко помещают аннотацию, которая может служить исходным материалом для пояснений.
Для детского сада и школы значительно удобнее использовать тематические подборки цветных и тоновых открыток, помещенных в художественно оформленную обложку. Такие серии в большом ассортименте издавались в 70-80-е годы. Они состоят из 8, 12, 16, 24 и 32 открыток и сопровождаются вступительной статьей. Специально для школ издавалось много таких подборок, например: «Русские былины и сказы» -12 открыток (репродукции с картин В. М. Васнецова, М.В. Врубеля, И.Я. Билибина, Н.К. Рериха, В.И. Сурикова, В.А. Фаворского); «Дети в картинах и рисунках художников» -12 открыток (репродукции с картин И. Фирсова, В.А. Тропинина, В. Г. Перова, К.Е. Маковского и др.); «Крестьянские дети в русской живописи» - 12 открыток (репродукции с картин В.М. Васнецова, В. Г. Перова, А. И. Морозова, А. А. Киселева и др.); «Русская зима» -12 открыток (репродукции с картин Е.Е. Волкова, Ф.А. Васильева, М.М. Гермашева и др.). Много выпускалось комплектов на сюжеты известных сказок. Во многих школах и у учителей накоплены богатейшие коллекции таких открыток.
В умелых руках воспитателя или учителя демонстрация с помощью аппаратных устройств открыток в виде большой цветной световой картины производит на учеников сильное впечатление и служит мощным средством воспитания и привития хорошего вкуса, проникновения в мир прекрасного. С неменьшим успехом можно использовать тематические подборки. Методика использования тематических открыток аналогична применению диапозитивов.
Компьютер как срвременное тс обработки информации
На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное 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 охватывает различные сферы человеческой деятельности. Существует много причин столь бурного развития вычислительной техники. Оно стимулируется разработкой програмного 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 (ENIAC - 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. 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 мини-компьютер 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 1959г. 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 1974г. - 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 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 16-разрядный 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 IBM PC) составляют более 90 % всех производимых в мире персональных компьютеров.
Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. Но в IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы сопряжения устройств с компьютером IBM PC 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 IBM PC.
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 IBM PC-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 IBM PC-совместимых компьютеров было внесено много нововведений.
В 1983 г. был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жесткий диск , в 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее IBM PC XT.
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).
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 .
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 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 ввода-вывода).
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 кэшпамяти, 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.
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 IBM PC-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 .
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 ввода-вывода 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. 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 высокую скорость обмена данными между компонентами компьютера.
Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие.
Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:
1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;
2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;
3) инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т.е. программа прикладного характера.
Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (далее - ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС и может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависят также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д.
Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры, поэтому программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.
Большинство ОС содержит немало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОС устанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.
Драйверы для различных ОС часто поставляются и вместе с новыми устройствами или контроллерами.
Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярной программой-оболочкой для DOS является Norton Commander.
Утилиты - это программы вспомогательного назначения. Чаще всего используются следующие типы утилит:
а) антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
б) программы-упаковщики (архиваторы) позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т. е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
в) программы-русификаторы приспосабливают другие программы (обычно ОС) для работы с русскими буквами (текстами, пользователями и т. д.);
г) программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
д) программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
е) программы динамического сжатия дисков создают псевдодиски, информация которых хранится в сжатой форме в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
ж) программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.
Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ. Наиболее широко применяются программы:
- подготовки текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов;
- подготовки документов типографского качества - издательские системы;
- обработки табличных данных - табличные процессоры;
- обработки массивов информации - системы управления базами данных;
- подготовки презентаций (слайд-шоу);
- экономического назначения - бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;
- для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;
- системы автоматизированного проектирования (САПР) - программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов;
- для статистического анализа данных;
- компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники т. д.
Программы, которые нашли популярность у пользователей, обычно совершенствуются разработчиками: в них исправляются ошибки, включаются новые возможности и т.д. Чтобы сохранить преемственность, получившимся программам не дается какое-то другое имя, а вместо этого они называются версиями исходных программ.
Чаще всего версии программ обозначаются числами вида 1.00, 3.5 и т.д., типа десятичных дробей в американской записи. Номер версии обычно указывается после названия программы, например Windows 3.0 (читается «три ноль»). Существенные изменения в программах отражаются увеличением цифры до точки, незначительные изменения или исправления ошибок - увеличением цифр, стоящих после точки. Например, первоначальная версия программы обозначается 1.0, версия с некоторыми усовершенствованиями -1.5 (или, что то же самое, 1.50), а после внесения существенных дополнений новая версия программы будет иметь номер 2.0.
В последнее время некоторые производители программ начали нумеровать версии по году их выпуска. Например, Windows 2000 -версия, выпущенная в 2000 г.
Обобщив изложенную о компьютере информацию, дадим его определение. Компьютер - комплекс технических средств и программного обеспечения, способный реализовать любой алгоритм, оформленный в виде программы, хранимой в памяти, и ориентированный на реализацию процессов переработки информации во взаимодействии с человеком. Популярность термина «компьютер» обусловлена его удобством для образования новых понятий: компьютеризация, компьютерная грамотность и др.
С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие - архитектура ЭВМ.
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.
Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры выступают аппаратные средства.
Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования этих правил. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, нужные для более грамотного использования данного средства.
Классификация ЭВМ
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 IBM (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. ЗарубежомсредниеЭВМвыпускалифирмыIBM (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, COMPAREX идр.
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 мини-ЭВМ появился в 60-е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DEC). 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 PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги - модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Изобретение микропроцессора привело к появлению еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ. Определяющий признак микро-ЭВМ - 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.
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 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 фирмами-производителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.
Тсо в образовательном 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 вне учебной 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 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.
Освоение ТСО и методики их применения тесно связано со знаниями студентов из области педагогики, возрастной и педагогической психологии, информатики и информационной культуры, физики, математики и др. Поэтому курс «Технические средства обучения» целесообразнее изучать после курсов психологии и педагогики, до или одновременно с курсом частной методики.
Содержание курса, как уже видно из ранее изложенного, составляет все многообразие традиционной и современной информационной техники и методики ее использования в педагогическом процессе.
Особенности 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 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.
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.
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 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 эмоционально-эстетическое 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.
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 на вопросы, связанные с содержанием звукозаписи, диалогическое воспроизведение текста и др.
На уроках физического воспитания звукозапись играет роль функциональной музыки, которая стимулирует и регулирует физиологические и психические процессы человека при выполнении им мышечной работы. Музыкальное сопровождение повышает эмоциональное состояние учеников, вызывает стремление выполнять движения энергичнее, вырабатывает чувство ритма. Все это усиливает воздействие упражнений на организм, способствует успешному их освоению. Музыку подбирают в соответствии с ритмом и характером выполняемых упражнений. Основные условия применения функциональной музыки на учебных занятиях по физической культуре:
- дискретное (прерывающееся, дозированное) использование музыки в течение занятия на разных этапах и с разным подбором музыкальных программ, служащих целям врабатывания, лидирования музыкального сопровождения и успокаивания в конце занятия;
- чередование музыкально озвученных и обычных уроков;
- использование музыки только при выполнении простых или хорошо отработанных упражнений.
Музыка должна звучать без сопровождения речи или других звуковых помех. Необходимые в это время команды следует осуществлять с помощью показа или специально оговоренных сигналов.
Музыкальная программа занятия должна вызывать у учеников положительные эмоции.
На уроках математики, физики, химии звукозапись используют в основном для проведения диктантов, организации самостоятельной работы учащихся.
Для проведения диктанта учитель заранее составляет контрольный текст в виде вопросов и логически неоконченных фраз. Затем этот текст он записывает на магнитофон, повторяя каждый вопрос 2-3 раза с интервалом между ними, достаточным для обдумывания учениками очередного вопроса и записи ответа в тетради.
На уроках физики звукозапись может быть использована при постановке опытов по разделам «Звуковые колебания и волны», «Электромагнитные колебания». По первому разделу большую помощь учителю окажет набор грампластинок «Акустика».
Очень часто используются фонозаписи в начальной школе.
В 70-80-е годы для младших школьников были созданы разнообразные звуковые пособия: «Песни для заучивания в начальной школе», «Музыкальные произведения для прослушивания в начальной школе», «Физкультура в 1, 2, 3 классах», «Утренняя гимнастика для школьников 7-8-9 лет» и др. Вышло много пластинок с записью голосов птиц и зверей, детских радиопередач и радиоспектаклей и специально созданных и записанных познавательных театрализаций.
Слушая музыкальные записи, младшие школьники учатся определять характер и средства музыкальной выразительности, различать звучание отдельных инструментов и оркестра, сольного и хорового пения, певческих голосов, получают представление о мелодии и аккомпанементе, разных музыкальных жанрах.
Познавательные аудиозаписи не только повышают интерес к урокам и закрепляют положительную школьную мотивацию, но и пробуждают интерес к тому, чтобы узнать что-то дополнительное самостоятельно.
Таковы разнообразные приемы применения звукозаписи в школе. Эти приемы, однако, не исчерпывают всех возможностей, которые расширяются, когда звукозапись выступает в сочетании с другими средствами обучения в комплексе, если она сопровождается зрительными образами. Такая работа требует особенно тщательной предварительной подготовки, чтобы зрительный и слуховой ряды полностью совпадали.
Особенности применения статических экранных пособий
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. 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.
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.
Диапозитивы отличаются краткостью субтитров. Подпись под кадром, как правило, не раскрывает его содержания, а лишь показывает, что изображено на нем. 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.
Подобны диапозитивам по своим дидактическим возможностям эпиобъекты. Материалы для эпипроекции учитель подбирает сам, используя репродукции картин, иллюстрации из книг, тексты, фотографии или чертежи, схемы, рисунки, таблицы, диаграммы, выполненные специально для демонстрации. Эпипроектор увеличит мелкий шрифт книги или мелкую иллюстрацию. С его помощью можно воспроизвести на экране одновременно 2-3 изображения (параллельная проекция), сравнить и проанализировать их; продемонстрировать домашние работы учащихся для анализа всем классом.
Эпипроекцию чаще всего применяют с целью иллюстрации учебного материала.
Необходимость полного затемнения помещения для демонстрации эпиобъектов несколько ограничивает учителя в выборе методических приемов работы с ними, так как учащиеся не могут делать необходимые записи или зарисовки; экранное изображение нельзя сопоставить с натуральным объектом и т.д. Эпиобъекты должны быть контрастными, плотными по насыщенности цветов.
Методика работы с эпипроекцией аналогична работе с картиной или диапозитивами. Обычно в детском саду и в начальной школе это средство применяется на занятиях по развитию речи и ознакомлению с окружающим миром. Но практика показывает, что его можно эффективно использовать и на занятиях по изобразительному искусству для показа технических приемов рисования, смешивания красок, для объяснения последовательности этапов работы. Эпиобъекты широко применяются в средних и старших классах на большинстве учебных предметов. Подбирая открытки, иллюстрации из журналов на ту или иную тему, воспитатели и учителя могут сами создавать серии эпиобъектов.
Среди статичных экранных пособий особо следует выделить транспаранты к графопроектору. По своей структуре они принципиально отличаются от диафильмов и диапозитивов. Каждый отдельно взятый кадр комплекта транспарантов дает на экране статичное изображение, но благодаря их последовательному наложению или снятию оно приобретает определенную динамичность.
Отдельные кадры накладывают один на другой постепенно, воссоздавая целостное изображение. При этом происходят поэтапное формирование понятия, последовательное раскрытие закономерности изучаемого процесса или явления, показ отдельных элементов целого.
Используют и другой прием работы с транспарантами: постепенно снимают отдельные кадры. В этом случае учащиеся получают объяснения от общего к частному, от целостного явления к отдельным его элементам или к раскрытию каких-то процессов.
Смешанное использование приемов наложения, снятия и кашетирования (смешения) транспарантов позволяет вскрывать и детально изучать весьма сложные понятия и закономерности.
Транспаранты можно располагать в любой плоскости, чередуя самые разные по размерам и техническому исполнению, рисовать на пленке фломастерами с прямой демонстрацией на экран. Все это могут делать учитель, учитель и ученик, несколько учеников, дополняя и уточняя друг друга.
С помощью графопроектора, как уже отмечалось, можно показать опыты по физике, химии и биологии, проводимые на прозрачных пластинках или в ваннах. Например, можно продемонстрировать при помощи графопроектора спектры магнитного поля постоянных магнитов, магнитного поля электрического тока, модель броуновского движения, явления смачивания и несмачивания и многое другое. Можно дополнять рисунки теневой проекцией вещей и предметов, при которой демонстрируются самые типичные положения и формы. Интересен прием, при котором проецируются определенные изображения посредством графопроектора на какую-либо большую таблицу, картину, географическую карту.
Графопроектор часто используют вместо традиционной классной доски для проекции записей учителя. Все записи, которые учитель обычно выполняет мелом на доске, он может делать по ходу урока (или подготовить их заранее) на прозрачной пленке и проецировать с помощью графопроектора.
Транспаранты можно применять и в сочетании с классной доской. В этом случае спроецированное на доску изображение достраивают, дорисовывают, дополняют. Например, на доску проецируют предложения с пропущенными буквами. Учащимся предлагается на доске вписать нужные буквы. Затем накладывают второй кадр, на котором в соответствующих местах другим цветом изображены пропущенные буквы, и быстро проверяют выполненную работу. Можно спроецировать примеры, которые надо решить, геометрические фигуры, которые надо назвать или сосчитать, и т. д.
Большие возможности открывает этот прием на уроках математики. Используя комплект транспарантов с изображением основных плоских и пространственных фигур, можно решать самые разнообразные задачи, выполнять множество заданий на построение. При этом сохраняется время, которое потребовалось бы затратить на вычерчивание необходимых фигур.
Транспаранты как условно-графический вид наглядности отражают изучаемые объекты и явления в форме плоскостных символов, и поэтому они наиболее эффективны лишь в комплексе с другими средствами обучения.
На транспарантах прекрасно смотрятся различные схемы, диаграммы, графики, таблицы, которые можно заранее готовить к уроку, вычерчивать непосредственно в процессе изложения материала, предлагать учащимся воспроизвести или создать новые на эта пах повторения и обобщения или контроля знаний. Тем более что демонстрирование сложных по начертанию и требующих безукоризненно четкого и точного выполнения графических изображений в большом масштабе возможно только с помощью современной проекционной техники. Она обеспечит отчетливую видимость с последних мест класса не только общих контуров, но и деталей чертежа, схемы. Экспонируемый на экране кадр учитель может детально проанализировать, фиксируя внимание учащихся на особенностях графического оформления.
При составлении схематических изображений необходимо соблюдать следующие дидактические требования:
а) соответствие уровню знаний обучающихся и необходимому уровню абстракции;
б) учет логических путей и возможностей установления связей с реальностью;
в) отсутствие перегруженности схем текстом.
При разработке схематических пособий важно учитывать определенные эргономические требования:
а) элементы одинакового значения должны иметь одинаковую форму изображения и связи (величину символов, линий, стрелок, соотношение сторон, обрамление, подчеркивание и т.д.);
б) в схемах, изображающих динамику, следует при помощи стрелок показывать изменения между функциональными элементами, причинами и следствиями;
в) линии целесообразно изображать одинакового вида;
г) при комбинации статических и динамических схем полезно их выделять различным оформлением.
Применение схем, таблиц, графиков предполагает не только систематизацию информации, но и более абстрактный и обобщенный уровень ее усвоения.
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 C, 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.
Масса управленческих удобств сосредоточена и на блоке проигрывателя компакт-дисков, который может быть рассчитан на 1, 3, 5 и более дисков. К примеру, при перезаписи отобранных вами музыкальных произведений с компакт-диска вы лишь устанавливаете размер кассеты (45, 60, 90 мин), а аппарат сам размещает запись по дорожкам кассеты.
Некоторые модели (Technics SC-CA 1080, SC-CA 1060, S-CH 530 и др.) способны не только самостоятельно определять длину ленты, но и компоновать звукозапись в нескольких вариантах (система интеллектуального монтажа CCIR). Как правило, проигрыватель имеет возможность программировать вручную порядок воспроизведения номеров музыкальных произведений компакт-диска, а также может иметь режим игровой «рулетки», т. е. произвольного порядка проигрывания записанных произведений.
Немаловажное место в составе музыкального центра занимает двухкассетная дека с автореверсом, поиском нужных программ, шумоподавителем, автоматическим уровнем записи, синхронизацией и монтажом записи с компакт-диска. Часто дека имеет две скорости перезаписи с кассеты на кассету - нормальную и ускоренную.
Тюнер (радиоприемник) способен запоминать несколько десятков выбранных вами станций в диапазонах FM (в некоторых моделях - дополнительно УКВ), ДВ и СВ и даже с опознаванием программ при помощи новой системы RDS. Таймер включит аппарат в нужном вам режиме (запись или воспроизведение) и выключит в заданное время.
Многие новые модели современных музыкальных центров оснащаются системой «karaoke», которая позволяет, подключив к центру микрофон, спеть вместе с любимым вами ансамблем или музыкантом-исполнителем. При этом голос солиста подавляется, а на его место «вставляется» ваш голос.
Компактность акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.
Что касается производителей приличных музыкальных центров, то выбор их достаточно широк. Две неплохо знакомых россиянам торговых марки Technics и Panasonic имеют давние и проверенные преимущества, занимая в последние годы верхние строчки в рейтингах продаж. Высокое качество звука и обилие разнообразных сервисных функций при довольно умеренных ценах делают музыкальные центры этих марок довольно выгодным приобретением.
Наряду с ними представляют интерес музыкальные центры фирмы Aiwa, которые при весьма высоком качестве звука и множестве функций отличаются более низкой ценой. Нередко ее модели выпускаются с российским УКВ-диапазоном в дополнение к европейскому FM. Принцип компании Aiwa: за деньги - качество.
Известной популярностью у специалистов функциональной музыки пользуются музыкальные центры фирмы Philips. Высокие европейские стандарты и европейский дизайн, хорошее качество звука и сравнительно невысокая цена привлекают потребителей.
Традиционно очень высоким качеством и надежностью обладают музыкальные центры JVC, которые отличаются широчайшим набором сервисных функций, включая дистанционное управление поворотом дополнительных динамиков Surround Sound. Компания JVC выпускает целую серию музыкальных центров (JVC MX-G 7, MX-S 60, MX-S 50 и др.), на которые стоит обратить внимание.
К числу лидеров можно отнести и продукцию фирмы Sony, которая уже долгое время считается престижной. Можно полемизировать о качестве звука (это дело вкуса и слуха), но сервис музыкальных центров Sony традиционно превосходен.
Таким образом, в условиях современного развития техники оснащение образовательных учреждений необходимой аудиоаппаратурой можно осуществлять на довольно высоком качественном уровне.
Sony предлагает широкий выбор устройств для записи на минидиски как в виде отдельных компонентов, так и в составе систем класса HI-FI.
Есть суперкомпактные портативные проигрыватели, снабженные уникальным цилиндрическим пультом дистанционного управления, похожим на карандаш.
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.
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 8-миллиметровых 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. Черно-белая 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 16-миллиметровых 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.
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 объекта демонстрации. 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 1,2 м.
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. 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.
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 120 м, 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.
Киноколъцовка 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.
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 ТВ-канала.
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 частотно-модулированному каналу.
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 ТВ-приемнике 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 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 м;
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 м. Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную 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.
Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм. 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 ТВ-передачи 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 волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, 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 ТВ-программы 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 магнитными головками строчки записи видеосигнала располагаются на ленте под углом, близким к 90 ° к направлению ее движения. Такая видеозапись называется поперечно-строчной. В бытовых видеомагнитофонах, как правило, применяется наклонно-строчной 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.
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.
Видеопроигрыватель дисков - устройство, которое вместе с телевизором может воспроизводить (в зависимости от функций) CD- и DVD-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 видео и аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран.
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.
Вспомогательные тсо
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 1750 х 1730x200 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 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 -8м. Максимальная площадь киноэкрана - 8 м. 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 подсветной 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 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 оверхед-проектора 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. Плазма-технологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны, так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней CRT-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 информационно-справочные 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: PAL, SECAM, NTSC. Есть встроенная аудиосистема. Масса - 40 кг .
К вспомогательным ТСО можно отнести и современные электронные доски . Это доска с интерактивными возможностями и возможностью 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-за-строчкой, 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 PC, 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 колесиках.
Для копирования информации с доски или информационной панели разработаны устройства для копирования. Одна из таких моделей простым нажатием на кнопку позволяет сделать бумажные копии с маркерных досок, флип-карт, презентационных досок. С помощью видеоискателя можно скопировать информацию целиком или какие-либо необходимые фрагменты. Устройство имеет термопринтер, рулонную термобумагу. Скорость около 20 страниц для обычной печати и 30 -для высокой. Питание от батареек. Размеры - 6,28 х 21 х 29,8 см. В комплекте - тренога с фиксирующими защелками. Изображение можно воспроизводить вертикально и горизонтально. Общая масса с треногой - 3,15 кг.
В параграфе о компьютерах были перечислены основные устройства ввода-вывода информации в компьютер, относимые к периферийным устройствам. Рассмотрим их подробнее.
Стандартным устройством ввода является клавиатура . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Обычно используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа - драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:
- форму буквы V, W и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
- большие опоры для запястий, поддерживающие кисти в прямом положении;
- мембранную бесшумную замену клавишам;
- сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.
Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.
Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.
Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.
Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.
Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - «цифра». Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры. Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен.
Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры играющий ведет машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в -руке, и чувствуется, как пули попадают в автомобиль.
Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.
Отличительные черты мыши:
- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);
- количество кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);
- способ соединения (проводные или беспроводные мыши).
Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.
Современный рынок устройств ввода постоянно пополняется новыми экзотическими координатными устройствами. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек-прокруток. Мышь с аналогичными свойствами с миниатюрным джойстиком вместо колесика получила название -мышастик.
Новинкой является беспроводная «летучая» мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.
Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара, не требуется коврика и места для перемещения манипулятора по столу. Трекболы широко используются в портативных компьютерах .
Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться». Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора .
Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.
Отличительные черты сканеров:
- глубина распознавания цвета: черно-белые с градацией серого, цветные;
- оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 150, 300, 600, 1200 точек на дюйм;
- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные - сами обучаются;
- конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные. К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.
Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов.
Перспективны разработки программ, позволяющих с помощью обычного микрофона ввести речь человека в компьютер и преобразовать ее в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тыс. слов с адаптацией к индивидуальным голосам.
Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования; например, при изучении языков функция распознавания и коррекции речи незаменима для формирования правильного произношения.
Устройства вывода преобразуют машинное представление информации в форму, понимаемую человеком. К основным устройствам вывода персонального компьютера относятся мониторы, принтеры, плоттеры, а также устройства вывода звуковой информации.
Монитор, или видеотерминал, предназначен для отображения символьной и графической информации. Большинство мониторов реализовано на базе электронно-лучевых трубок, напоминающих кинескопы обычных телевизоров. Это не касается портативных компьютеров, чьи мониторы обычно реализуются на основе жидкокристаллических индикаторов. Компактные размеры мониторов на основе жидкокристаллических панелей, которые представляют собой плоские экраны, а также отсутствие вредных излучений, влияющих на здоровье, делают данный вид монитора все более популярным .
Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевых трубок, являются: разрешающая способность экрана, расстояние между точками на экране, величина диагонали экрана.
Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от английского словосочетания Picture's Element - элемент картинки). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разрешение 800 х 600,1024 х 768 точек. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.
В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, в графическом режиме - любое изображение, состоящее из точек. Для представления символов текстовой информации используется матрица с фиксированным количеством пикселей, например, 8 x 8 или 8 x 14.
Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные.
Расстояние между точками на экране, или величина шага, определяет четкость изображения на мониторе. Величина шага колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.
Величина диагонали экрана измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера экрана монитора зависит от сферы использования персонального компьютера. Для учебных, бытовых задач наиболее популярными являются 14- и 15-дюймовые мониторы. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17-дюймовых. Для эффективной работы с системами автоматизированного проектирования, где одновременно отображается большое количество графической информации, используются 21-дюймовые мониторы.
Принтеры предназначены для вывода данных на бумагу. Они преобразуют машинное представление информации в символы, буквы, знаки. Любой символ представляется на бумаге набором точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатного устройства. Печать производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Получение последовательных строк осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют печатать на бумаге рисунки и графики, а также могут распечатывать информацию и на специальной пленке, например для создания слайдов.
По способу формирования изображения на бумаге принтеры делятся на:
а) последовательные, когда документ формируется символ за символом;
б) строчные, когда формируется сразу вся строка;
в) страничные, когда формируется изображение целой страницы. По количеству цветов, используемых при печати документа, принтеры бывают черно-белые и цветные.
По способу печати принтеры бывают ударные и безударные. Важнейшими характеристиками принтеров являются:
- ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;
- скорость печати, определяющая число знаков или число страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту;
- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi при печати символа.
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, светодиодные, термические, литерные.
Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Красящая лента оставляет оттиск изображения на бумаге. Головка принтера, содержащая набор иголок, активизирует нужные иголки для получения требуемого изображения. Чем больше иголок, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые. Наибольшее распространение они имели в 80-х и в начале 90-х годов. В настоящее время они сильно потеснены струйными и лазерными.
Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила, поэтому головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки, достигнув бумаги, наносят требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем больше количество сопел на единицу площади и тем выше качество печати. Струйные принтеры дают изображение, по качеству близкое к типографскому, что определяет широкую сферу их использования для создания различных документов. Струйные принтеры работают тихо. Скорость и стоимость печати струйных принтеров выше, чем у матричных. Но работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой могут растекаться. По этой же причине в струйном принтере используется только качественная гладкая бумага.
Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.
Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, высокую скорость печати - от нескольких страниц в минуту при цветной печати и свыше десяти страниц при черно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.
Светодиодные принтеры выполнены на основе светодиодной технологии (LED). В отличие от лазерного принтера, в нем отсутствует сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Вместо нее применена линейка светодиодов. Такая конструкция повышает надежность, простоту обслуживания, экономичность и снижает стоимость. Светодиодная технология имеет следующие преимущества перед лазерной:
- формирователь изображения (линейка светодиодов) значительно компактнее лазерной оптико-механической системы;
- система проще и надежнее из-за отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей;
- снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана.
Цветной светодиодный принтер работает па оригинальной тандемной технологии, благодаря которой полноцветная страница формируется в принтере за один проход. Таким образом достигается небывалая для цветных офисных принтеров скорость печати - 8 страниц в минуту. В принтерах такого формата применены раздельные фотобарабан и тонер-картридж. Это позволяет заменять тонер по мере его расходования, не трогая барабан до тех пор, пока устраивает качество отпечатков. Выпускает такие принтеры фирма OKI.
Принцип работы литерных принтеров схож с принципом работы печатающей машинки: смоченные краской молоточки (литеры) бьют по бумаге. Литеры размещаются на барабане или резиновой ленте. Барабан (или лента) поворачивается так, чтобы в нужном месте ленты оказалась нужная литера, и происходит удар литерой по ленте. Удары происходят очень быстро с характерным потрескиванием. Предварительно литеры смазываются краской специальным красящим валиком. Литерные принтеры весьма просты и надежны, но могут печатать только цифры и некоторые специальные символы. Использование подобных принтеров ограниченно.
Работа термопринтеров основана на использовании специальной термочувствительной бумаги, которая протягивается через гребенку полупроводниковых нагревательных элементов, быстро нагревающихся или остывающих и оставляющих в нужных местах отметки - от нагревания термобумага темнеет. Из таких отметин и складывается изображение. У термопринтеров много достоинств: высокая надежность из-за отсутствия большого количества движущихся и трущихся частей; отсутствие бумажной пыли, бесшумность работы; режим экономии бумаги, так как шрифт можно сделать каким угодно малым. Основной недостаток - необходимость специальной термобумаги.
Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. В образовательном учреждении они могут использоваться для подготовки любого наглядного материала как для учебных целей, так и для внеклассной работы .
Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка за точкой наносится изображение на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (to plot - «вычерчивать чертеж»).
К основным характеристикам плоттеров относятся:
- скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;
- скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых в минуту;
- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.
Плоттеры подключаются к компьютеру через параллельный или последовательный интерфейс либо в слот расширения встраивается плата.
По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага.
По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.
Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета.
Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн.
Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.
Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.
Карандашные плоттеры используют для получения изображения обычный грифель. Они самые дешевые и требуют дешевого расходного материала.
Для вывода звуковых сигналов используются звуковые колонки.
Для обеспечения обработки звуковой информации современный компьютер оснащается звуковой картой (SoundBlaster). Звуковая карта устанавливается в свободный слот расширения и обеспечивает подключение к компьютеру микрофона, наушников или звуковых колонок, различное аудиооборудование: магнитофоны, усилители, музыкальные синтезаторы, а также имеет игровой порт для подключения джойстика. Возможности звуковой карты обеспечивают ввод, обработку и вывод звуковой информации, синтез стереозвучания, широкого набора музыкальных инструментов.
Современный компьютер все чаще имеет средства телекоммуникации, которые обеспечивают интеграцию персонального компьютера в информационное пространство, подключение к компьютерным сетям. Телекоммуникации буквально означают связь на расстоянии. Основным средством телекоммуникации является модем, который посылает и получает данные с удаленных компьютеров.
Модем преобразует выходную информацию компьютера в форму, доступную к передаче по различным каналам связи. Как правило, для передачи используется телефонная сеть. При получении информации из сети от другого компьютера модем преобразует входную информацию в форму, доступную для обработки компьютером .
Модем реализуется в виде внешнего или внутреннего устройства. Внешний модем подключается к компьютеру через один из последовательных портов компьютера. Внутренний модем представляет собой плату, которая устанавливается в свободный слот расширения. Выход модема подключается к телефонной сети.
Основной характеристикой модема является количество бит информации, передаваемых в секунду. Современные модемы оснащаются голосовыми функциями, например голосовой почтой, поддерживают функции автоматического распознавания номера, позволяют принимать участие в многосторонних конференциях через сеть Интернет.
Существуют и другие вспомогательные ТСО, например, видеокамеры современных моделей.
Есть миниатюрная видеокамера весом около 500 г, размером с фотоаппарат, простая в обращении. Имеет 44-кратное увеличение, электронный стабилизатор и многое другое. Обеспечивает хорошее воспроизведение видео- и звуковых записей .
В настоящее время выпускается другой формат миниатюрной видеокамеры, с помощью которой можно показать любые иллюстрации, тексты и трехмерные объекты. С помощью специального кабеля она подключается к любому аппарату с видеовходом PAL: ЖК-проектору, телевизору, компьютеру. Камера очень маневренна благодаря гибкой шее, на которой она держится. Объектив FlexCam обеспечивает резкость от 1 см до бесконечности и позволяет увеличивать изображение в 50 раз. Высокая разрешающая способность дает хорошее изображение в любых условиях. Встроенные стерео-микрофоны позволяют эффективно использовать камеру для мультимедийных приложений. К отдельным моделям можно подсоединить несколько камер, приставки к микроскопу .
В цифровом фотоаппарате снимки записываются на специальную карту флэш-памяти или на миниатюрный жесткий диск. После съемки фотографии переносятся в компьютер, если подсоединить к нему фотокамеру с помощью кабеля. В компьютере отснятое можно отредактировать, подкорректировать цвета, а при наличии печатающего устройства и распечатать. Снимки, хранящиеся в электронном виде, удобны для монтажа, иллюстрирования любого материала или передачи на другие компьютеры.
Диктофон - это аудиоустройство, предназначенное для записи и воспроизведения речи или звуков. Такое устройство можно назвать компактным аудиомагнитофоном .
Лазерная указка точно направляет луч в нужную точку (в зависимости от модели от 50 до 500 м) в затемненном помещении. Масса от 44 до 100 г с батарейками. Срок работы батареек до 25 ч. Можно выбрать постоянное или мигающее свечение точки. Подходит к работе с любой экранной проекцией. На рисунке изображена лазерная ручка-указка, которой можно писать .
К современным вспомогательным ТСО следует отнести машинки для ламинирования. Наглядные пособия на бумажных носителях, сделанные для учебных целей фотографии и другие иллюстративные материалы и документы могут обветшать и порваться, но обретут долгую жизнь, если будут покрыты слоем защитной пленки. Существуют разные модели таких машинок. Они просты в обращении, многие модели не требуют специальной настройки. Есть машинки для горячего и холодного ламинирования .
Начинают приобретать популярность различные машинки для переплета, которые позволяют переплетать подготовленные пособия.
В настоящее время получили широкое распространение всевозможные лазерные принтеры, копировальные аппараты, а также комбинированные универсальные устройства, которые просты в использовании и обеспечивают практически полиграфическое качество печати .
Перечисленные вспомогательные ТС не только являются помощниками в организации учебного процесса, но и раскрывают широкие возможности наполнить совершенно невозможными ранее формами работы внеклассную и досуговую деятельность воспитанников образовательных учреждений.
Архитектура ПК
Архитектура персонального компьютера — компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

 
Архитектура содержит в себе основные черты современных архитектурных решений вычислительных машин. Архитектура современных персональных ЭВМ основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить её модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
 
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
§        системный блок;
§        монитор;
§        клавиатуру;
§        мышь.
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
 
Внутри системного блока размещаются следующие узлы:
·        электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
·        блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электросхемы компьютера;
·        накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
·        жесткий магнитный диск;
·        другие устройства.
Память компьютера
Основная память компьютера состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения специальных программ, которые записываются на заводе. Этот комплекс программ называется BIOS – базовая система ввода-вывода. Работа программ, записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном экране бегущими белыми строчками. В этот момент компьютер проверяет свои устройства.
Самое быстродействующее устройство для хранения данных – оперативная память компьютера.  Ее преимущество – высокая скорость записи и считывания данных. Ее недостаток состоит в ограниченном объеме и в том, что при выключении компьютера оперативная память очищается.
Оперативная память используется для кратковременного хранения данных в тот момент, когда они проходят обработку или происходит их прием-передача. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться 1 байт данных. У каждой ячейки есть свой адрес.
Электронные платы
Каждая плата представляет собой плоский кусок  пластика, на котором укреплены электронные компоненты и различные разъемы.
 
 
Материнская плата
Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская плата. На ней располагаются микропроцессор, оперативная память, шина (или шины), BIOS.  Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и др.).
Контроллеры
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называют контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.  В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали
Микропроцессор
Обработка информации – главная задача компьютера. Для работы с данными существует специальная микросхема, которая называется микропроцессором или процессором. Он вызывает данные с диска в оперативную память, забирает их к себе, обрабатывает, а затем отправляет в оперативную память и записывает в виде файла на диск.
Для того, чтобы процессор всегда знал, что и с какими данными надо сделать, он должен непрерывно получать команды (инструкции). Инструкции записаны в программах.
Программа – это упорядоченный список команд.
Процессор состоит из устройства управления (УУ), которое управляет работой с помощью электрических сигналов, арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего операции над данными, и регистров - для временного хранения в процессоре данных и результатов действий над этими данными.
Существуют различные процессоры, и у каждого свои регистры. Существуют восьмиразрядные регистры, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные. Разные регистры процессора имеют разное назначение. Регистры общего назначения используются для операций с данными. Адресные регистры содержат адреса, по которым процессор находит данные в памяти. Существуют десятки различных регистров.
Состав регистров процессора и их назначение называют архитектурой процессора.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются разрядность и  тактовая частота.
Тактовая частота – количество операций, выполняемых за 1 секунду (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера.
Обращения к оперативной памяти для процессора самые неудобные. Операции внутри процессора выполняются быстрее. Чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти, внутри процессора создают небольшой участок памяти. Эта память получила название кэш-памяти.
Накопители информации
Для длительного хранения больших объемов данных компьютер использует магнитные диски. Магнитные диски бывают двух типов – гибкие и жесткие. Гибкие диски (дискеты) имеют не очень большую емкость и работают сравнительно медленно, но их можно переносить с одного компьютера на другой. Жесткие диски обладают большой емкостью, но они располагаются внутри системного блока и их нельзя переносить. Диск вращается с огромной скоростью, а над магнитной поверхностью парит на воздушной подушке магнитная головка, которая записывает и считывает биты и байты данных. Корпус жесткого диска закрыт кожухом, снимать который нельзя, иначе попавшие микрочастицы пыли со временем выведут  диск из строя.
Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и  прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. Мы уже знаем, что информация  хранится не байтами, а файлами. Каждый файл на диске имеет свой адрес.
Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки, в свою очередь, разбивают на секторы. Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтам. Разбиение диска на дорожки и секторы называется форматированием. Его выполняют служебные программы.
Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация. Например,  на этой дорожке хранится так называемая таблица размещения файлов. В этой таблице компьютер запоминает адреса записанных файлов.
Для переноса больших объемов информации между компьютерами используют лазерные компакт-диски. Один такой компакт-диск может содержать 650 Мбайт данных.
Лазерный диск вставляется в специальный дисковод, который называют дисководом CD-ROM (CompactDiskRead-OnlyMemory). Считывание информации производится с помощью лазерного луча. Современные дисководы CD-ROM  работают почти также быстро, как жесткие диски, но, в отличие от них, такие дисководы могут только читать данные и не могут их записывать.
Для записи лазерных дисков существуют специальные «пишущие» дисководы, которые называют CD-R(CompactDiskRecorder) – устройства однократной записи и устройства многократной записи CD-RW.
Появились еще более емкие носители информации – диски DVD. Один такой диск может вместить несколько гигабайтов данных.
Каждый диск, присутствующий на компьютере, имеет уникальное имя. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или С:.
Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков. Буквой С: обозначается первый жесткий диск.
Видеоконтроллеры
Электронные схемы компьютера, обеспечивающие выполняется в виде специальной платы, вставляемой формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называют видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычно в разъем системной шины компьютера. Видеоконтроллер получает от микропроцессора команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти – видеопамяти,  и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор – видеосигнал.
Устройства ввода-вывода информации
К устройствам ввода информации относятся клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик, световое перо), сканер, средства речевого контроля. С помощью клавиатуры пользователь вводит алфавитно-цифровую информацию и управляет работой компьютера. Любая клавиатура имеет четыре группы клавиш:
·        клавиши пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;
·        служебные клавиши;
·        функциональные клавиши;
·        клавиши малой двухрежимной цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.
Манипуляторы являются дополнительными устройствами для ввода информации. Совместно с клавиатурой они повышают удобство работы пользователя с компьютером. В настоящее время используются различные виды манипуляторов:
·        джойстик обеспечивает перемещение курсора на экране в одном из четырех направлений;
·        световое перо может применяться для указания точки на экране дисплея или для формирования изображений;
·        мышь представляет собой приспособление для указания нужных точек на экране путем перемещения его вручную по плоской поверхности.
Сканер предназначен для ввода в компьютер представленных в печатном виде текстовых и графических данных.
Наиболее часто используемые устройства вывода информации – это дисплеи, принтеры, графопостроители и синтезаторы звука.
Видеомонитор, дисплей или монитор предназначен для вывода на экран информации.
Принтеры – это устройства для вывода на бумагу текстов и графических изображений. В настоящее время известно несколько видов принтеров: матричный, струйный, лазерный.
Мультемедийный компьютер
Термин «мультимедиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда или носитель информации». Таким образом, мультимедиа-компьютеры должны уметь воспроизводить:
·        музыку, речь и  другую звуковую информацию;
·        анимационные фильмы и другую видеоинформацию.
Мультимедийный компьютер должен быть оснащен дисководом для компакт-дисков, звуковой картой и колонками или наушниками. Кроме этого есть требования к быстродействию, объему оперативной памяти и наличие программного обеспечения.
Дидактические особенности сети «интернет»
Дидактические свойства современного компьютера, снабженного программным обеспечением в вариантеInternet Explorer и Microsoft Office 97, включают следующие особенности:
– возможность в любой документ (не исключая даже электронных писем) вставить графические изображения и гиперссылки. Гиперссылки при этом являются работающими, то есть по ним можно выйти на связь с любым электронным адресом или сервером Интернета;
– поддерживается копирование такого расширенного текста из одного программного средства в другое. Это расширяет возможности обучения, поскольку те дидактические свойства, которых не хватает в одном из программных средств, могут быть оперативно подключены путем копирования текста задания в другое средство.
Например, если Internet Explorer не позволяет править текст непосредственно в гипертекстовом виде (в нем предусмотрена только возможность правки кода HTML, что, конечно, по силам далеко не всем ученикам), то мы можем скопировать текст задания со всеми особенностями его формата (что существенно) в программу Word и уже в ней выполнить задание, а затем также с сохранением всех особенностей формата текста отправить его по электронной почте.
Такие дидактические свойства являются особенностью именно современного этапа развития программного обеспечения и делают обучение в Сети гораздо более простым и удобным процессом. При программировании обучающих курсов такие средства снимают многие существовавшие прежде проблемы.
Обратимся теперь к ресурсам Интернета, которые также могут широко использоваться с дидактическими целями.
Ресурсы Интернета
Главным качеством сети Интернет является наличие огромного количества текстовой информации на различных языках. Конечно, такая информация не предназначена непосредственно для применения в качестве учебного материала, однако для многих учащихся возможность работы в Интернете является важным мотивом поведения, поэтому учитель гуманитарных предметов может и даже должен грамотно использовать эту мотивацию. Довольно подробно исследовано применение реальных электронных писем в преподавании гуманитарных предметов.
Одним из интересных и полезных свойств сети Интернет является наличие механизмов поиска. Помимо прямой и очевидной пользы от таких механизмов для поиска документов и программ, можно указать их более нетривиальное применение конкретно на уроках иностранного, прежде всего английского, языка.
Полноценное усвоение лексики требует ее применения в конкретных речевых ситуациях. Именно с этой целью можно применять механизмы поиска по ключевым словам. При этом в результате поиска будут получены оригинальные тексты, созданные носителями языка. Более того, запрос на поиск текста можно уточнить дополнительными ключевыми словами, что позволит найти тексты по конкретной тематике, интересной для данной группы учащихся.
Такие приемы деятельности в Интернете позволяют оперативно реагировать на потребности учебного процесса, учитывать мотивацию конкретной учебной группы. В зависимости от конфигурации технических средств учитель может использовать данный прием в процессе подготовки занятия или в процессе его проведения.
Аналогичным образом можно организовать деятельность учащихся в курсах других предметов, например в курсе информатики по темам «Базы данных» и «Телекоммуникации». Активные гипермедийные среды дают современные средства планирования и организации занятий учителю. Можно оформить план занятия в виде гипертекста, предусмотреть в нем различные виды работ, причем сами эти работы также имеют вид гипертекста; современный гипертекст – это не только ссылки, но и разнообразные формы, позволяющие собирать информацию, организовывать тестирование и т. п.
Зарубежный и отечественный опыт использования гипермедиа в учебном процессе показывает, что гипермедиа следует использовать не «в лоб», только как источник информации, а как инструмент управления обучением. Разрабатывая проекты, презентации с использованием средств гипермедиа и размещая их в сети Интернет, учащиеся приобретают знания и навыки, не сводящиеся к традиционным репродуктивным.
Графика и звук
Графика и звук широко применяются в современных гипермедийных средствах Интернета.
Необходимо учитывать, что в гипертекстовых страницах используется графика двух видов – обычные иллюстрации и маленькие рисунки-иконки. Звуковые файлы применяются в четырех основных видах: короткие характерные звуки, выполняющие ту же роль украшения, что и иконки; музыкальные файлы без человеческого голоса и запись человеческого голоса и (или) музыкального произведения двух уровней качества (низкого и высокого).
Для представления обычных иллюстраций используется, как правило, фотографический формат JPEG, позволяющий передать много деталей в цветовой палитре, превышающей 256 цветов.
Для представления иконок используется формат GIF, допускающий создание мультипликационных рисунков и ориентированный на более грубую графику. Оба эти формата обеспечивают значительное сжатие графической информации по сравнению с ее побитовым представлением (формат BMP).
Рассмотрим 4 основных типа звуковых файлов: MIDI; WAV; RA; МРЗ.
MIDI-файлы не предназначены для записи звуков речи, они позволяют очень сжато записывать музыкальные мелодии, которые затем могут быть синтезированы на компьютере пользователя. Средний размер этих файлов – 30–50 Кб, что позволяет реально их использовать для музыкального сопровождения гипертекстовых страниц.
WAV-файлы – это стандартный способ записи любых звуков, не обладающий компактностью. 1 минута звукозаписи в этом формате порождает файл размером в несколько Мб. Для применения в Интернете пригоден лишь при передаче очень кратких звуков.
RA-файлы – это специальный способ сжатия звуковых файлов для передачи их по сети Интернет, на данный момент не отличается хорошим качеством передачи музыки, но приемлем для передачи голоса.
МРЗ-файлы – компромиссный вариант, позволяющий в 1 Мб уместить 4–5 минут звучания, по качеству приближающегося к хорошему радиоприемнику. Для воспроизведения необходимо сначала полностью загрузить соответствующий файл, что может занять 10–20 минут.
Сами по себе красивые рисунки-иконки и краткие звуки не создают дополнительных удобств или содержания в применении гипертекстовых страниц для образовательных целей. Их роль скорее вспомогательная, мотивационная. Тем не менее часто небольшие иконки выполняют роль структурных смысловых элементов текста, повышая его «читабельность».
Звуковые файлы могут играть на уроке различные роли: демонстрировать правильное произношение; для диктовки; для проверки качества восприятия учеником языка со слуха и т. п. Чисто музыкальные файлы могут использоваться для хорового или индивидуального пения на изучаемом языке («караоке»), причем компьютер позволяет записать и воспроизвести получившуюся в результате песню в целом.
В Интернете можно найти не только музыкальное сопровождение песен, но и их слова. Степень влияния гипермедийной информации на учащихся возрастает, если ее подача осуществляется систематически, в определенном порядке. Один из ресурсов Интернета, позволяющий добиться такого эффекта, – это активные каналы.
Активные каналы
Еще одной очень агрессивной в плане предложения информации моделью являются различные «новостийные» системы, такие, как PCN, ZDnet, TehnoWeb и т.п. Авторы их прекрасно используют возможности, предоставляемые мощными современными ЭВМ, такие, как возможность мультипликации, использование мелких шрифтов и рисунков и т. п.
Структурно эти системы решены как средства представления чрезвычайно сжатой информации на экране, сопровождаемой средствами быстрого развертывания ее до полного объема, включая и массу ссылок на разнообразные материалы, помещенные в Интернете.
Основу этих систем составляет модель гипермедиа, снабженная своеобразными усовершенствованиями. Интерфейс пользователя в этих системах побуждает не только к пассивному созерцанию иконок, но и к максимально быстрому ознакомительному чтению «бегущих строк», индексов и т. п.
Технически эти системы используют как возможности гипертекста, так и совершенно новые принципы работы, радикально меняющие способы работы с информацией за счет перемещения центра тяжести переработки информации на компьютер пользователя (вспомним, что они рассчитывают на наличие у пользователя мощного современного компьютера).
Приведем описание понятия «активный канал» из руководства к программе просмотра Web – Internet Explorer 4.0.
Активные каналы – это серверы Web, специально разработанные с учетом одной из распространенных программ просмотра Web – Internet Explorer 4.0. Эти серверы используют новые особенности программы Internet Explorer, чтобы дать вам более широкие и быстрые возможности доступа к Web.
Канал – это web-узел, созданный для доставки содержимого из Интернета на ваш компьютер, как при подписке на избранные web-узлы. Для просмотра содержимого вам не придется подписываться – поставщик содержимого каналов предложит вам расписание подписки, или вы настроите собственное расписание. Кроме того, используя каналы, вы будете видеть не только одну web-страницу, но и всю структуру web-узла, что ускорит ваш выбор необходимого для просмотра содержимого.
Активные каналы разработаны таким образом, что вы сможете их просматривать даже в автономном режиме. Например, можно настроить избранные вами активные каналы таким образом, что их загрузка на вашу ПЭВМ будет идти ночью, а днем вы сможете их просматривать без подключения к Интернету.
Современное понятие активного канала включает в себя многие приемы, разработанные в рамках вышеупомянутых новостийных систем. Очевидно, обучение может и должно эффективным образом применяться в рамках активного канала.
Итак, Интернет предоставляет, с одной стороны, громадное информационное поле, содержащее самую разнообразную педагогически ценную информацию, и гипертекст в качестве средства навигации в этом поле, а с другой стороны, различные средства оживления восприятия этой информации: графику, звук, движение.
Уже это показывает значительные преимущества Интернета перед традиционным бумажным учебником. Однако еще большее значение для мотивации обучения имеет интерактивный, диалоговый характер современного гипертекста.
Новые ит в образовании
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
ОБРАЗОВАНИИ
Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него
компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности,
обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное
информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является
компьютеризация образования. В настоящее время становление новой системы образования,
ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство.
Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и
практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в
содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным
техническим возможностям, и способствовать гармоничному вхождению ребенка в
информационное общество. Компьютерные технологии призваны стать не дополнительным
«довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса,
значительно повышающей его эффективность.
Проблема широкого применения компьютерных технологий в сфере образования в
последнее десятилетие вызывает повышенный интерес в представителей педагогической
науки. Большой вклад в решение проблемы компьютерной технологии обучения внесли
российские и зарубежные ученые: Г.Р.Громов, В.И.Гриценко, В.Ф.Шолохович, О.И.Агапова,
О.А.Кривошеев, С.Пейперт, Г.Клейман, Б.Сендов, Б.Хантер и др.
Отметим, что в последние годы термин «информационные технологии» часто
выступает синонимом термина «компьютерные технологии», так как все информационные
технологии в настоящее время так или иначе связаны с применением компьютера. Однако,
термин «информационные технологии» намного шире и включает в себя «компьютерные
технологии» в качестве составляющей. При этом, информационные технологии, основанные
на использование современных компьютерных и сетевых средств, образуют термин
«Современные информационные технологии».
Под информационной технологией понимается процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной и нформации) для
получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления
(информационного продукта).
Если в качестве признака информационных технологий выбрать инструменты, с
помощью которых проводится обработка информации (инструментарий технологии), то
можно выделить следующие этапы ее развития:
1-й этап (до второй половины XIX в.) – «ручная» информационная технология,
инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации
осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш.
Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX в.) – «механическая» технология, оснащенная более
совершенными средствами доставки почты, инструментарий которой составляли: п ишущая
машинка, телефон, диктофон. Основная цель технологии - представление информации в
нужной форме более удобными средствами.
11
3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) – «электрическая» технология, инструментарий
которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение,
электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Основная цель
информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации
на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х гг.) – «электронная» технология, основным
инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе
автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы,
оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.
Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны
информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на
организацию аналитической работы.
5-й этап (с середины 80-х гг.) – «компьютерная» («новая») технология, основным
инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром
стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит
процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия
решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы
анализа и искусственного интеллекта для разных уровней управления, реализуются на
персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на
микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства
бытового, культурного и прочего назначений.
6-й этап – «сетевая технология» (иногда ее считают частью компьютерных
технологий) только устанавливается. Начинают широко использовать ся в различных
областях глобальные и локальные компьютерные сети. Ей предсказывают в ближайшем
будущем бурный рост, обусловленный популярностью ее основателя - глобальной
компьютерной сети Internet.
Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с каждым днем все больше
проникают в различные сферы образовательной деятельности. Этому способствуют, как
внешние факторы, связанные с повсеместной информатизацией общества и необходимостью
соответствующей подготовки специалистов, так и внутренние факторы, свя занные с
распространением в учебных заведениях современной компьютерной техники и
программного обеспечения, принятием государственных и межгосударственных программ
информатизации образования, появлением необходимого опыта информатизации у все
большего количества педагогов. В большинстве случаев использование средств
информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда
учителей школ, а также на эффективность обучения школьников.
С развитием информационных технологий профессиональная деятельность учителя
выходит за рамки классно-урочной системы и активизируется в сети Интернет. Она
представляет собой воспитывающее и обучающее воздействие учителя на ученика
средствами Интернет. В современных условиях расширяются возможности для
самообразования, совершенствования профессиональных качеств самого учителя.
Усиление роли ИКТ в образовании делает необходимым формирование
информационно-коммуникационной компетенции учителей. Умение применять ИКТ для
решения профессиональных проблем и задач в реальных ситуациях педагогической
деятельности способствует реализации личностно-ориентированной парадигмы образования.
Информационно-коммуникационные технологии позволяют собирать, обрабатывать,
хранить, распространять, отображать различного рода информацию и с помощью
электронных средств коммуникации осуществлять взаимодействие людей, территориально
удалѐнных друг от друга. Для профессионального взаимодействия учителей в сети
необходимы знания, умения и навыки использования ИКТ в педагогической деятельности.
Однако профессиональная подготовка педагогических кадров не должна сводиться только к
12
обучению информационным и коммуникационным технологиям, но и к обучению
современным педагогическим технологиям (личностно-ориентированное обучение, метод
проектов, обучение в малых группах и т.д.). Данные технологии дополняют друг друга: через
современные педагогические технологии к современным средствам обучения - ИКТ и
наоборот..
Повышение квалификации учителей средствами дистанционного обучения может
быть организовано на базе ресурсных центров, обладающих высококвалифицированными
педагогическими кадрами. Анализ зарубежного опыта дистанционного обучения,
проведѐнный Е.С. Полат, показывает, что растѐт число университетов, предлагающих услуги
дистанционной формы обучения. Это национальный технологический университет (NTU г.
Форт-Коллинз штат Колорадо), открытый Британский университет, открытый университет
Хаген (Германия), Испанский национальный университет дистанционного образования,
Национальный центр дистанционного образования Франции, центры ДО Финляндии,
Австралии (ACTEIN - Australian Capital Territory Information Network), стран восточной
Азии, Африки и др. В России также, достаточно активно растѐт число вузов, предлагающих
дистанционную форму обучения не только для студентов, но и для дополнительного
профессионального образования (МЭСИ, МИЭМ, Ульяновский государственный
технический университет, РГУ, институт ЮНЕСКО, институты повышения квалификации и
др.).
Новшеством в сфере образования в последние годы стало участие нашей страны в
проектах в области дистанционного обучения. Как известно, лидирующим учебным
заведением в этом направлении является Азербайджанский Государственный
Экономический Университет (АГЭУ). АГЭУ уже с 2001 года, предоставляет своим
студентам факультета переквалификации и повышения квалификации возможность
дистанционно учиться в вузе. В текущем году университет реализует новый проект в этой
сфере совместно с университетом штата Индиана и Ассоциацией Научных и
Образовательных Сетей Азербайджана (AZRENA). Предоставленным грантом
Университетом Индианы предусматривается создание Центра дистанционного обучения
(ЦДО), подготовка кадров АГЭУ в этой области в университете Индианы и предоставление
необходимого программного обеспечения со стороны того же университета. Однако
основной целью проекта является создание и развитие Центра Дистанционного Обучения в
Азербайджане. Планируется, что сертифицированные специалисты -инструкторы центра
будут предоставлять необходимые услуги в сфере дистанционного обучения, проводить
семинары и тренинги по подготовке инструкторов в этой сфере. Его открытие позволит в
дальнейшем другим учебным заведениям также реализовывать проекты в области
дистанционного образования. В дальнейшем планируется внедрение виртуального
образования на большинстве факультетов вуза, а также на отдельным областям
образовательной системы страны.
Расширение образовательного рынка страны за счет экспорта образовательных услуг
своего вузов в страны ближнего и дальнего зарубежья будет способствовать интеграции
системы образования в мировую образовательную систему и росту престижа образования.
Особенности применения комбинированных тсо
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 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;
e) 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 процессе 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 понятии 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 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.
Природосообразностьзаключается 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 существенныe признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме. Принцип доступностиобучения, 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 самодеятельноститакже 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 ситyаций: 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 известны 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 ниx во всех заложены элементы развивающего обучения.
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.
Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием индивидуальных особенностей личности каждого ребенкапо-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.
Специально применительно к ТСО необходимо сказать о таких принципах, как принцип меры и принцип комплексного характера их использования.
Разнообразные и неиссякаемые возможности ТСО и НИТ 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 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 обучении, даже компьютер с его поражающими воображение возможностями, нельзя противопоставить другому, так как каждое из них относительно выигрывают перед остальными лишь в определенныx учебных ситуациях, при решении определенных дидактическиx 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 поредством 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 средствамиобучения. 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 материала, формам и методам организации труда преподавателя и учащихся, материально-техническим условиям и возможностям.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 ТС, 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.
Дидактические возможности обучающих, так же как и контролирующих технических средств обучения (ТСО), определяются степенью совершенства программ, которые в них реализуются. Программа и ТСО органически взаимосвязаны и дополняют друг друга. Какими бы совершенными ни были ТСО, без соответствующей программы, разработанной на основе принципов теории обучения и с учётом достижений в области изучаемого предмета, они утрачивают свою ценность в дидактическом плане и становятся малоэффективными при контроле знаний. В то же время любая совершенная обучающая программа требует для своей реализации устройства с высокими техническими данными. [1, с.233] Наиболее полно требованиям, предъявляемым к ТСО, удовлетворяют автоматизированные обучающие системы (АОС). АОС -- функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. АОС дают возможность использовать быстродействие ЭВМ, её способность хранить большое количество информации, логической возможности, дистанционный доступ к информационным массивам, возможность накапливать и обрабатывать статистический материал об учебном процессе с требуемым уровнем обобщения. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых -- индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей. Оснащение учебного рабочего места устройством отображения информации на электроннолучевой трубке (дисплеем) позволяет организовать диалог с ЭВМ, близкий к естественной форме общения учащихся с преподавателем.
Комплексное использование ТСО всех видов создаёт условия для решения основной задачи обучения -- улучшения качества подготовки специалистов в соответствии с требованиями современного научно-технического прогресса.
Методика применения ТСО
 





№
Название
Назначения
Недостатки
Применение
 
1
Плакаты и макеты, статичные и действующие
Иллюстрация, включение зрения в процесс усвоения
Неэффективность при изучении и взаимосвязи, ограниченность показа
В качестве наглядной иллюстрации при изучении и контроле несложных процессов и явлений
 
2
Эпидиаскопы, диафильмоскопы, слайдоскопы
Крупное изображение на экране, статичное
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации иллюстраций из книг, журналов схем и т.д.
 
3
Немой учебный кинофрагмент.
Крупное динамическое изображение на экране.
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации действующих машин и агрегатов в работе.
 
4
Магнитофонная запись
При частой повторяемости учебной информации
Не « работают» зрительные рецепторы.
В небольших аудиториях.
 
5
Звуковой фильм,
мультимедийные технологии
Крупное динамическое изображение на экране.
Сильно отвлекающее воздействие, длительность, трудность переключения, необходимость обслуживания.
В больших аудиториях показа в действии связей машин.
 
 
 
 
 
 
 
 
Гигиенические нормы и требования безопасности с тсо в оу
Общие правила безопасности при использовании компьютерной техники
Применяя технические средства в школе, необходимо строго руководствоваться санитарно-гигиеническими нормами и правилами безопасности. Современные технические устройства, как правило, сложная техника, требующая соблюдения определенных инструкций. Каждое покупаемое техническое устройство должно иметь инструкцию на русском языке.
Существует очень много схожих между собой технических устройств. Выбор устройства, оптимально подходящего для решения конкретной задачи, обычно очень сложное дело. Надо научиться правильно использовать консультации специалистов.
Вся компьютерная техника питается электротоком напряжением 220 В, которое опасно для жизни человека. Поэтому все лица, допущенные к работе с компьютерной техникой, должны пройти инструктаж по технике безопасности и соблюдать следующие правила:
1. Работать только на исправной компьютерной технике.
2. Знать блок-схему используемой компьютерной техники и правила её эксплуатации, порядок включения, выключения и заземления аппарата.
3. Перед включением общего электропитания проверить исходное положение всех выключателей, розеток и вилок и выключить их.
4. Запретить разборку аппарата компьютерной техники учащимися.
5. При работе с компьютерной техникой пользоваться только внешними элементами управления.
6. В случае замыкания (появления искр, запаха гари) - отключить электропитание.
7. Замену деталей электроаппаратуры и ее ремонт проводить при выключенных источниках питания.
8. Запрещается определять наличие напряжения путем прикосновения руками к токоведущим деталям аппаратуры.
9. Нельзя менять и ставить предохранители на электроаппаратуру, находящуюся под напряжением.
10. Соединительные провода автотрансформатора с сетью и усилителя с громкоговорителем не должны находиться па пути выхода зрителей.
11. Запрещается использовать воду и пенные огнетушители для тушения загоревшейся электроаппаратуры, так как эти средства являются проводниками тока и, следовательно, могут привести к короткому замыканию и поражению током человека, производящего тушение.
12. Во избежание ожогов нельзя прикасаться к проекционным и радиолампам в течение 10 мин после их выключения.
13. Не разрешается касаться деталей аппаратуры во время её работы.
14. Нельзя включать в сеть аппараты со снятыми фальшпанелями, задними крышками. Это открывает доступ к деталям, находящимся под высоким напряжением, достигающим в телевизорах и дисплеях ЭВМ величины до 12000-25000В. Снятие надолго крышек с аппаратов приводит их к загрязнению, вызывающему нарушение нормальной работы электрических частей устройств.
15. Нельзя пользоваться аппаратами, у которых не работает вентилятор, ибо это может привести к перегоранию или более серьезным неисправностям.
16. При замене проекционной лампы аппарат следует отключить от сети и подождать, пока лампа остынет.
17. Устанавливать новую лампу можно только специальным пинцетом, чтобы не оставлять отпечатков пальцев на колбе, что может вызвать разрушение колбы и преждевременный выход ее из строя.
18. В диапроекторах, снабженных пультами дистанционного управления, используют диапозитивы только в пластмассовых рамках.
19. В разных странах приняты разные стандарты на напряжение в сети и форму розетки. В нашей стране в качестве стандарта принято напряжение 220 В частотой 50 Гц. Перед подключением к розетке нового электрического прибора необходимо проверить, на какое напряжение он рассчитан.
Информация об этом должна содержаться на корпусе прибора и в инструкции к нему. Иногда указывается не точное напряжение, а пределы, в которых оно может находиться (например, 210-230 В). На импортных приборах можно встретить обозначение напряжения латинской буквой V (например, 220V). Существуют и устройства, которые работают практически при любом напряжении в сети. В нашей стране до сих пор еще широко распространены розетки, имеющие два контакта, без третьего - заземляющего. Но постепенно все чаще используются так называемые европейские розетки. В них контакты провода заземления расположены по бокам вилки. Такими электрическими шнурами комплектуются практически все компьютеры. В продаже существуют и специальные переходники, позволяющие подключить европейскую вилку к российской розетке, но такой переходник не имеет контактов с проводом заземления, что может стать источником дополнительной опасности. Часто металлические корпуса приборов, не соединенных с проводом заземления, находятся под напряжением, и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током. Особенно это опасно в том случае, когда рядом, кроме, электрического прибора, например компьютера, находятся трубы отопления или водопровода. Даже мощный и качественный тройник может быть не слишком надежным способом соединения: расшатывается крепление розетки, из-за ненадежной фиксации в гнезде возможно искрение контактов, перегрев и, как следствие, пожар. Для подключения мощных потребителей тока лучше использовать удлинитель, отвечающий европейским требованиям безопасности (1 класс защиты, 10/16А, 2200 Вт, наличие третьего заземляющего провода). Вилка такого удлинителя должна быть литой, с боковыми заземляющими контактами, провод - трехжильным с надежной изоляцией, розетка и корпус изготовлены из негорючих материалов. При покупке надо проверить, насколько прочно закреплен шнур в корпусе удлинителя, и убедиться, что розетки имеют специальные выступы, исключавшие возможность подключения обычных «советских» штепселей, чьи контакты тоньше, чем у европейских. Подбирать длину удлинителя нужно максимально точно: при работе шнур должен быть размотан полностью, но не болтаться под ногами. Выбирать прибор нужно с учетом суммарной мощности подсоединяемых к нему устройств, помня при этом, что стандартная российская электросеть, в которую будет включен удлинитель, предусматривает нагрузку не более 6,3 А (мощность до 1200 Вт) на одну розетку. Необходимо проверить надежность контактов розеток, отсутствие на корпусе выступающих металлических деталей, наличие приспособлений, обеспечивающих устойчивость на гладкой поверхности, и сертификат Росстандарта. Шнур удлинителя уложите вдоль стены или прикрепите к плинтусу, корпус поставьте так, чтобы он не касался мебели и хорошо проветривался. Для подключения сложной техники (компьютеры, музыкальные центры, телевизоры и видеомагнитофоны) лучше использовать удлинитель с выключателем, термоограничителем по току, фильтром защиты от высокочастотных помех и защитой от «выбросов» напряжения. В электрической сети могут возникать определенные нарушения: резкая смена напряжения, внезапные отключения и т.п. Для того, чтобы уменьшить влияние кратковременных нарушений, используют специальные устройства - сетевые фильтры, недорогие, но позволяющие спасти от выхода из строя дорогостоящую аппаратуру. По внешнему виду сетевой фильтр обычно очень похож на обыкновенный удлинитель с выключателем. Его необходимо использовать в том случае, если в электрической сети часто происходят кратковременные нарушения. Сетевые фильтры рассчитаны на определенную мощность подключаемых к ним устройств. Подбирая фильтр, необходимо знать предполагаемую суммарную мощность подключаемых к нему устройств. Сетевые фильтры спасают только от кратковременных нарушений питания. При отключении электричества на несколько секунд или минут они не помогут. В этом случае надо применять устройства бесперебойного питания - сетевые адаптеры. Они позволяют работать несколько минут после отключения электричества, что очень важно при работе с компьютерами. Часто сетевой адаптер не входит в комплект устройства, а продается отдельно. Для работы с устройствами лучше всего использовать адаптеры либо прилагаемые к ним, либо рекомендуемые фирмами-производителями. О таких рекомендациях можно прочитать в инструкциях к прибору или узнать у продавца-консультанта. Можно подобрать адаптер и самостоятельно, зная только необходимое напряжение. Разъемы для подключения сетевых адаптеров у большинства устройств одинаковые. Однако сетевой адаптер - довольно сложное устройство, и кроме входного (к какой сети подключать) и выходного (какое напряжение будет подаваться к устройству) напряжений есть еще много других важных характеристик. Так, электрический ток бывает переменным и постоянным, и, чтобы используемый аппарат не перегорел, обязательно надо выяснить, от какого тока он работает. У любого сетевого адаптера есть два параметра: 1) входное напряжение input показывает, какое напряжение должно быть подано на адаптер; 2) выходное напряжение output показывает, источником какого напряжения является адаптер.
О том, что все электроприборы должны иметь заземление, уже упоминалось. Остановимся на этом несколько подробнее.
Заземлением называют преднамеренное соединение частей электроустановки с заземляющим устройством - заземлителем и заземляющими проводниками. Заземление металлических частей технических средств обучения, электроустановок и оборудования, которые обычно не находятся под напряжением, называют защитным. Защитное заземление устанавливают для предотвращения ударов током. Если же будет обнаружено, что корпус устройства находится под напряжением (оно называется напряжением прикосновения), то пользоваться приборами нельзя даже при наличии заземления. Заземлители бывают естественные и искусственные. К первым относятся металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, а также проложенные в земле неизолированные металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и взрывчатых газов. Категорически запрещается использовать для заземления электрических приборов и компьютерной техники батареи отопления или водопроводные трубы ввиду низкого качества этих трубопроводов как заземляющих устройств.
В качестве искусственных заземлителей обычно применяют запитые в землю стальные трубы, уголковую сталь, металлические стержни.
Заземление в образовательных учреждениях должно осуществляться только специалистами.
Каждому учителю надо не только хорошо знать и соблюдать правила эксплуатации всевозможных электрических установок, но и уметь правильно оказать первую помощь пострадавшему от элетрического тока.
Оказание первой помощи при поражении электрическим током
Учащегося, попавшего под напряжение, надо немедленно освободить от действия электрического тока. Для этого отключают потребитель электрического тока с помощью ближайшего штепсельного разъема, выключателя (рубильника) или путем вывертывания пробок (плавких предохранителей) на щитке.
Если выключатель находится слишком далеко от места происшествия, перерезают или перерубают провода (каждый отдельно) топором или другим режущим инструментом с сухой рукояткой из изолирующего материала. Если рукоятка металлическая, то во избежание контакта оказывающего помощь с цепью электрического тока ее надо обернуть чистой сухой шелковой, шерстяной, хлопчатобумажной или прорезиненной тканью.
Если невозможно быстро разорвать цепь электрического тока, то надо оттащить пострадавшего от провода или же отбросить от него оборвавшийся конец провода сухой палкой или другим предметом из изоляционного материала. Пострадавший сам при этом является проводником электрического тока, поэтому следует соблюдать меры предосторожности. Для этого надо надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой тканью, подложить под ноги изолирующий предмет (резиновый коврик, сухую доску или в крайнем случае свернутую сухую одежду). Отделяют пострадавшего от провода за концы его одежды, не прикасаясь к открытым частям тела. Делать это рекомендуется одной рукой.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока надо немедленно оказать первую помощь. Чтобы определить, в каком состоянии находится пострадавший, необходимо сразу же уложить его на спину, расстегнуть одежду, проверить по подъему грудной клетки его дыхание, наличие пульса (на лучевой артерии у запястья или сонной артерии на шее), а также состояние глазного зрачка (узкий или широкий). Широкий неподвижный зрачок указывает на отсутствие кровообращения в мозгу.
Определить состояние пострадавшего надо быстро - в течение 15-20 с. Если он в сознании, но до того был в обмороке или продолжительное время находился под действием электрического тока, то ему необходимо обеспечить полный покой до прибытия врача и дальнейшее наблюдение в течение 2-3 ч. Если нельзя быстро вызвать врача, надо срочно любым способом доставить пострадавшего в лечебное учреждение при помощи транспортных средств или носилок.
При тяжелом состоянии или отсутствии сознания необходимо вызвать «скорую помощь» на место происшествия. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться: отсутствие тяжелых симптомов после поражения не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но дышит, его надо удобно уложить, создать приток свежего воздуха, растирать и согревать тело. При очень редком и поверхностном или, наоборот, судорожном, как у умирающего, дыхании пострадавшему надо немедленно делать искусственное дыхание. Даже при отсутствии признаков жизни (дыхания, сердцебиения, пульса) нельзя считать пострадавшего мертвым. Смерть в первые минуты после поражения - кажущаяся. Пострадавшему может угрожать наступление действительной смерти в том случае, если ему немедленно не будет оказана помощь в виде искусственного дыхания с одновременным массажем сердца.
При правильном проведении искусственного дыхания и наружного массажа сердца у пострадавшего появляются следующие признаки оживления: улучшается цвет лица - оно приобретает розовый оттенок вместо серо-землистого с синеватым оттенком, который был до оказания помощи, появляются самостоятельные дыхательные движения, становящиеся все более и более равномерными по мере продолжения действий по оживлению, сужаются зрачки.
Меры по оживлению пострадавшего надо проводить непрерывно до тех пор, пока не будут достигнуты положительные результаты или не прибудет врач.
При поражении электрическим током пострадавшего ни в коем случае нельзя зарывать в землю, ибо это принесет ему только вред.
Правила противопожарной безопасности
Вработе с техническими средствами должны выполняться «Типовые правила пожарной безопасности для школ, школ-интернатов, детских домов, дошкольных и других учебно-воспитательных учреждений». Ответственность за противопожарное состояние учебно-воспитательных учреждений возложена на руководителей этих учреждений, но это не освобождает всех остальных работников от их знания и неукоснительного исполнения этих правил. Всем учителям надо знать следующие требования пожарной безопасности:
1) помещение, предназначенное для использования технических средств, должно располагаться на первом этаже. Использование техники на других этажах разрешается при наличии несгораемого перекрытия и двух выходов с этажа на лестничные клетки;
2) во время демонстрации в классной комнате или учебном кабинете разрешается присутствие учащихся не более одной группы;
3) проектор не должен устанавливаться у выхода из класса или аудитории;
4) к работе на аппаратуре допускаются только лица, имеющие соответствующую квалификацию;
5) электропроводка в помещении, где используют технические средства, должна быть постоянного исполнения и отвечать требованиям устройства электроустановок. Подключение к электропроводке допускается только исправными электрическими проводами при помощи штепсельных розеток и вилок;
6) аппаратура должна быть соединена между собой соответствующими винтами и обязательно заземлена;
7) провода, соединяющие технические устройства, не должны пересекать пути эвакуации учащихся.
Правила пожарной безопасности необходимо соблюдать и при использовании в учебно-воспитательном процессе любых технических средств.
После окончания просмотра следует обязательно отключить аппарат от электрической сети, ибо в результате перенапряжений часто происходит короткое замыкание и самовозгорание телевизора. Для учебных учреждений следует приобретать только пожаробезопасную технику.
Во всех случаях возникновения пожара в классе или учебном кабинете учитель обязан выключить аппаратуру, дать свет в классную комнату или учебный кабинет, принять немедленные меры к предотвращению паники среди учащихся и к их эвакуации из этого помещения, сообщить о пожаре в ближайшую пожарную часть и приступить к тушению пожара имеющимися противопожарными средствами.
При возникновении пожара его надо тушить с помощью первичных средств, к которым относятся вода, песок, противопожарная ткань, ручные химические огнетушители (пенные, воздушно-пенные, углекислотные, бромэтиловые, порошковые) и противопожарный инвентарь.
Наряду с правилами противопожарной и технической безопасности при использовании компьютерной техники надо учитывать санитарно-гигиенические нормы.
Санитарно-гигиенические нормы при использовании компьютеров
Важным моментом для использования компьютерной техники являются выбор, подготовка и оборудование соответствующих учебных помещений.
С любого места классной комнаты учащиеся должны достаточно хорошо и разборчиво слышать преподавателя, видеть все, что он демонстрирует. Демонстрация изображений проходит наилучшим образом, если ширина аудитории равна 0,6 ее длины, высота 0,4 длины. Эти параметры важно учитывать для получения хорошей акустики и уменьшения возможной реверберации звучания, особенно в больших (на 200 человек и более) аудиториях.
Кабинет или класс с компьютерной техникой целесообразно располагать на северной или северо-западной стороне, куда не попадают прямые солнечные лучи, с окнами на одной стороне для облегчения автоматического зашторивания.
Помещение должно отвечать также и правилам техники пожаробезопасности. Для этого лучше иметь две двери, открывающиеся наружу. Первый ряд стульев для учащихся следует располагать на расстоянии 1,5-кратной ширины экрана.
Немаловажную роль в общих требованиях к помещению играет и цветовая окраска стен. Не следует окрашивать их в яркие тона, желательно подбирать цвета холодных тонов (голубые, светло-серые, зеленоватые); при этом стенку, на которой установлен экран, окрашивают более темным цветом.
Для оборудования помещений экранами при таком варианте используют диффузно-рассеивающие материалы из бело-матового пластика с коэффициентом отражения 0,76-0,8.
Оптическое расстояние аппаратуры до экрана выбирают в зависимости от необходимой ширины изображения, которая для нормальных условий восприятия должна равняться 0,2 длины помещения.
Расстояние от экрана до первого ряда зрителей зависит от мощности аппарата и размера экрана. При значительных размерах экрана педагог имеет возможность устанавливать проектор на большом расстоянии, увеличивая изображение. Это в свою очередь позволяет удобно располагать перед экраном 25-30 чел.
Размер изображения рассчитывается следующим образом: для определения его ширины длина групповой комнаты делится на 5, например 8 м:5 = 1,6 м. Высота экрана от пола при демонстрации должна составлять 1,1-1,5 м. Нельзя допускать проекцию изображения на стену или бумагу, так как это значительно ухудшает его качество и отрицательно сказывается на зрении детей.
 В гигиеническом отношении важен и такой фактор, как степень утомления учащихся к моменту просмотра. Рекомендуется, чтобы до уроков с применением компьютерной техники или вслед за ними проводились занятия, не выпивающие значительного напряжения внимания и зрения. Общее число учебных передач не должно превышать 4-8 часов в неделю.
Затемнение окон шторами способствует повышению температуры воздуха и увеличению его влажности, возрастает концентрация углекислого газа, поэтому необходимо соблюдать воздушный режим и помещениях, обеспечивать эффективное проветривание перед началом занятия и после его окончания.
Длительность применения компьютеров для учащихся младших классов допустима в пределах 12-15 мин. Если при этом используется музыка, то время увеличивается до 20 мин. Для учащихся среднего и старшего возраста норма составляет 25-30 мин.
Длительность применения компьютеров во многом определяется характером учебного предмета.
Наблюдения за эффективностью уроков с применением компьютерной техники показывают, что при правильной организации работы учащиеся хорошо усваивают учебный материал. Но для сохранения высокой работоспособности учащихся и обеспечения эффективности использования компьютерной техники необходимо также, как и при проведении урока вообще, своевременно менять методы и приемы учебной работы. При однообразной структуре урока, несмотря на интересную передачу, учащиеся быстро устают, так как утомительно в продолжение всего урока заниматься одним и тем же видом деятельности: только смотреть, только слушать или только писать. Даже старшеклассники не обладают еще достаточными навыками слушать и записывать лекции без обратной связи с педагогом.
Компьютер желательно применять через 5-10 мин после начала урока.
Важное значение имеет и дозировка уроков с применением компьютерной техники. В течение недели количество таких уроков для учащихся младших классов не должно превышать 3-4, старших классов - 4-6. Обязательным минимумом в течение учебного года для всех учащихся можно считать 136 ч, а максимумом (для профильных школ, оснащенных современной техникой) - 442 ч.
При составлении расписания уроков необходимо предусмотреть, чтобы уроки с использованием экрана не шли один за другим, вслед за занятиями с применением компьютерной техники не ставились уроки изобразительного искусства, черчения, труда, т. е. тех дисциплин, которые связаны со значительным зрительным напряжением, потому что у учащихся после уроков с применением экранных пособий значительно снижаются работоспособность, учебная активность.
Психофизиологические особенности обучающихся (быстрая утомляемость, недостаточное произвольное внимание) определяют высокие требования к организации занятий с использованием компьютерной техники.
Необходимо учитывать, что большой объем информации и ее эмоциональная окрашенность увеличивают напряжение, ускоряют темп работы (дети практически не отвлекаются), в результате возрастает нагрузка на зрительный и слуховой анализаторы. Поэтому не следует злоупотреблять использованием компьютерной техники, необходимо чередовать различные методы и приемы работы.
Для сохранения у дошкольников высокого уровня внимания и работоспособности надо правильно определять продолжительность просмотра или прослушивания. Так, повторное включение проектора на занятиях следует производить с интервалами в 5-7 мин. Повышается уровень внимания и восприятия детей, если подобрать к звукозаписям зрительный материал: кадры из фильмов, фотографии, репродукции и т.п. В расписании дня целесообразно сочетать занятия с применением экранных пособий с музыкальными или физкультурными, но не прослушивать звукозаписи после музыкальных занятий.
От затемнения помещения зависит контрастность изображения. Однако полное затемнение резко снижает качественный показатель занятия. Недопустимо частое включение и выключение освещения, что отрицательно влияет на зрение и психическое состояние обучающихся. Целесообразно предусмотреть частичное затемнение окон, расположенных непосредственно у экрана, а не затемнять аудиторию полностью.
Существует несколько вариантов затемнения окон: вертикальное, горизонтальное (эти способы наиболее часто встречаются в учебных заведениях), зенитное зашторивание и установка жалюзи и межоконных рамах. Применяя схему с экранами на просвет, в классе устанавливают декоративные шторы, предотвращающие доступ прямых солнечных лучей.
В вечернее время частичное затемнение создается светильниками, которые разбиты на две группы и включаются как с пульта, так и выключателями, расположенными при входе в аудиторию. Во время демонстрации группу светильников, расположенных у экрана, выключают. Иногда в классах устанавливают на боковых стенах бра со щитками со стороны экрана.
Управление аппаратурой и вспомогательным оборудованием учитель осуществляет с помощью ассистента или дистанционно. Второй вариант более приемлем: он дает преподавателю свободу и оперативность в пользовании аудиовизуальной техникой.
Разрабатывая пульт дистанционного управления, нужно исходить из следующих требований: дистанционным управлением необходимо охватить всю или, по крайней мере, большинство установленной аппаратуры; управление оборудованием аудитории должно быть связано с минимальным количеством операций; в пульте надо установить устройства, задающие программу выполнения операций по управлению аппаратурой и предотвращающие ее выход из строя. В случае полного затемнения класса предусматривают подсветку пульта и текста.
Очень удобно при оборудовании классов устанавливать однотипные пульты управления во всех комплексах. Приходя в разные классы, преподаватель не должен изучать новый пульт, это оградит его от возможных ошибок во время демонстрации.
Перед работой учащихся на ЭВМ следует ознакомить их с правилами работы в кабинете вычислительной техники, с требованиями безопасности и гигиены труда. Взаимодействие обучаемых с компьютерами влияет на их психофизиологическое состояние. Увеличивается частота сокращений сердечной мышцы (более чем и два раза по сравнению с безмашинным обучением). Постоянная статическая нагрузка при работе с дисплеями, неподвижность рабочей позы приводят к болям в мышцах рук, шеи, плеч и спины нарушениям опорно-двигательного аппарата. Развивается умственное утомление, изменяется мозговое кровообращение. Высокие умственные и психоэмоциональные перегрузки наблюдаются, по данным разных авторов, у 15-70% учащихся, работающих на компьютере, причем у интравертов напряженность больше, по сравнению с экстравертами. У учащихся с замедленным протеканием нервных процессов чаще возникает тревожно-напряженное состояние из-за недостатка отводимого на выполнение работы времени. Следовательно, необходима строгая временная дозировка работы с компьютером: чередование периодов работы с отдыхом, просмотром или прослушиванием блоков психологической разрядки, имеющихся в обучающих программах, а лучше прекращение работы с компьютером на определенное время и выполнение специальных упражнений для снятия утомления и напряжения.
Для физического и психического здоровья детей важны интеллектуальная ценность используемых программ, качество применяемой аппаратуры, рациональность режима работы, стиль преподавания, содержание и формы обучения.
Не всегда учащиеся положительно настроены на работу с компьютером. На начальных этапах возможно появление тревожного чувства, связанного с новизной ситуации, страхом не справиться со сложной и незнакомой техникой или с желанием как можно быстрее освоить ее. Иногда потеря интереса к работе с ЭВМ может быть исвязана с преувеличением ожиданий, когда ребенок думает, что машина все за него решит и сделает.
Информатизация образования
Информатизация образования как деятельность (задачи и проблемы)
Термин «информация» из журналистского превратился в один из наиболее часто употребляемых в настоящее время терминов в науке, технике и быту. Это обусловлено, в частности, тем, что понятия «информация» и «знания» очень близки, а знания, осведомленность играют сегодня очень важную роль в жизни как отдельного человека так и общества в целом. Быстрое увеличение объема циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней. Умения работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Истоком интереса к феномену информации послужил кризис европейской науки, которая первоначально исходила из положения, что материя есть пассивное, инертное начало, которое можно беспрепятственно изучать и преобразовывать. Со временем стало ясно, что преобразовательская деятельность, даже при достаточном количестве энергии, имеет свои ограничения. После взрыва атомной бомбы человечество особенно серьезно задумалось о том, что его действия могут иметь непредсказуемые последствия.
Постепенно пришло научное осознание факта (который на уровне религиозных воззрений был известен в глубокой древности), что каждый предмет, явление, событие имеет какой вполне определенный смысл в общей картине мироздания. Поэтому одной из главных задач современной науки стало выяснение смысловых или, иначе говоря, семантических свойств материи. Причем, большинство ученых склоняются к мысли, что в наибольшей степени семантическое свойство материи отождествляется с информацией. Другими словами, информация как философская категория отражает семантические свойства материи наряду с его энергетическим свойством.
Одна из жизненных целей человека – получить как можно больше знаний, приобщиться к культуре разных народов, то есть, в конечном счете, освоить как можно больше информации. Обращение к сути объектов, в частности, в период обучения, не прихоть, не дань традиции, а безальтернативный способ удержать цивилизацию от разрушения. И чем скорее это будет осознано, тем с меньшими потерями будет достигнуто.
Слова французского дипломата Э. Талейрана «Кто владеет информацией – владеет миром» стали сегодня не только политическим, но в большей мере экономическим, социально-образовательным лозунгом.
Исторический процесс информатизации общества точно описывается с помощью последовательности информационных революций, связанных с появлением новых, для своего времени, технологий.
Информационная революция заключается в изменении способов и инструментов сбора, обработки, хранения и передачи информации, приводящим к увеличению объёма информации, доступной активной части населения. Таких революций шесть. Первая информационная революция заключается в появлении языка и членораздельной человеческой речи. Вторая информационная революция связана с изобретением письменности. Это изобретение позволило не только обеспечить сохранность уже накопленной человеческим обществом информации, но и повысить её достоверность, создать условия для более широкого, чем ранее, распространения информации. Третья информационная революция порождена изобретением в XV веке книгопечатания, которое многие считают одной из первых информационных технологий. Появление и развитие печатных средств массовой информации, таких как газеты и журналы, явилось результатом третьей информационной революции. Четвертая информационная революция началась в ХIХ веке. Тогда были изобретены такие средства передачи и распространения информации как телеграф, телефон, радио и телевидение. Пятая информационная революция произошла в середине XX века, когда человечество стало активно использовать вычислительную технику. Применение ЭВМ для обработки научной информации кардинальным образом изменило возможности человека по активной и эффективной обработке информации. Впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для повышения производительности интеллектуального труда. Сегодня мы являемся свидетелями шестой информационной революции, связанной с появлением глобальных телекоммуникационных компьютерных сетей и их интеграцией с технологиями мультимедиа и виртуальной реальности.
Шесть революций изменили общество. Налицо развитие и распространение информации и информационных технологий, что позволяет говорить о наличии процессов информатизации. Информатизация оказывает революционное воздействие на все сферы жизнедеятельности общества, кардинально изменяет условия жизни и деятельности людей, их культуру, стереотип поведения, образ мыслей.
Очевидный прогресс в области информационных технологий повлек за собой появление в научных и научно-популярных изданиях термина «информационное общество». Некоторые ученые под информационным понимают общество, в котором главным продуктом производства являются знания. Использование такого показателя как количество накопленных человечеством знаний в качестве критерия для присвоения обществу статуса информационного общества оправдано, поскольку по некоторым оценкам, с начала нашей эры первое удвоение накопленных человечеством знаний произошло к 1750 году, второе – к началу ХХ века, третье – уже к 1950 году. Начиная с 1950 года, общий объем знаний в мире удваивался каждые 10 лет, с 1970 года – каждые 5 лет, а с 1991 года – ежегодно. Это означает, что на сегодняшний день объем знаний в мире увеличился более чем в 250 тысяч раз.
История формирования информационного общества содержит в себе историю зарождения и развития новых видов человеческой деятельности, связанных с информатизацией. За последние годы в обществе появились специализированные профессиональные группы людей, связанные с обслуживанием компьютерной техники и процессов обработки информации (операторы, программисты, системные аналитики, проектировщики и т.п.), оказанием консультативных, научно-информационных и других услуг подобного рода. Очевидно, что возникновение новых научных и профессиональных направлений требует специализированной системы подготовки кадров, в которой не только содержание, но и методы и средства обучения должны соответствовать реалиям соответствующего этапа информатизации общества.
Задачам информатизации общества и всех его сфер, к числу которых относится и образование, уделяется повышенное внимание государства. Необходимость системного государственного подхода к процессу развития информатизации общества начало осознаваться в начале 90-х годов прошлого века.
Относительно широкое определение понятия «информатизация» дал в своих публикациях академик А.П. Ершов. Он писал, что «информатизация – это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности». При этом А.П. Ершов подчеркивал, что информация становится «стратегическим ресурсом общества в целом, во многом обусловливающим его способность к успешному развитию». В то же время, по заключению ЮНЕСКО, информатизация – это широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации, обеспечивающей систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, и их использование обществом для текущего управления и дальнейшего совершенствования и развития.
Очевидно, что с одной стороны оба указанных определения не противоречат друг другу, и, с другой стороны, определяют, в том числе и информатизацию сферы образования, являющейся одной из областей деятельности человека.
Информатизация образования представляет собой область научно-практической деятельности человека, направленной на применение технологий и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации, обеспечивающее систематизацию имеющихся и формирование новых знаний в сфере образования для достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания.
Внедрение информационных технологий в различные области современной системы образования принимает все более масштабный и комплексный характер. При этом важно понимать, что информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей. Первая из них заключается в повышении эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Вторая – в повышении качества подготовки специалистов с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.
Исторически информатизация образования осуществляется по двум основным направлениям: управляемому и неуправляемому.
Управляемая информатизация образования имеет характер организованного процесса и поддерживается материальными ресурсами. В ее основе лежат обоснованные общепризнанные концепции и программы.
Неуправляемая информатизация образования реализуется снизу по инициативе работников системы образования и охватывает наиболее актуальные сферы образовательной деятельности и предметные области
Как известно, министерством образования и науки Республики Казахстан ведется работа по компьютеризации школ, подключению их к Интернету и телефонизации. В настоящее время обеспеченность компьютерной техникой организаций среднего общего образования составляет 21 учащийся на 1 компьютер с учетом мультимедийных кабинетов, в сельской школе – 20. К сети Интернет подключено 96% общеобразовательных школ, в том числе сельских – 97%.
В Послании Президента народу Казахстана «Новый Казахстан в новом мире» подчеркнуто: «Мы должны добиться предоставления качественных услуг образования по всей стране на уровне мировых стандартов. ...Развивать практику обучения в режиме он-лайн..., предусмотреть создание системы специальных классов естественно-научного профиля».
С 2007 года в учебный процесс организаций образования внедряется система «он-лайн обучения». Программа представляет собой комплекс из пяти интерактивных предметных кабинетов, два из которых являются универсальными. В них могут проводиться уроки математики, истории, географии, астрономии, а также три предметных кабинета естественно-научного цикла по физике, химии и биологии. Они оснащены специальным компьютеризированным лабораторным оборудованием, позволяющим проводить эксперименты и демонстрации по программе средней школы, получать и обрабатывать их результаты в цифровом виде на компьютере учителя. Мобильный компьютерный класс представляет собой «класс на колесах», оборудованный компьютером учителя, 14-ю компьютерами учеников и точкой беспроводного доступа, что позволяет быстро и легко разворачиваться в любом помещении в локальную беспроводную сеть.
Вместе с тем, надо иметь в виду, что информатизация – это не только компьютеры и все, что с ними связано! Это насыщение образования информацией, источниками и информационными технологиями. В этих понятиях компьютеры не фигурируют! Поступление новых бумажных книг в библиотеку школы – это тоже информатизация. Поэтому и средства не всегда компьютерные. В слове информатизация не «зашито» компьютеризация. Информатизация – шире. Во-вторых, большая ошибка считать информатизацию образования только лишь процессом. Процесс может идти и стихийно, и не всегда приводить к цели. Процессу невозможно научить. Правильнее под информатизацией понимать деятельность человека, целенаправленную деятельность, т.е. придерживаться вышеприведенного нами определение информатизации образования. Тогда ей можно учить педагогов. Люди должны быть частью такой деятельности и от них все зависит.
Существует две основные проблемы, тормозящие информатизацию: неготовность педагогов к работе с использованием средств информатизации и низкое качество содержательного наполнения, несвязность, несоответствие методическим системам обучения образовательных информационных ресурсов. Обратите внимание, что отсутствие компьютеров, Интернета и т.п. – это не проблема на самом деле. Выделят деньги и компьютеры купятся, проблема будет решена. Но сколько случаев, когда компьютеры и сети есть, а с ними не знают что делать (не умеют и нет ресурсов). Речь идет не о том, что не умеют «кнопки нажимать» – этому научиться несложно – курсы, книги и т.п. А вот как учить с использованием средств информатизации, чтобы эффективность обучения повышалась – вот это проблема! Этого почти никто из педагогов не знает, хотя пользоваться компьютером могут.
Информатизации образования как деятельности надо учить и настоящих, и будущих педагогов. Все, без исключения, студенты педагогических вузов (математики, информатики, историки, литераторы и др.) должны пройти подготовку в области информатизации образования. В педвузах! Как учат методике, так надо учить и информатизации образования.
Информатизация образования – это не только информатизация обучения. Это информатизация учебной деятельности, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной деятельности и процессов воспитания, научно-исследовательской и научно-методической деятельности, а также организационно-управленческой деятельности. Все это должно информатизироваться взаимосвязано и параллельно, без перекосов.
Ресурсы и технологии должны проходить комплексную экспертизу качества. Их использование должно быть не по принципу – чем больше, тем лучше, а в ответ на потребности системы образования, там, где они на самом деле дадут эффект. Не должно быть как сейчас – разрабатывается ресурс, а никто не задумывается, где и как он будет использоваться, нужен ли он. Нате вам ресурс, и сами придумывайте как им пользоваться. Надо сначала построить или понять методическую систему обучения школьников, в том числе методику обучения, потом выявить потребности в ресурсах, потом только делать эти ресурсы с учетом всего перечисленного.
Производство и накопление различных информационных ресурсов и технологий для учебных заведений порождает целый ряд проблем педагогического характера. Прежде всего, следует отметить очевидное отсутствие какой-либо системы в разработке, накоплении и практическом использовании разрозненных информационных ресурсов педагогического назначения. Как правило, подобные средства никак не связаны между собой и неоправданно дублируют одну и ту же информацию, что очень часто приводит к содержательным и методологическим коллизиям. Средства информатизации, используемые в рамках одного учебного заведения, требуют принципиально различных методических и технологических подходов, накладывают существенные требования на знания и умения обучаемых, что отрицательно сказывается на эффективности учебного процесса.
Еще одной проблемой, связанной с хаотичностью разработки и использования информационных технологий и ресурсов в учебном заведении, является практическая невозможность универсальной подготовки педагогических кадров, способных комплексно использовать преимущества информационных технологий в учебной, внеучебной и организационно-педагогической деятельности.
Эти и другие проблемы характерны для любого учебного заведения. В этой связи Казахский национальный педагогический университет имени Абая не является исключением. В связи с этим в КазНПУ им. Абая создается Концепция, на основании положений которой можно было бы объединить в одну унифицированную систему информационные ресурсы и технологии, используемые во всех сферах деятельности университета. В Концепции отражаются теоретико-педагогические и методологические аспекты построения и использования информационной образовательной среды университета, имеющие особое значение в связи с необходимостью формирования у каждого будущего специалиста определенного уровня информационной культуры, адекватного требованиям современного информационного общества. Кроме этого, Концепция должна отражать компонентный состав, теоретические подходы и системы требований к информационной образовательной среде КазНПУ им.Абая, описывать возможные пути интеграции и унификации информационных ресурсов, включаемых в состав такой среды, затрагивать вопросы их соответствия методическим системам обучения в университете, а также вопросы дальнейшего вхождения информационной образовательной среды КазНПУ им.Абая в состав общеказахстанского информационного образовательного пространства.
Нельзя не отметить, что в большинстве случаев использование средств информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников и студентов. В то же время любой опытный педагог подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование средств информатизации никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект.
Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно и повсеместно. Кроме того, обучение корректному и оправданному использованию средств информационных и телекоммуникационных технологий должно войти в содержание подготовки педагогов в области информатизации образования.
Основными целями подготовки педагогов в области информатизации образования должны стать:
ознакомление с положительными и отрицательными аспектами использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании;
формирование представления о роли и месте информатизации образования в информационном обществе, видовом составе и областях эффективного применения средств информатизации образования, технологий обработки, представления, хранения и передачи информации;
ознакомление с общими методами информатизации, адекватными потребностям учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной, научно-исследовательской и организационно-управленческой деятельности учебных заведений;
формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах оценки их качества, обучение педагогов стратегии практического использования средств информатизации в сфере образования;
предоставление дополнительной возможности пояснить обучаемым роль и место информационных технологий в современной мире;
обучение формирующемуся языку информатизации образования (с параллельной фиксацией и систематизацией терминологии).
В качестве основных направлений, систематизирующих содержание подготовки, должны быть отобраны сущность, цели и особенности информатизации образования, технические средства и технологии информатизации образования, методы информатизации образовательной деятельности, основы формирования информационных образовательных сред и информационного образовательного пространства, вопросы формирования готовности педагогических кадров к профессиональному использованию информационных технологий.
По поводу стандарта учебного предмета «информатика».
Проведение научного анализа функционирования предметного стандарта 2002 года и обоснование необходимых изменений, предполагаемых при разработке новых стандартов переходного периода немыслимо без учета исторически совместного развития до 90 годов, даже до второй половины 90 годов, прошлого века образовательного процесса вместе со всеми странами СНГ, входящими в СССР.
При этом надо обратить внимание на следующее:
Развитие методической системы обучения информатике для Республики Казахстан должен характеризоваться наряду с усилением общеобразовательной значимости фундаментализацией обучения школьной информатике.
При разработке стандартов начального, базового и профильного образования по информатике необходимо соблюдение целостности.
Несмотря на существование учебников по информатике для раннего обучения, необходимо еще раз пересмотреть их в соответствии новому стандарту начального общего образования, отбор содержания для обучения информатике в начальной школе в рамках учебного модуля «Информатика».
Следует особо отметить при создании Госстандарта по информатике и при разработке методической системы обучения не учитываются особенности Республики Казахстан, то есть не соблюден дидактический принцип культуросообразности, т.е. максимально возможное использование в обучении и воспитании учащихся элементов национальной культуры РК. Обучение информатике, с учетом сказанного, будет способствовать формированию национального самосознания школьников, осознанию самобытности нации, пониманию ее места в мировом культурном сообществе нации и народов.
Необходимо строго следить за систематизацией имеющихся и формированием новых, а также единством терминов по школьной информатике на государственном языке.
В связи с введением профильного обучения на старшей ступени школы в настоящее время разработано достаточно много программ профильных и элективных курсов по информатике и основанных на них учебников. В рамках этих разработок, как правило, основной упор делается лишь на углублении знаний в области информационных технологий, обеспечение прикладных профильных курсов информатики, направленных на подготовку к практической деятельности. Необходима дальнейшая разработка фундаментальных профильных курсов по информатике.
Очень важно в новых стандартах переименовать название курса «информатика» на «информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ)», что точно и четко характеризует суть этого курса.
Изучить опыт разработки стандартов нового поколения России и других стран СНГ и практиковать привлечение соответствующих специалистов из стран СНГ для разработки нашего стандарта.
Изучить и использовать различные теоретико-методологические подходы и методы к разработке образовательных стандартов в мировом масштабе.
Тенденция такова, что количество государственноязычных школ (6000 казахский язык и смешанных из всех 8000 школ РК) стало больше чем русскоязычных и увеличивается быстрыми темпами. А это требует не только казахификацию, если так можно выразиться, компьютеров (уровень и масштабы которой не должно быть не ниже русифицирования компьютеров!) и локализацию, по крайней мере, учебных программных средств на государственный язык. А еще требуется разработка методической системы обучения информатики и информатизации образования для школ и учебных заведений с государственным языком обучения. Но это ни в коем случае не означает нарушение единства образовательного пространства, например, с Россией, если бы они не были разными и не было бы вопроса об единстве образовательного пространства. Надо понимать: разные государства – возможны разные подходы, а цель одна. Не все придется точь в точь перекопировать или перевести методы обучения информатике и информатизации образования.
В компьютерной сфере казахификация— то же, что локализация, но применительно к казахскому языку: приспособление программного и аппаратного обеспечения к отображению и вводу знаков казахской письменности, создание казахскоязычного интерфейса и т. п. А локализация (англ. localization) — перевод и адаптация элементов интерфейса, вспомогательных файлов и документации.
Задача локализации не исчерпывается только переводом, более того, перевод как таковой обычно занимает скромное место в процессе локализации программного обеспечения. Типичными задачами адаптации являются использование национальных символов письменности, применение принятых национальных форматов, а также правил алфавитной сортировки текстов и т.д. А дизайн и разработка программного обеспечения должны учитывать соображения локализации самым серьезным образом. Отметим, что обеспечение корректности лексики в соответствии с правилами целевого, в нашем случае казахского языка, является требующей решения задачей в процессе локализации.
Все это, а также существующая практика обучения информатике и информатизации образования в нашей республике говорят о непременной необходимости усиления и ускорения локализации программных средств для образовательных целей.
Что такое информатизация образования?
Особенности развития современного общества
Современное состояние общества характеризуется кардинальными изменениями в научно-технической, политической, экономической, социальной и культурной сферах, вызванными быстрым распространением информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Это проникновение ИКТ в различные сферы человеческой деятельности называют информатизацией.
Информатизация – это одна из важнейших идей, порожденных особенностями развития современной цивилизации, которая прочно стала достоянием массового сознания.
Информатизация привела к возникновению «общества глобальной компетентности», характерными особенностями которого являются:
·  объем знаний, порождаемых в мировом сообществе, удваивается каждые два-три года;
·  ежедневно в мире публикуется 7000 научных и технических статей;
·  объем информации, пересылаемой через искусственные спутники Земли в течение двух недель, достаточен для заполнения 19 миллионов томов;
·  в индустриально развитых странах учащиеся к моменту окончания средней школы получают больше информации, чем их бабушки и дедушки за всю жизнь;
·  в последующие три десятилетия произойдет столько же изменений, сколько их было за последние три века.
Новый социальный заказ системе образования
Изменения в экономике влияют на формирование нового социального заказа, предъявляемого обществом к качеству подготовки выпускника школы. На первый план выходят умения:
·  коммуникативные,
·  критическое и системное мышление,
·  умение работать в команде,
·  постановка и решение задач, проектное мышление,
·  социальная ответственность и адаптируемость,
·  саморазвитие и самореализация,
·  творческий потенциал и любознательность,
·  информационные и мультимедийные умения.
Приоритетом деятельности современного общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией разработки и использования ИКТ, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.
Этот процесс инициирует:
·  совершенствование и создание новых технологий управления системой образования;
·  совершенствование хранения и распространения педагогического общества;
·  создание и внедрение новых методических систем обучения;
·  совершенствование отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания;
·  создание и использование новых методик контроля и оценки уровня знаний;
·  создание глобальной системы открытого образования.
Информатизация как техническое оснащение
Выделим несколько основных направлений информатизации образования.
Информатизация как техническое оснащение. Для данного направления информатизация образования – это процесс оснащения учреждений системы образования компьютерной техникой, программным обеспечением и средствами телекоммуникаций с целью обеспечения доступа к современным ИКТ всем участникам образовательного процесса: учащимся, педагогам, и родителям.
Минимальное типовое пространство образовательного учреждения (ОУ) должно включать следующие цифровые зоны (Рис. 1).

Рис. 1. Цифровые зоны ОУ
Цифровые зоны образовательного учреждения
Зона предметного изучения ИКТ (компьютерный класс). Первая зона представляет собой учебную аудиторию, состоящую из 13 – 15 компьютеров и сервера, интегрированных в локальную сеть ОУ. Она необходима для проведения учебных занятий и внеклассной работы учащихся и педагогов.
Зона информационных технологий обучения. Учебная аудитория, в которой должны присутствовать: современный компьютер, подключенный к локальной сети школы и имеющий доступ к глобальным информационным ресурсам, мультимедийный проектор, подключаемый к компьютеру. В данной аудитории можно проводить уроки по различным предметам с использованием ИКТ, не загружая компьютерный класс.
Административная зона. Эта зона предназначена для эффективного использования ИКТ в управленческой деятельности. У каждого сотрудника администрации автоматизированное рабочее место (АРМ) укомплектовано компьютером, средствами доступа к ресурсам глобальных сетей и унифицированным программным обеспечением, позволяющим осуществлять оперативное управление, использовать в работе общую базу данных и выводить любые формы отчетности.
Информационно-коммуникативная зона. Эта зона охватывает:
·  Медиатеку. Медиатека это библиотека электронных учебных изданий, методических материалов учителей, творческих работ учащихся ОУ. Выделение в самостоятельное структурное подразделение позволит проводить занятия кружков, факультативов, творческих лабораторий.
·  Учительскую. Учительская оснащена как минимум одним компьютером, позволяющим получать оперативную управленческую информацию и осуществлять ввод первичных данных.
·  Информационный терминал. Одно или несколько компьютерных мест в специальном кабинете для родителей. На компьютеры выводится информация по школе в целом и по ученикам, обеспечивается возможность заочных консультаций с учителями и администрацией школы.
Все эти компоненты должны быть объединены в локальную компьютерную сеть ОУ, и иметь возможность обмена данными с глобальными компьютерными сетями.
Информатизация как создание информационного образовательного пространства
Информатизация как создание единого информационного образовательного пространства. В данном случае информатизация образования – это процесс объединения при помощи глобальной сети Интернет учреждений и структур системы образования с целью обеспечения для всех участников образовательных процессов равных возможностей:
·  в доступе к образовательной информации;
·  в получении образовательных услуг.
Пути создания условий единого информационного пространства:
·  обеспечение информационной целостности и совместимости всех данных;
·  обеспечение совместимости с современным программным обеспечением;
·  создание единого информационного пространства в каждом образовательном учреждении путем объединения персональных компьютеров в локальную сеть.
Под информационным пространством ОУ понимают специально организованный комплекс компонентов, обеспечивающих системную интеграцию ИКТ в образовательный процесс с целью повышения его эффективности.
Единое информационное пространство ОУ выполняет несколько функций.
Информационная функция выполняется за счет наличия единой базы данных, содержащей учебный план, сведения об учениках, сведения об учителях, расписание, электронный журнал, разнообразные отчеты и другие аспекты учебно-воспитательного процесса.
Образовательнаяфункция выполняется за счет использования в учебном процессе цифровых учебных курсов, представленных на CD, в Интернете, экранных наглядных материалов, курсов собственной разработки.
Коммуникативнаяфункция выполняется за счет возможности общения с учениками, родителями, коллегами посредством сайта образовательного учреждения, электронной почты, электронной доски объявлений и др.
Школьный сайт как средство построения информационного образовательного пространства
Сайт школы является важным звеном информационного пространства ОУ.
Web-сайт– группа Web-страниц, связанных вместе единой темой, общим стилем оформления и взаимными гипертекстовыми ссылками.
Web-страницадокумент во «Всемирной паутине», содержащий:
·  форматированный текст;
·  мультимедийные объекты (графику, звук, видеоклипы);
·  ссылки на другие Web-страницы или другие ресурсы сети Интернет;
·  активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере клиента по заложенной в них программе.
Определим, основные цели школьного сайта.
1.  Сайт как координационная точка внутришкольного взаимодействия. В этом случае сайт будет обслуживать внутренние потребности ОУ, и его структура и информационное наполнение будут отличаться от сайта, размещенного во всемирной сети. Содержание сайта в большей степени будет интересно участникам образовательного процесса только данной школы. Появляется возможность больше места на сайте отводить внутренней учебной и административной жизни школы.
2.  Сайт как визитка школы. Такой сайт:
§  выполняет функцию визитной карточки школы – со своим уникальным стилем и характерной для данной школы формой подачи материала;
§  отражает своеобразие педагогической системы школы, специфику реализуемых в школе образовательных программ;
§  устанавливает контакты с образовательными и деловыми кругами.
3.  Школьный сайт как элемент более глобальной образовательной интернет-системы. В таком качестве сайт может работать одним из информационных субъектов, комплекс которых может отражать динамически меняющуюся образовательную картину в рамках района, города, региона.
Школьный сайт должен обеспечивать функционирование следующих ресурсов:
·  ftp-сервер как электронное хранилище образовательных ресурсов (CD, презентации, тесты, иллюстративный материал, музыка, видео, …);
·  форумы как способы решения (обсуждения) педагогических, методических и других проблем, инициатив;
·  World Wide Web как средство получения необходимой информации из любой точки Интернета;
·  E-mail как способ оперативного обмена электронной документацией.
Структура сайта образовательного учреждения
В среднем, хороший школьный сайт:
·  содержит справочную информацию, интересующую родителей при поступлении ребенка в школу (в том числе об учителях, учебных программах, традициях);
·  отражает происходящие в школах события (праздники, конференции, конкурсы);
·  отражает в развитии постоянно действующие направления в работе школы (школьный музей, участие в проектах и др.);
·  предоставляет возможность ученикам и учителям размещать свои творческие работы и материалы;
·  содержит элементы дистанционной поддержки обучения (например, виртуальный консультационный пункт);
·  представляет учреждение международному сообществу;
·  Поддерживает личные страницы учеников, учителей.
Возможная структура школьного сайта (Рис. 2).
 

 
 
 
 
 
 
 
 Информатизация Образования
в широком смысле — комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией; в узком — внедрение в учреждения системы образования информац. средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информац. продукции и пед. технологий, базирующихся на этих средствах (см. Компьютеризация обучения).
И. о.— часть процесса информатизации общества, к-рый можно рассматривать как один из определяющих факторов поворота к высокоорганизов. стадии цивилизации. Информатизацию общества принято связывать с чинформац. взрывом» (С. Лем), сущность к-рого состоит в экс-потенциальном нарастании кол-ва социально значимой информации (науч., технол., культурной и др.). Это явление наметилось в кон. 18 в., когда переработка всей новой информации стала практически непосильной для одного человека. Наиб, широкие масштабы этот процесс принял в 20 в. Социально-экон. предпосылкой «информац. взрыва» является быстрое развитие производит, сил, к-рое, с одной стороны, приводит к увеличению информац. потоков для осуществления более эффективного управления экономикой, с другой — связанный с развитием производит, сил рост производительности труда влечёт за собой высвобождение людей из сферы пром. и с.-х. произ-ва и создаёт основу для расширения сферы информац. произ-ва. Возникает повышенная потребность в развитии произ-ва ин-формац. средств для создания, передачи, хранения, обработки, тиражирования информации и автоматизации информац. процессов. Такая потребность обусловила' возникновение наряду с традиционными информац. технологиями, базирующимися в основном на «бумажном» (книги, газеты и т. п.) и «плёночном» (фото, кино) представлении информации, новых информац. технологий (НИТ), в основе к-рых лежат электронные средства информации. Среди последних особую роль сыграли ЭВМ (компьютеры) и аудиовизуальные электронные средства (телевидение, видео и др.). Термин «новые информац. технологии» всё чаще связывается с использованием ЭВМ в сочетании с разнообразными «периферийными» устройствами (дисплей, принтер, устройства для преобразования данных из графич. и звуковой форм представления информации в числовую и обратно и др.).
Новые информац. технологии не вытесняют традиционные — кол-во «бумажной» и «плёночной» информации продолжает нарастать, поэтому процесс информатизации не сводится только к внедрению НИТ. Постепенно складывается многоуровневая система представления информации на разл. носителях и в разл. знаковых системах, в к-рой тесно взаимодействуют традиционные и НИТ.
Наряду с развитием информац. структур происходит процесс «семиотиза-ции» общества — появление и развитие многочисл. знаковых систем, благодаря к-рым образуется многокомпонентное «информац. поле», представляющее собой специфич. информац. окружение человека (сочетание текстов, графич. изображения, звуковых и аудиовизуальных сообщений и др.). Возникает проблема информационной (коммуникативной) адаптации человека в обществе.
Теоретич. основой информатизации общества является информатика. Этот термин трижды вводился в рус. науч. лексикон. В 60-е гг. 20 в.— для обозначения науч. дисциплины об организации поиска и накопления науч.-техн. информации. Другое его значение было привнесено из франц. яз. (informatique—информац. автоматика) и определяло науку об автоматизир. процессах передачи, обработки, хранения информации на базе ЭВМ. Такое пониманиетермина близко к англ. Computer science («компьютерные науки»). С 80-х гг. происходит качеств, изменение в понимании термина «информатика», связанное с осмыслением понятия «информатизация», к-рое стало «одной из активных точек роста философской науки последних десятилетий» (А. П. Ершов). Под информатикой понимается система знаний, относящихся к произ-ву, переработке, хранению, поиску и распространению информации в самых разнообразных её аспектах в природе, обществе, техносфере.
Среди специфич. социально-пед. проблем центр, место занимает противоречие между темпом приращения знаний в обществе и ограниченными возможностями их усвоения индивидом. Попытки разрешить это противоречие приводят к отказу от абс. образоват. идеала («всесторонне развитой личности») и замещения его социально-детерминиров. образоват. идеалом — макс, развития способностей человека к самореализации. Необходимо при этом обеспечить человеку право выбора направлений образования, что обусловливает введение достаточно ранней дифференциации обучения и создание систем непрерывного образования. Реализовать идею непрерывного образования возможно, лишь подготовив необходимые условия для самообразования: создание организац. и правовой основы для доступа к разл. источникам информации, формирование и развитие у человека способностей, связанных с её поиском, обработкой, восприятием, пониманием, использованием. Человек, не владеющий информац. технологиями, лишается одного из адаптац. механизмов в динамично развивающемся социуме. Информац. средства и технология становятся своего рода информац.органами, «продолжениями» человека (X. М. Мак-Люэн). Возникает проблема формирования и развития информац. культуры индивида (см. Ме-диа-образован ие).
В СССР термин «И. о.» в сер. 80-х гг. употреблялся в узком смысле. В 1988 группой учёных под руководством акад. А. П. Ершова была разработана первая отеч. концепция: И. о., в к-рой выделен ряд направлений: формирование компьютерной грамотности как элемента общеобразоват. подготовки человека; обучение проф. использованию НИТ; развитие содержания и методов обучения на основе НИТ; использование НИТ в качестве орудий труда; НИТ и спец. педагогика; досуговое применение ЭВМ; ЭВМ в управлении образованием. Были намечены осн. этапы И.о.: первоначальное ознакомление выпускников ср. и высш. уч. заведений и педагогов с возможностями ЭВМ; развёртывание комплекса исследований форм и методов использования ЭВМ в уч. процессе; отработка организац. и техн. вопросов создания пед. программных средств и др.; в 90-х гг.— широкое распространение форм творческой работы учителей и учащихся с использованием вычислит, техники; организация массового эксперимента по применению ЭВМ в обучении, создание систем компьютерной связи между учреждениями образования и др. В дальнейшем предполагался массовый переход к изучению общеобразоват. дисциплин с использованием вычислит, техники на всех ступенях образования; ввод в действие общедоступных баз данных для поддержки систем заочного обучения, переподготовки и повышения квалификации; создание интегрированной компьютерной системы управления учреждениями образования и др. Концепция зафиксировала сложившийся к кон. 80-х гг. уровень представлений о процессе И. о., компьютеризации обучения и информац.-техн. и организац. аспектах, оставив в стороне психол., социальные и др.
В 1990 была создана уточнённая концепция И. о. (Б. Е. Алгинин, Б. Г. Киселёв, С. К. Ландо, И. С. Орешков, В. В. Рубцов, Б. Г. Семянинов, А. Ю. Уваров, Д. С. Черешнин и др.), отражавшая более общее понимание процесса И.о., его связь с информатизацией общества. Выделялись перспективные для целей образования компоненты НИТ: компьютерные лаборатории, средства телекоммуникаций (компьютерных, аудиовизуальных и др.), оперативной полиграфии, системы интерактивного видео и др. Авторы иначе трактовали и ближайшие этапы И. о., не уточняя их временных границ: массовое освоение новых информац. технологий, развёртывание исследо-ват. работы по их пед. внедрению; активное освоение и фрагментарное введение средств НИТ и на их основе — новых методов и организац. форм уч. работы в традиц. уч. дисциплины; изменение структуры содержания образования на всех его ступенях и метод, аппарата обучения на основе НИТ. Предусматривались неск. направлений изменения содержания образования, разработка качественно новой модели подготовки члена «информац. общества» —развитие способностей к коммуникации, творческой деятельности и др. Поворот к более широкому пониманию И.о. стимулировал исследования закономерностей этого процесса. Было установлено, что разл. звенья структуры ср. уч. заведений неодинаково «предрасположены» к разл. компонентам И. о. Наиб, потребность в компьютеризации испытывают структуры поддержки уч.-воспитат. процесса: системы управления уч. заведениями, информац.-пед. служба (библиотеки, медиа-теки), пед. и мед. службы. Интенсивное включение аудиовизуальных средств в процесс обучения более успешно проходит в рамках предметов гуманитарного цикла и биологии. Учителя принимают в основном три направления применения ЭВМ: компьютер как информац. средство для подготовки к занятиям (поиск, отбор, создание, тиражирование информации); средство диагностики, тренинга, коррекции знаний, умений и навыков учащихся; средство возможного облегчения работы с пед. документацией. Функции обучения учитель оставляет за собой.
Практика информатизации ср. школ поставила ряд проблем. Одной из наиб, острых (помимо материальных и организационных) является проблема «сопротивления учителей»-внедрению НИТ в процесс обучения, вызванная противоречием между коллективными формами обучения, характерными для классно-урочной системы, и индивидуализацией обучения, стимулируемой персональными ЭВМ. Др. проблема — вероятное уменьшение межличностных контактов за счёт расширения обращения к обезличенной информации. Эта проблема, в частности, связана с феноменом «хакерства» — появлением категории людей, стремящихся погрузиться в иллюзорный мир на экране компьютера, активно взаимодействующих с ним, но оторванных от реального мира. Важный круг проблем связан с правовыми основами распространения информации в системе образования: права учащихся на получение информации, защита от использования информации об учащихся др. лицами ему во вред и от несанкциониров. доступа к шк. базам данных; авторское право, и, в частности, использование в образоват. целях информации, на к-рую наложен запрет на бесплатное распространение; защита информации от преднамеренной и непреднамеренной порчи (особенно актуальная в связи с появлением компьютерных «вирусов») и др.
Лит.: Коренной А. А., Информация и коммуникация, К., 1986; Суханов А. П., Мир информации. История и перспективы, М., 1986; его же, Информация и прогресс, Новосиб., 1988; Ершов А., Шк. информатика в СССР: от грамотности к культуре, «Информатика и образование», 1987, № 6; В о p о б ь е в Г. Г., Твоя информац. культура, М., 1988; Концепция информатизации образования, под ред. А. Ершова, М., 1988; Семенюк Э. П., Информатика: достижения, перспективы, возможности, M., 1988; Грищенко В., Д о в-гяло А., Пути развития информатизации образования, «Информатика и образование», 1989, № 6; Компьютеры в шк. образовании социалистич, стран: состояние и перспективы, М., 1989; Шатров А., Ц е-венков Ю., Проблемы информатизации образования, «Информатика и образование»,
1989. № 5; Информатика и культура, Ново-сиб., 1990; Концепция информатизации образования, «Информатика и образование»,
1990. № 1; Рейзема Я. В., Информатика социального отражения, М., 1990; Уваров А., Информатика в школе: вчера, сегодня, завтра, «Информатика и образование», 1990, № 4; Информац. технология в университетском образовании, М., 1991; Наука и технология в образовании 1990-х гг.: сов. и амер. перспективы, М., 1991; Сергеева Т., Новые информац. технологии и содержание обучения (на примере предметов естеств.-науч. цикла), «Информатика и образование», 1991, № 1.
А. В. Шариков.
Комптютерные телекоммуникации в системе общего образования
 
Телепроекты, телеконференции, дистанционное обучение -виды компьютерных телекоммуникаций, получающие распространение в последние годы.
Телекоммуникации (от греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения, компьютера и т. п.).
Телекоммуникационными системами объединяются самые разные оконечные устройства: ЭВМ и телефаксы, телексы и видеомониторы, роботы и телекамеры и т. п.
Компьютерные телекоммуникации - телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.
Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, - асинхронной.
Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.
Телекоммуникационная технология может предоставить неограниченные возможности, чтобы решить проблемы дистанционного обучения не только для отдаленных регионов России, малокомплектных сельских школ, разбросанных по малым деревням, но и для больных детей, детей-инвалидов, не имеющих возможности посещать школу.
Самой известной и наиболее емкой телекоммуникационной сетью является Интернет (Internet). Интернет - это международная сеть сетей, в которой работают пользователи из университетов и исследовательских организаций, государственных учреждений и частных фирм и т.п. Сети, входящие в Интернет, базируются на едином для всех них наборе сетевых протоколов (TCP/IP), но они могут беспрепятственно обмениваться информацией и с другими сетями мира через специальные «шлюзы» - компьютеры, конвертирующие всю проходящую по сети информацию в нужные форматы в соответствии с системой протоколов, существующих в этих сетях.
Интернет был создан более 20 лет назад в США как экспериментальная сеть, объединившая телекоммуникационную сеть ARPAnet, радиовещательную и спутниковую сети, связанные с деятельностью Министерства обороны США. Сейчас Интернет распространен по всему миру, и его пользователями уже стали более 20 млн человек.
Сеть позволяет пересылать пакеты данных с одного подключенного к Интернету компьютера на любой другой, независимо от того, соединены они между собой или нет. Маршрутизаторы Интернет автоматически выбирают оптимальный маршрут для доставки пакетов данных до места назначения. На этой основе были разработаны различные службы, использующие возможности Интернета.
Электронная почта (e-mail) – пересылка печатных материалов, графиков, деловых документов, фотографий, таблиц, газет и журналов с помощью электронных методов передачи и обработки информации для обмена корреспонденцией. С ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовой вид) любому пользователю Интернета. Время доставки писем обычно не более нескольких часов, а иногда и нескольких минут.
Общаться между собой по электронной почте могут пользователи, находящиеся и в пределах одного учреждения, и в различных уголках планеты.
Электронная почта используется для таких целей:
1) пересылка сообщений другому пользователю;
2) передача одного и того же сообщения нескольким пользователям;
3) рассылка сообщений в несколько организаций по определенному списку;
4) передача текстового файла;
5) посылка бинарного файла, содержащего компьютерную программу, графическое изображение, обработанные с помощью текстового редактора документы, электронную таблицу или даже аудио- и видеоинформацию;
6) распространение «электронного журнала»;
7) передача по сети «горячих новостей» и объявлений.
Электронная почта также используется как средство доступа к программам удаленных компьютеров и сетевым службам, например, для получения файлов определенных документов или ответов на запросы из сетевых баз данных. Такая ЭВМ может выполнять узкий круг функций, тогда она называется ЭДО (электронная доска объявлений, BBS), или более широкий, включающий пересылку сообщений на значительные расстояния с подключением других ЭВМ, тогда говорят о телекоммуникационной сети. В этом случае пользователи должны стать абонентами этой электронной сети. Таким образом, за определенную плату они получают возможность посылать на электронный адрес партнера информацию в любое удобное для них время и соответственно запрашивать информацию для себя. Эта связь и именуется «электронной почтой». У любого пользователя в памяти ЭВМ есть некоторое отведенное ему пространство, которое называется почтовым ящиком. У каждого почтового ящика имеется уникальный электронный адрес.
Если пользователь хочет дать какую-то информацию не только своему партнеру, но и другим пользователям данной электронной сети, он может воспользоваться другими способами работы в сети -«доской объявлений» или конференцией.
Не следует путать конференцию как вид услуг телекоммуникационной сети (иначе говоря, почтовый ящик, принадлежащий сразу целой группе пользователей) с телеконференцией.
Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т.п.).
Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.
Существует два вида электронных конференций, проводимых в Интернете:
- «реальные» конференции, когда пользователи общаются друг с другом непосредственно;
- отсроченные во времени дискуссии, которые чаще всего и называются электронными конференциями, или телеконференциями.
Электронные конференции - это разновидность электронной доски объявлений, на которой все заинтересовавшиеся определенной темой обсуждения могут читать сообщения, отправленные другим пользователям или отвечать на них. Каждая конференция обычно имеет несколько «сюжетных линий», объединенных одной темой.
Конференции бывают «открытыми» - доступными для любого пользователя сети - или «закрытыми», доступ к которым осуществляется только под строгим контролем ведущего конференции (модератора) и лишь для избранного количества участников, приглашенных им.
Электронные конференции используются для того, чтобы:
а) задавать вопросы;
б) отвечать на вопросы других;
в) участвовать в дискуссии (многие конференции напоминают диспуты, в которых каждый имеет право выступить и высказать свое мнение);
г) читать сообщения, пришедшие на конференцию;
д) рассылать информационные сообщения, которые сразу же попадают в поле зрения всех заинтересованных пользователей;
е) для учебных целей (для самообразования и для работы с учащимися);
ж) для целей «паблик рилейшнз» (общественных связей), когда, принимая активное участие в работе конференции, можно рассказать о себе и о своих разработках, идеях, открытиях.
На основе материалов конференции может быть опубликована статья в периодических изданиях с указанием конкретных пользователей, представивших свою информацию, как соавторов.
Существуют и специальные устройства для передачи на расстояние статичных изображений как самого партнера, так и всевозможных фотоизображений, рисунков, графиков и пр., называемые люмофонами. Они могут быть также включены в телеконференцию. Тогда это будет люмофонная телеконференция, обеспечиваемая телефонными линиями.
Служба Интернета - серверы новостей - рассылает новости по тем или иным темам в виде электронных писем.
Файловые серверы (или FTP-серверы) Интернета - хранилища файлов. На них хранятся программы, тексты документов, книг и т.д. Каждый пользователь Интернета может получить оглавление FTP-сервера или любой из хранящихся на нем файлов в виде электронного письма, направив электронное письмо со специально подготовленным запросом на FTP-сервер. Возможны просмотр оглавления и получение файлов и в диалоговом режиме (в режиме Telnet - удаленного терминала).
Службы поиска Интернета позволяют найти нужный документ на включенных в сеть FTP-серверах. Поиск может вестись по ключевым словам и другим характеристикам документа. Задать запрос службе поиска можно в диалоговом режиме или послав ей специально оформленное электронное письмо.
Одной из наиболее часто используемых служб поиска в сети Интернет является WWW (World Wide Web) - сервер информационного поиска, позволяющий работать пользователю с информационными источниками в режиме гипертекста (гиперсреда - представление информации на узлах, соединяемых с помощью ссылок, а гипертекст - тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам). Благодаря специальной системе перекрестных ссылок перемещение от документа к документу, находящемуся на другом сервере, происходит незаметно для пользователя.
В процессе воспитания и обучения телекоммуникации могут измениться сами концепции образования. С их помощью мировая культура становится общемировым достоянием, доступным всем пользователям международных сетей. Они стирают границы, сокращают пространства и экономят колоссальное количество времени, которое раньше уходило на поиск и обработку информации. Пользование коммуникациями принципиально меняет сам характер мышления современных школьников. Ученик, владея информацией и способами ее сбора, хранения и передачи, в процессе обучения превращается в активного субъекта педагогического процесса, исследователя, умеющего самостоятельно и творчески ставить и решать широкий круг задач.
Есть и негативные стороны этого процесса, связанные с тем, что в мировой сети много информации, получение которой детьми и подростками не всегда желательно, а нередко и преждевременно. Это ставит очень острую проблему кодирования такой информации, чтобы она стала недоступной для широкого использования. Но с другой стороны, распространение деятельности хакеров (талантливых компьютерщиков-программистов, которые взламывают самые секретные программы даже государственного уровня) делает эту проблему практически трудно разрешаемой.
Телекоммуникации позволяют осуществить принципиально новый подход к обучению и воспитанию учащихся, который:
а) базируется на широком общении, сближении, стирании границ между отдельными социумами, на свободном обмене мнениями, идеями, информацией участников совместного проекта;
б) имеет в своей основе реальные исследовательские методы (научная или творческая лаборатория), позволяющие в процессе совместной деятельности группы участников познавать законы природы, основы техники, технологии, социальные явления в их динамике, особенности разнообразных видов творчества;
в) основан на широких контактах с культурой других народов, опытом других людей;
г) естественным образом стимулирует развитие гуманитарного образования, акцентирует внимание на нравственных аспектах жизни и деятельности человека, на состоянии и сохранении окружающей его среды;
д) стимулирует развитие родной речи и овладение иностранными языками, когда дело касается международных проектов;
е) способствует приобретению как учащимися, так и учителями разнообразных сопутствующих навыков, которые могут оказаться полезными в последующей жизни, в том числе и навыков пользования компьютерной техникой и технологией.
Учитель, используя технические возможности информационных телекоммуникаций, может оперативно с учетом своих текущих задач подбирать информацию на урок из практически неограниченных ее источников, что создает принципиально новую информационную ситуацию. Аналогичные возможности предоставляются и ученику при работе в классе и в процессе самостоятельной подготовки и самообразования.
Компьютерные телекоммуникации позволяют формировать у учащихся и необходимый уровень знаний, и умения анализировать, сравнивать, обобщать, обрабатывать имеющуюся информацию, находить нужную информацию, связывать ее с изучаемыми вопросами, т. е. формировать информационную культуру школьника. Обучение происходит в ходе общения, поиска информации и работы с ней. На первый план выступает интерес к новой информации, желание осмыслить ее, поделиться новым знанием с окружающими, применить имеющиеся знания и умения в конкретной ситуации.
В сфере образования телекоммуникации получили развитие в методе проектов и дистанционном обучении.
Основной формой организации учебной или внеучебной деятельности учащихся в сети может стать телекоммуникационный проект. Учебный телекоммуникационный проект – совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, организованная на основе
, имеющая общую цель, согласованные способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности (Полат Е.С.).
Специфика телекоммуникационных проектов заключается в их межпредметном характере. Решение проблемы, заложенной в любом проекте, всегда требует привлечения интегрированного знания. Но в телекоммуникационном проекте, особенно международном, требуется, как правило, более глубокая интеграция знания, предполагающая не только знание собственно предмета исследуемой проблемы, но и понимание особенностей национальной культуры партнера, его мироощущения.
Телекоммуникационные проекты должны предусматривать:
1) процесс систематических, длительных наблюдений за тем или иным природным, физическим, социальным и другим явлением;
2) сравнительное изучение, исследование того или иного явления, факта, события, происшедших или имеющих место в различных местностях, для выявления определенной тенденции или принятия решения, разработки предложений;
3) сравнительное изучение эффективности использования одного и того же или разных (альтернативных) способов решения одной проблемы, одной задачи для выявления решений, пригодных для широкого круга задач;

4) совместную творческую разработку с реальным результатом (создание журнала, пьесы, книги, музыкального произведения, предложений по совершенствованию учебного курса и т. д.);
5) проведение увлекательных приключенческих совместных компьютерных игр, состязаний.
Работа над любым проектом проходит в несколько этапов:
1-й этап: организационный, включает поиск и представление партнеров.
2-й этап: выбор и формулировка общей проблемы. Он включает определение целей и задач (зачем затевается этот проект, что ученики узнают и чему научатся по завершении работы над этим проектом); обсуждение плана достижения поставленных целей и уточнение подходящих для этого тем. Этот этап проводится состоявшимися учительскими парами при участии координаторов с обеих сторон (если проект международный).
3-й этап: обсуждение методических аспектов и организация работы учащихся на уроке и во внеурочное время. Предполагает работу координатора индивидуально с каждым учителем (лично или по сети).
4-й этап: структурирование проекта с выделением подзадач для определенных групп учащихся и отдельных учеников, подбор необходимых материалов. Общий простой план становится развернутым, выделяются этапы и их задачи (подзадачи) и распределяются между группами учащихся с учетом их интересов, определяются планируемые результаты и способы их решения и оформления.
5-й этап: собственно работа над проектом. Тщательно разработанные задания для каждой группы (2-5 чел.) учащихся и подобранный (если необходимо) материал позволяют учителю не вмешиваться в работу группы, выполняя роль консультанта. Предполагается интенсивный обмен информацией, мнениями, полученными результатами между партнерскими группами разных школ.
6-й этап: презентация проекта. На этом этапе группы рассказывают о проделанной работе, результаты обобщаются и оформляются в виде книги, журнала, видеофильма.
7-й этап: подведение итогов.
Формы работы над проектом могут быть различными: индивидуальные проекты (внутри общего проекта); парные проекты, когда над одним проектом работают партнеры в паре; групповые проекты, когда в проекте принимают участие группы с обеих сторон или группы из нескольких регионов. Проекты могут проводиться в рамках электронной почты или в телеконференциях. Формы организации совместной работы учащихся над проектом определяются исходя из особенностей тематики, целей совместной деятельности, интересов участников проекта. Главное, что в любом случае это разные виды самостоятельной деятельности учащихся. Успех проектной деятельности учащихся в большой степени зависит от организации работы внутри группы, от четкого распределения обязанностей и определения форм ответственности за выполняемую часть работы.
Существуют проекты разной степени сложности. Это могут быть проект, охватывающий весь класс и предусматривающий работу над отдельными проектами, составляющими общий проект, или самостоятельные небольшие проекты, охватывающие всего несколько или даже пару учеников с обеих сторон.
Существуют различные классификации телекоммуникационных проектов.
По преобладающему методу: исследовательские, творческие, приключенческие, игровые, информационные, практико-ориентированные.
По содержанию: литературно-творческие, естественно-научные, экологические, языковые, культурологические, ролево-игровые, спортивные, географические, исторические, музыкальные. Есть и другие классификации.
Примеры телекоммуникационных проектов
«Мозайка» - это проект, над которым работают школы разных стран мира, располагающие необходимыми средствами ИКТ (информационно-коммуникативных технологий). Для участия в проекте необходимо иметь доступ к компьютерам, робототехнике, электронной почте, сетям связи и средствам проведения видеоконференций.
Мозайка - это название вымышленного острова, расположенного между Мозамбиком и Ямайкой. Школьники изучают экологические условия Мозайки и разрабатывают проекты создания здесь «идеального» острова.
Все школы-участницы получают буклет, содержащий полную информацию о Мозаике и ее проблемах. К примеру, здесь очень много солнечных дней, земля пересыхает, а воду приходится добывать с большой глубины. Жители Мозайки существуют за счет рыбной ловли и занятий сельским хозяйством. Имеется также одно промышленное предприятие, загрязняющее окружающую среду. «Центральная школа» - это то место, в котором предстоит реализовать остров Мозайку (соорудив его из дерева, картона и т. п.). Для воплощения технических решений, предложенных другими школами, используются наборы LEGO DACTA. Учителя «центральной школы» проводят совместные работы с детьми из разных классов (от 9 до 12 лет) и, кроме того, исполняют обязанности переводчиков (привлекаются также родители и другие ученики, говорящие на разных языках).
Каждая школа сосредоточивается на конкретной экологической проблеме. Учащиеся должны постараться предложить для острова Мозайка наилучшие решения. Они могут экспериментировать и строить опытные модели.
Все принимающие участие в совместной работе школы регулярно получают информацию об «исследованиях на месте» (тексты, предложения, планы и чертежи).
Три раза в течение учебного года (или чаще) в рамках проекта проводятся видеоконференции, объединяющие всех участников и позволяющие им поделиться индивидуальным опытом и помочь «центральной школе» реализовать идеальный остров Мозайку.
Во время заключительной видеоконференции каждая школа получает возможность дистанционно управлять той частью модели, за разработку которой она отвечает (http://tecfa.unige.ch/pangea/expo/hall.html).
Основная цель проекта «Щукино» состоит в том, чтобы привлечь внимание детей к их малой Родине - Щукину, расположенному в северо-западной части Москвы, к тем местам, в которых они живут, гуляют и учатся.
Работы по проекту проводятся в московской школе № 1874 в три этапа, преимущественно в рамках уроков, посвященных работе с компьютерами (1 ч в неделю), а в двух классах также на уроках москвоведения. Завершающий этап проекта реализуется исключительно во внеурочное время - в ходе занятий факультативной группы по освоению электронной почты.
1-й, подготовительный, этап, в котором принимают участие более 250 человек, осуществляется учениками вместе с их классными руководителями и родителями. Дети ходят по улицам Щукина, записывая основную информацию и делая зарисовки.
Дети в процессе выполнения проекта знакомятся с элементами картографии, учатся пользоваться фото- и видеоаппаратурой.
2-й этап целиком осуществляется на уроках по изучению компьютера и заключается в предварительной компьютерной обработке собранной информации: наборе и редактировании текстов, создании и детализации собственных рисунков (1 -2-е классы) и карт (3 - 4-е классы). Обмен информацией между участниками проекта производится с использованием электронной почты в рамках внутришкольных конференций «Моя Москва» и «Наша школа».
В результате ученики знакомятся с текстовыми и графическими редакторами и осваивают основные принципы работы с ними, узнают особенности электронной сети, связи и возможности, предоставляемые ею для обмена информацией.
3-й этап осуществляется в виде конкурсного отбора информации из результатов всей проделанной к этому времени работы; сначала этим занимаются группы и классы, затем инициативная группа старшеклассников, которая на этой стадии подключается к работе над проектом и выполняет функции жюри. Кроме того, учащиеся старших классов дополняют отобранные материалы сделанными на улицах района фотографиями, которые они сами сканируют и обрабатывают на компьютере, и используемыми при проведении уроков видеоматериалами. Учащихся младших классов, принимавших активное участие в проекте, ожидает сюрприз -им будет поручено создание модели микрорайона в каком-либо конструкторе.
На этом этапе школьники знакомятся с особенностями работы со сканером при считывании текстов различных форматов; с редактированием кадров видеофильмов; с компьютерной обработкой видеофрагментов, методами технического моделирования с использованием буфера обмена; с форматированием текстов и сборкой единого блока из отдельных текстов и рисунков.
4-й этап, временно завершающий проект в целом, состоит из сборки всего отобранного материала (28 детских рисунков, 24 фотографии и более 150 Кб текста) в единый гипертекст с использованием прикладной программы HyperStudio; эта работа выполняется одним человеком - учеником 9-го класса при технической и программной поддержке ученика 10-го класса (http:// www.school.edu.ru/nahodki/datarus.html).
Дистанционная форма обучения - получение образования без посещения учебного заведения с помощью современных информационно-образовательных технологий и систем телекоммуникации. Дистанционное обучение - заочное образование, самообразование и самообучение, заочное повышение квалификации и переподготовка, общедоступное «открытое» обучение.
Дистанционное обучение - комплекс дидактических методов, основанных на совершенно иных по сравнению с традиционными принципах обучения. Однако удаленность преподавателя от обучаемого порождает ряд проблем, имеющих место даже при самой совершенной системе дистанционного обучения. Именно поэтому при равных альтернативных возможностях традиционная форма образования всегда будет иметь преимущество перед дистанционной.
Но есть сферы образовательной деятельности, где современные телекоммуникационные технологии позволяют существенно расширить доступ обучаемых к учебной информации и образовательным ресурсам и дают неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными.
Действующая с 1993 г. сеть «ИНФОРМ-ОБРАЗОВАНИЕ» охватывает весь континент, крайние ее точки - Мурманск, Байконур, Камчатка. Фактически большинство регионов (в основном областные, краевые города, столицы республик) включены в сеть не только как получатели информации, но и как активные участники процессов формирования и распространения образовательной информации на территории России, с выходом за рубеж. Недавно к сети присоединились Казахстан, Белоруссия и др. В программу включаются материалы по заказам органов управления образованием, школ, педагогических учебных заведений, институтов повышения квалификации учителей.
Дистанционное обучение можно использовать в высшей школе, а также для повышения квалификации и переподготовки специалистов. Оно обеспечивает систематизацию и представление информации из общедоступных баз знаний, а также сертификацию знаний, расширяет доступ к учебным материалам и методическим ресурсам, повышает комфортность обучения, не отрывает от основной работы.
Дистанционное образование открывает большие возможности для учеников-инвалидов. Современные информационные образовательные технологии позволяют учиться незрячим, глухим и страдающим заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Оно дает возможность осуществлять довузовскую подготовку. Это позволяет получать образование в удобное время без изменения места жительства; предоставляет равные возможности сельским школьникам в подготовке к вступительным экзаменам.
Для всех выделенных направлений существует своя специфика, связанная с предметной областью и возрастными особенностями обучаемых.
В последние годы все большее распространение получают четыре вида дистанционного обучения, основанного на:
а) интерактивном телевидении (two-way TV);
б) компьютерных телекоммуникационных сетях (региональных и глобальных, Internet) в режиме обмена текстовыми файлами;
в) сочетании интерактивного телевидения и компьютерных телекоммуникационных сетей;
г) компьютерных телекоммуникационных сетях с использованием мультимедийной информации, в том числе в интерактивном режиме, а также с использованием компьютерных видеоконференций.
Дистанционное обучение предполагает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д., т.е. вне телекоммуникационных сетей, предназначенное для самообразования, так как они не предусматривают оперативной обратной связи с преподавателем. Существующая в настоящее время сеть открытого и дистанционного обучения в мировой практике базируется на шести известных моделях.
Модель 1. Обучение по типу экстерната.
Обучение, ориентированное на школьные или вузовские (экзаменационные) требования, предназначается для учащихся и студентов, которые по каким-то причинам не могут посещать очные учебные заведения.
Модель 2. Университетское обучение (на базе одного университета).
Система обучения для студентов, которые обучаются не очно (оn-campus), а на расстоянии, заочно или дистанционно, т.е. на основе новых информационных технологий, включая компьютерные телекоммуникации (off-campus). Такие программы для получения разнообразных аттестатов образования разработаны во многих ведущих университетах мира. Студентам предлагаются помимо печатных пособий аудио- и видеокассеты, разработанные ведущими преподавателями этих университетов.
Модель 3. Обучение, основанное на сотрудничестве нескольких учебных заведений.
Сотрудничество нескольких образовательных организаций в подготовке программ заочного/дистанционного обучения позволяет сделать их более профессионально качественными и менее дорогостоящими. Перспективная цель данной программы - дать возможность любому гражданину стран Содружества получить любое образование на базе функционирующих в странах Содружества колледжей и университетов, не покидая своей страны, своего дома.
Модель 4. Автономные образовательные учреждения.
Специально созданные для целей дистанционного обучения образовательные учреждения ориентированы на разработку мультимедийных курсов. В их компетенцию входит также оценка знаний и аттестация обучаемых. Самым крупным подобным учреждением является Открытый университет в Лондоне. Плата за обучение осуществляется целиком теми организациями, фирмами, где работают студенты.
Модель 5. Автономные обучающие системы.
Обучение в рамках подобных систем ведется целиком посредством ТВ или радиопрограмм, а также дополнительных печатных пособий.
Модель 6. Неформальное интегрированное дистанционное обучение на основе мультимедийных программ.
Такие программы ориентированы на обучение взрослой аудитории, тех людей, которые по каким-то причинам не смогли закончить школьное образование.
Основные цели всех моделей образования на расстоянии:
1. Предоставить возможность обучаемым совершенствовать и пополнять свои знания в различных областях в рамках действующих образовательных программ.
2. Помочь получить аттестат об образовании, ту или иную квалификационную степень на основе результатов соответствующих экзаменов (экстернат).
3. Дать качественное образование по различным направлениям школьных и вузовских программ.
Дистанционное обучение можно использовать и в системе очного школьного и профессионального обучения. Обучаемые могут самостоятельно изучить курс, которого нет в учебном заведении, углубить знания по любому учебному предмету, ликвидировать возникшие пробелы в знаниях, получить образование в учебном заведении другой страны.
В системе дистанционного обучения используются разные программные средства и среды.
Модель энциклопедии, предполагающая свободу перемещения по тексту, сжатое (реферативное) изложение информации, необязательность сплошного чтения текста, справочный характер информации, использование перекрестных ссылок. Электронная энциклопедия содержит фотографии, звукозаписи, музыкальное сопровождение и видеофрагменты.
Модель компьютерных слайд-фильмов (КСФ). КСФ имеют средства квазимультипликации, могут сопровождаться звуком, музыкой, содержать кинофрагменты. Предназначены для непрерывного просмотра.
Модель виртуальных миров (ВМ) - трехмерная электронная модель различных объектов, городской площади, зала музея, выставки и т. п. Обладает эффектом присутствия, в ней можно перемещаться как в зале музея, выбрать угол обозрения.
Проблемы, возникающие при дистанционном обучении:
1) отсутствие у многих учителей и учащихся пользовательских умений и навыков для работы с компьютером и телекоммуникационными технологиями;
2) большой акцент на самостоятельную работу обучаемых, которые в своем большинстве не владеют культурой умственного труда, т. е. не умеют работать самостоятельно;
3) требование самодисциплины и ответственности, так как все задания должны отправляться куратору в срок в строгом соответствии с учебными планами и графиком отчетности по курсу, потому что любая задержка при работе в группе нарушает темп работы всей группы;
4) необходимость делать запрос на иностранном языке.
Классификация тсо
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 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.
я экранных средств обучения и воспитания.
Проекция (от лат. projectio - 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 топографическую, 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.
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 18x24 мм или 24x36 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 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) - изображения 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.
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.
Эпиобъекты – изображения (тексты, фотографии, рисунки, репродукции и т.п.) на непрозрачной основе или плоские натуральные объекты, выполненные в формате приемного окна эпископа, проецируемые на экран в отраженном свете. Могут быть как черно-белыми, так и цветными. Чем светлее и контрастнее проецируемый объект, тем качественнее изображение на экране. Существенный недостаток эпипроекции - малая освещенность изображения на экране. Поэтому повышаются требования к затемнению помещений, использовать эпипроекцию возможно только для небольшой аудитории.
Эпипроекция передает цвет плоских непрозрачных объектов. Сравнительно небольшие размеры объекта эпипроекции (140 х 140 мм) следует учитывать при изготовлении пособий, подлежащих проецированию на экран, например карт, схем, чертежей или просто схематических рисунков, эскизов и т.п.
В 1895-1898 г. русский изобретатель Е.А. Малиновский совместно с другим изобретателем разработали и изготовили, а затем усовершенствовали первые эпипроекционные аппараты. Их использовали в малых аудиториях или для индивидуальной работы, так как создаваемое ими изображение на экране не превышало 70 х 70 мм.
Эпипроекция широко используется на занятиях в детском саду и на уроках в школе, где ее применяют обычно в комбинации с показом диапозитивов. Эпипроекция привлекает простотой получения большого цветного изображения. Даже газетная иллюстрация приобретает на экране более качественный вид. Иногда на экране возникает стереоскопический эффект. Это бывает в том случае, когда изображение на фотографии или рисунке передает перспективу. Ощущение объема и масштабности объектов при эпипроекции создается отчетливее, чем при непосредственном рассмотрении маленькой картинки.
В периодической печати систематически помещаются репродукции с картин известных художников, картины современных художников, фотографии и рисунки промышленных установок, схемы технологических процессов и т.д. Учителя и воспитатели детских садов могут, вырезая их, постепенно собрать свой фонд наглядных средств, систематизированный по определенным разделам.
Особого внимания заслуживают художественные открытки и фотографии. Размер стандартной открытки наиболее удобен для эпипроекции. На обратной стороне познавательных открыток нередко помещают аннотацию, которая может служить исходным материалом для пояснений.
Для детского сада и школы значительно удобнее использовать тематические подборки цветных и тоновых открыток, помещенных в художественно оформленную обложку. Такие серии в большом ассортименте издавались в 70-80-е годы. Они состоят из 8, 12, 16, 24 и 32 открыток и сопровождаются вступительной статьей. Специально для школ издавалось много таких подборок, например: «Русские былины и сказы» -12 открыток (репродукции с картин В. М. Васнецова, М.В. Врубеля, И.Я. Билибина, Н.К. Рериха, В.И. Сурикова, В.А. Фаворского); «Дети в картинах и рисунках художников» -12 открыток (репродукции с картин И. Фирсова, В.А. Тропинина, В. Г. Перова, К.Е. Маковского и др.); «Крестьянские дети в русской живописи» - 12 открыток (репродукции с картин В.М. Васнецова, В. Г. Перова, А. И. Морозова, А. А. Киселева и др.); «Русская зима» -12 открыток (репродукции с картин Е.Е. Волкова, Ф.А. Васильева, М.М. Гермашева и др.). Много выпускалось комплектов на сюжеты известных сказок. Во многих школах и у учителей накоплены богатейшие коллекции таких открыток.
В умелых руках воспитателя или учителя демонстрация с помощью аппаратных устройств открыток в виде большой цветной световой картины производит на учеников сильное впечатление и служит мощным средством воспитания и привития хорошего вкуса, проникновения в мир прекрасного. С неменьшим успехом можно использовать тематические подборки. Методика использования тематических открыток аналогична применению диапозитивов.
Компьютер как срвременное тс обработки информации
На разных этапах развития техники и технологии были приняты следующие названия для компьютеров: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), программируемое электронно-вычислительное 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 охватывает различные сферы человеческой деятельности. Существует много причин столь бурного развития вычислительной техники. Оно стимулируется разработкой програмного 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 (ENIAC - 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. 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 мини-компьютер 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 1959г. 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 1974г. - 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 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 16-разрядный 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 IBM PC) составляют более 90 % всех производимых в мире персональных компьютеров.
Если бы IBM PC был сделан так же, как другие существовавшие во время его появления компьютеры, он бы устарел через два-три года. Но в IBM PC была заложена возможность усовершенствования его отдельных частей и использования новых устройств. Фирма IBM сделала компьютер не единым неразъемным устройством, а обеспечила возможность его сборки из независимо изготовленных частей аналогично детскому конструктору, причем методы сопряжения устройств с компьютером IBM PC 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 IBM PC.
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 IBM PC-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 IBM PC-совместимых компьютеров было внесено много нововведений.
В 1983 г. был выпущен компьютер IBM PC XT, имеющий встроенный жесткий диск , в 1985 г. - компьютер IBM PC AT на основе нового микропроцессора Intel-80286, работающий в 3-4 раза быстрее IBM PC XT.
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).
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 .
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 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 ввода-вывода).
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 кэшпамяти, 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.
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 IBM PC-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 .
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 ввода-вывода 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. 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 высокую скорость обмена данными между компонентами компьютера.
Сам по себе компьютер не обладает знаниями ни в одной области своего применения, все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Поэтому часто употребляемое выражение «компьютер сделал» (подсчитал, нарисовал) означает ровно то, что на компьютере была выполнена программа, которая позволила совершить соответствующее действие.
Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три категории:
1) прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т. д.;
2) системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверку работоспособности устройств компьютера и т. д.;
3) инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ для компьютера.
Грани между указанными тремя классами программ весьма условны, например, в состав программы системного характера может входить редактор текстов, т.е. программа прикладного характера.
Среди всех системных программ, с которыми приходится иметь дело пользователям компьютеров, особое место занимают операционные системы. Операционная система (далее - ОС) управляет компьютером, запускает программы, обеспечивает защиту данных, выполняет различные сервисные функции по запросам пользователя и программ. Каждая программа пользуется услугами ОС и может работать только под управлением той ОС, которая обеспечивает для нее эти услуги. Таким образом, выбор ОС очень важен, так как он определяет, с какими программами можно работать на компьютере. От выбора ОС зависят также производительность работы, степень защиты данных, необходимые аппаратные средства и т.д.
Важным классом системных программ являются драйверы. Они расширяют возможности ОС, например позволяя ей работать с тем или иным внешним устройством, обучая ее новому протоколу обмена данными и т. д. Так, первоначально попавшие в нашу страну версии DOS, Windows и OS/2 были английскими и не поддерживали ввод русских букв с клавиатуры, поэтому программисты создали драйверы, обеспечивающие эти средства.
Большинство ОС содержит немало драйверов в комплекте своей поставки, и программа установки ОС устанавливает (задействует) те драйверы, которые нужны для поддержки устройств и функций ОС, указанных пользователем.
Драйверы для различных ОС часто поставляются и вместе с новыми устройствами или контроллерами.
Весьма популярный класс системных программ составляют программы-оболочки. Они обеспечивают более удобный и наглядный способ общения с компьютером, чем штатные средства ОС. Наиболее популярной программой-оболочкой для DOS является Norton Commander.
Утилиты - это программы вспомогательного назначения. Чаще всего используются следующие типы утилит:
а) антивирусные программы предназначены для предотвращения заражения компьютерным вирусом и ликвидации последствий заражения;
б) программы-упаковщики (архиваторы) позволяют за счет применения специальных методов «упаковки» информации сжимать информацию на дисках, т. е. создавать копии файлов меньшего размера, а также объединять копии нескольких файлов в один архивный файл;
в) программы-русификаторы приспосабливают другие программы (обычно ОС) для работы с русскими буквами (текстами, пользователями и т. д.);
г) программы для диагностики компьютера позволяют проверить конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;
д) программы для оптимизации дисков позволяют обеспечить более быстрый доступ к информации на диске за счет оптимизации размещения данных на диске;
е) программы динамического сжатия дисков создают псевдодиски, информация которых хранится в сжатой форме в виде файлов на обычных (настоящих) дисках компьютера, что позволяет хранить на дисках больше данных;
ж) программы ограничения доступа позволяют защитить хранящиеся на компьютере данные от нежелательных или неквалифицированных пользователей.
Для IBM PC разработаны и используются сотни тысяч различных прикладных программ. Наиболее широко применяются программы:
- подготовки текстов (документов) на компьютере - редакторы текстов;
- подготовки документов типографского качества - издательские системы;
- обработки табличных данных - табличные процессоры;
- обработки массивов информации - системы управления базами данных;
- подготовки презентаций (слайд-шоу);
- экономического назначения - бухгалтерские программы, программы финансового анализа, правовые базы данных и т.д.;
- для создания рисунков, анимационных и видеофильмов;
- системы автоматизированного проектирования (САПР) - программы черчения и конструирования различных предметов и механизмов;
- для статистического анализа данных;
- компьютерные игры, обучающие программы, электронные справочники т. д.
Программы, которые нашли популярность у пользователей, обычно совершенствуются разработчиками: в них исправляются ошибки, включаются новые возможности и т.д. Чтобы сохранить преемственность, получившимся программам не дается какое-то другое имя, а вместо этого они называются версиями исходных программ.
Чаще всего версии программ обозначаются числами вида 1.00, 3.5 и т.д., типа десятичных дробей в американской записи. Номер версии обычно указывается после названия программы, например Windows 3.0 (читается «три ноль»). Существенные изменения в программах отражаются увеличением цифры до точки, незначительные изменения или исправления ошибок - увеличением цифр, стоящих после точки. Например, первоначальная версия программы обозначается 1.0, версия с некоторыми усовершенствованиями -1.5 (или, что то же самое, 1.50), а после внесения существенных дополнений новая версия программы будет иметь номер 2.0.
В последнее время некоторые производители программ начали нумеровать версии по году их выпуска. Например, Windows 2000 -версия, выпущенная в 2000 г.
Обобщив изложенную о компьютере информацию, дадим его определение. Компьютер - комплекс технических средств и программного обеспечения, способный реализовать любой алгоритм, оформленный в виде программы, хранимой в памяти, и ориентированный на реализацию процессов переработки информации во взаимодействии с человеком. Популярность термина «компьютер» обусловлена его удобством для образования новых понятий: компьютеризация, компьютерная грамотность и др.
С середины 60-х годов существенно изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо независимой разработки аппаратуры и некоторых средств математического обеспечения стала проектироваться система, состоящая из совокупности аппаратных (hardware) и программных (software) средств. При этом на первый план выдвинулась концепция их взаимодействия. Так возникло принципиально новое понятие - архитектура ЭВМ.
Под архитектурой ЭВМ понимается совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих классов задач.
Архитектура ЭВМ охватывает широкий круг проблем, связанных с построением комплекса аппаратных и программных средств и учитывающих множество факторов. Среди этих факторов важнейшими являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство эксплуатации, а одним из главных компонентов архитектуры выступают аппаратные средства.
Архитектуру вычислительного средства следует отличать от его структуры. Структура вычислительного средства определяет его конкретный состав на некотором уровне детализации (устройства, блоки, узлы и т. д.) и описывает связи внутри средства во всей их полноте. Архитектура же определяет правила взаимодействия составных частей вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой это необходимо для формирования этих правил. Она регламентирует не все связи, а наиболее важные, нужные для более грамотного использования данного средства.
Классификация ЭВМ
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 IBM (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. ЗарубежомсредниеЭВМвыпускалифирмыIBM (International Business Machinery), DEC (Digital Equipment Corporation), Hewlett Packard, COMPAREX идр.
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 мини-ЭВМ появился в 60-е годы (12-разрядная ЭВМ PD5-5 фирмы DEC). 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 PDP (затем VAX) фирмы DEC и их отечественные аналоги - модели семейства малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Изобретение микропроцессора привело к появлению еще одного класса ЭВМ - микроЭВМ. Определяющий признак микро-ЭВМ - 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.
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 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 фирмами-производителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.
Тсо в образовательном 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 вне учебной 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 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.
Освоение ТСО и методики их применения тесно связано со знаниями студентов из области педагогики, возрастной и педагогической психологии, информатики и информационной культуры, физики, математики и др. Поэтому курс «Технические средства обучения» целесообразнее изучать после курсов психологии и педагогики, до или одновременно с курсом частной методики.
Содержание курса, как уже видно из ранее изложенного, составляет все многообразие традиционной и современной информационной техники и методики ее использования в педагогическом процессе.
Особенности 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 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.
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.
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 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 эмоционально-эстетическое 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.
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 на вопросы, связанные с содержанием звукозаписи, диалогическое воспроизведение текста и др.
На уроках физического воспитания звукозапись играет роль функциональной музыки, которая стимулирует и регулирует физиологические и психические процессы человека при выполнении им мышечной работы. Музыкальное сопровождение повышает эмоциональное состояние учеников, вызывает стремление выполнять движения энергичнее, вырабатывает чувство ритма. Все это усиливает воздействие упражнений на организм, способствует успешному их освоению. Музыку подбирают в соответствии с ритмом и характером выполняемых упражнений. Основные условия применения функциональной музыки на учебных занятиях по физической культуре:
- дискретное (прерывающееся, дозированное) использование музыки в течение занятия на разных этапах и с разным подбором музыкальных программ, служащих целям врабатывания, лидирования музыкального сопровождения и успокаивания в конце занятия;
- чередование музыкально озвученных и обычных уроков;
- использование музыки только при выполнении простых или хорошо отработанных упражнений.
Музыка должна звучать без сопровождения речи или других звуковых помех. Необходимые в это время команды следует осуществлять с помощью показа или специально оговоренных сигналов.
Музыкальная программа занятия должна вызывать у учеников положительные эмоции.
На уроках математики, физики, химии звукозапись используют в основном для проведения диктантов, организации самостоятельной работы учащихся.
Для проведения диктанта учитель заранее составляет контрольный текст в виде вопросов и логически неоконченных фраз. Затем этот текст он записывает на магнитофон, повторяя каждый вопрос 2-3 раза с интервалом между ними, достаточным для обдумывания учениками очередного вопроса и записи ответа в тетради.
На уроках физики звукозапись может быть использована при постановке опытов по разделам «Звуковые колебания и волны», «Электромагнитные колебания». По первому разделу большую помощь учителю окажет набор грампластинок «Акустика».
Очень часто используются фонозаписи в начальной школе.
В 70-80-е годы для младших школьников были созданы разнообразные звуковые пособия: «Песни для заучивания в начальной школе», «Музыкальные произведения для прослушивания в начальной школе», «Физкультура в 1, 2, 3 классах», «Утренняя гимнастика для школьников 7-8-9 лет» и др. Вышло много пластинок с записью голосов птиц и зверей, детских радиопередач и радиоспектаклей и специально созданных и записанных познавательных театрализаций.
Слушая музыкальные записи, младшие школьники учатся определять характер и средства музыкальной выразительности, различать звучание отдельных инструментов и оркестра, сольного и хорового пения, певческих голосов, получают представление о мелодии и аккомпанементе, разных музыкальных жанрах.
Познавательные аудиозаписи не только повышают интерес к урокам и закрепляют положительную школьную мотивацию, но и пробуждают интерес к тому, чтобы узнать что-то дополнительное самостоятельно.
Таковы разнообразные приемы применения звукозаписи в школе. Эти приемы, однако, не исчерпывают всех возможностей, которые расширяются, когда звукозапись выступает в сочетании с другими средствами обучения в комплексе, если она сопровождается зрительными образами. Такая работа требует особенно тщательной предварительной подготовки, чтобы зрительный и слуховой ряды полностью совпадали.
Особенности применения статических экранных пособий
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. 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.
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.
Диапозитивы отличаются краткостью субтитров. Подпись под кадром, как правило, не раскрывает его содержания, а лишь показывает, что изображено на нем. 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.
Подобны диапозитивам по своим дидактическим возможностям эпиобъекты. Материалы для эпипроекции учитель подбирает сам, используя репродукции картин, иллюстрации из книг, тексты, фотографии или чертежи, схемы, рисунки, таблицы, диаграммы, выполненные специально для демонстрации. Эпипроектор увеличит мелкий шрифт книги или мелкую иллюстрацию. С его помощью можно воспроизвести на экране одновременно 2-3 изображения (параллельная проекция), сравнить и проанализировать их; продемонстрировать домашние работы учащихся для анализа всем классом.
Эпипроекцию чаще всего применяют с целью иллюстрации учебного материала.
Необходимость полного затемнения помещения для демонстрации эпиобъектов несколько ограничивает учителя в выборе методических приемов работы с ними, так как учащиеся не могут делать необходимые записи или зарисовки; экранное изображение нельзя сопоставить с натуральным объектом и т.д. Эпиобъекты должны быть контрастными, плотными по насыщенности цветов.
Методика работы с эпипроекцией аналогична работе с картиной или диапозитивами. Обычно в детском саду и в начальной школе это средство применяется на занятиях по развитию речи и ознакомлению с окружающим миром. Но практика показывает, что его можно эффективно использовать и на занятиях по изобразительному искусству для показа технических приемов рисования, смешивания красок, для объяснения последовательности этапов работы. Эпиобъекты широко применяются в средних и старших классах на большинстве учебных предметов. Подбирая открытки, иллюстрации из журналов на ту или иную тему, воспитатели и учителя могут сами создавать серии эпиобъектов.
Среди статичных экранных пособий особо следует выделить транспаранты к графопроектору. По своей структуре они принципиально отличаются от диафильмов и диапозитивов. Каждый отдельно взятый кадр комплекта транспарантов дает на экране статичное изображение, но благодаря их последовательному наложению или снятию оно приобретает определенную динамичность.
Отдельные кадры накладывают один на другой постепенно, воссоздавая целостное изображение. При этом происходят поэтапное формирование понятия, последовательное раскрытие закономерности изучаемого процесса или явления, показ отдельных элементов целого.
Используют и другой прием работы с транспарантами: постепенно снимают отдельные кадры. В этом случае учащиеся получают объяснения от общего к частному, от целостного явления к отдельным его элементам или к раскрытию каких-то процессов.
Смешанное использование приемов наложения, снятия и кашетирования (смешения) транспарантов позволяет вскрывать и детально изучать весьма сложные понятия и закономерности.
Транспаранты можно располагать в любой плоскости, чередуя самые разные по размерам и техническому исполнению, рисовать на пленке фломастерами с прямой демонстрацией на экран. Все это могут делать учитель, учитель и ученик, несколько учеников, дополняя и уточняя друг друга.
С помощью графопроектора, как уже отмечалось, можно показать опыты по физике, химии и биологии, проводимые на прозрачных пластинках или в ваннах. Например, можно продемонстрировать при помощи графопроектора спектры магнитного поля постоянных магнитов, магнитного поля электрического тока, модель броуновского движения, явления смачивания и несмачивания и многое другое. Можно дополнять рисунки теневой проекцией вещей и предметов, при которой демонстрируются самые типичные положения и формы. Интересен прием, при котором проецируются определенные изображения посредством графопроектора на какую-либо большую таблицу, картину, географическую карту.
Графопроектор часто используют вместо традиционной классной доски для проекции записей учителя. Все записи, которые учитель обычно выполняет мелом на доске, он может делать по ходу урока (или подготовить их заранее) на прозрачной пленке и проецировать с помощью графопроектора.
Транспаранты можно применять и в сочетании с классной доской. В этом случае спроецированное на доску изображение достраивают, дорисовывают, дополняют. Например, на доску проецируют предложения с пропущенными буквами. Учащимся предлагается на доске вписать нужные буквы. Затем накладывают второй кадр, на котором в соответствующих местах другим цветом изображены пропущенные буквы, и быстро проверяют выполненную работу. Можно спроецировать примеры, которые надо решить, геометрические фигуры, которые надо назвать или сосчитать, и т. д.
Большие возможности открывает этот прием на уроках математики. Используя комплект транспарантов с изображением основных плоских и пространственных фигур, можно решать самые разнообразные задачи, выполнять множество заданий на построение. При этом сохраняется время, которое потребовалось бы затратить на вычерчивание необходимых фигур.
Транспаранты как условно-графический вид наглядности отражают изучаемые объекты и явления в форме плоскостных символов, и поэтому они наиболее эффективны лишь в комплексе с другими средствами обучения.
На транспарантах прекрасно смотрятся различные схемы, диаграммы, графики, таблицы, которые можно заранее готовить к уроку, вычерчивать непосредственно в процессе изложения материала, предлагать учащимся воспроизвести или создать новые на эта пах повторения и обобщения или контроля знаний. Тем более что демонстрирование сложных по начертанию и требующих безукоризненно четкого и точного выполнения графических изображений в большом масштабе возможно только с помощью современной проекционной техники. Она обеспечит отчетливую видимость с последних мест класса не только общих контуров, но и деталей чертежа, схемы. Экспонируемый на экране кадр учитель может детально проанализировать, фиксируя внимание учащихся на особенностях графического оформления.
При составлении схематических изображений необходимо соблюдать следующие дидактические требования:
а) соответствие уровню знаний обучающихся и необходимому уровню абстракции;
б) учет логических путей и возможностей установления связей с реальностью;
в) отсутствие перегруженности схем текстом.
При разработке схематических пособий важно учитывать определенные эргономические требования:
а) элементы одинакового значения должны иметь одинаковую форму изображения и связи (величину символов, линий, стрелок, соотношение сторон, обрамление, подчеркивание и т.д.);
б) в схемах, изображающих динамику, следует при помощи стрелок показывать изменения между функциональными элементами, причинами и следствиями;
в) линии целесообразно изображать одинакового вида;
г) при комбинации статических и динамических схем полезно их выделять различным оформлением.
Применение схем, таблиц, графиков предполагает не только систематизацию информации, но и более абстрактный и обобщенный уровень ее усвоения.
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 C, 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.
Масса управленческих удобств сосредоточена и на блоке проигрывателя компакт-дисков, который может быть рассчитан на 1, 3, 5 и более дисков. К примеру, при перезаписи отобранных вами музыкальных произведений с компакт-диска вы лишь устанавливаете размер кассеты (45, 60, 90 мин), а аппарат сам размещает запись по дорожкам кассеты.
Некоторые модели (Technics SC-CA 1080, SC-CA 1060, S-CH 530 и др.) способны не только самостоятельно определять длину ленты, но и компоновать звукозапись в нескольких вариантах (система интеллектуального монтажа CCIR). Как правило, проигрыватель имеет возможность программировать вручную порядок воспроизведения номеров музыкальных произведений компакт-диска, а также может иметь режим игровой «рулетки», т. е. произвольного порядка проигрывания записанных произведений.
Немаловажное место в составе музыкального центра занимает двухкассетная дека с автореверсом, поиском нужных программ, шумоподавителем, автоматическим уровнем записи, синхронизацией и монтажом записи с компакт-диска. Часто дека имеет две скорости перезаписи с кассеты на кассету - нормальную и ускоренную.
Тюнер (радиоприемник) способен запоминать несколько десятков выбранных вами станций в диапазонах FM (в некоторых моделях - дополнительно УКВ), ДВ и СВ и даже с опознаванием программ при помощи новой системы RDS. Таймер включит аппарат в нужном вам режиме (запись или воспроизведение) и выключит в заданное время.
Многие новые модели современных музыкальных центров оснащаются системой «karaoke», которая позволяет, подключив к центру микрофон, спеть вместе с любимым вами ансамблем или музыкантом-исполнителем. При этом голос солиста подавляется, а на его место «вставляется» ваш голос.
Компактность акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.
Что касается производителей приличных музыкальных центров, то выбор их достаточно широк. Две неплохо знакомых россиянам торговых марки Technics и Panasonic имеют давние и проверенные преимущества, занимая в последние годы верхние строчки в рейтингах продаж. Высокое качество звука и обилие разнообразных сервисных функций при довольно умеренных ценах делают музыкальные центры этих марок довольно выгодным приобретением.
Наряду с ними представляют интерес музыкальные центры фирмы Aiwa, которые при весьма высоком качестве звука и множестве функций отличаются более низкой ценой. Нередко ее модели выпускаются с российским УКВ-диапазоном в дополнение к европейскому FM. Принцип компании Aiwa: за деньги - качество.
Известной популярностью у специалистов функциональной музыки пользуются музыкальные центры фирмы Philips. Высокие европейские стандарты и европейский дизайн, хорошее качество звука и сравнительно невысокая цена привлекают потребителей.
Традиционно очень высоким качеством и надежностью обладают музыкальные центры JVC, которые отличаются широчайшим набором сервисных функций, включая дистанционное управление поворотом дополнительных динамиков Surround Sound. Компания JVC выпускает целую серию музыкальных центров (JVC MX-G 7, MX-S 60, MX-S 50 и др.), на которые стоит обратить внимание.
К числу лидеров можно отнести и продукцию фирмы Sony, которая уже долгое время считается престижной. Можно полемизировать о качестве звука (это дело вкуса и слуха), но сервис музыкальных центров Sony традиционно превосходен.
Таким образом, в условиях современного развития техники оснащение образовательных учреждений необходимой аудиоаппаратурой можно осуществлять на довольно высоком качественном уровне.
Sony предлагает широкий выбор устройств для записи на минидиски как в виде отдельных компонентов, так и в составе систем класса HI-FI.
Есть суперкомпактные портативные проигрыватели, снабженные уникальным цилиндрическим пультом дистанционного управления, похожим на карандаш.
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.
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 8-миллиметровых 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. Черно-белая 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 16-миллиметровых 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.
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 объекта демонстрации. 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 1,2 м.
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. 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.
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 120 м, 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.
Киноколъцовка 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.
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 ТВ-канала.
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 частотно-модулированному каналу.
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 ТВ-приемнике 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 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 м;
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 м. Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную 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.
Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм. 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 ТВ-передачи 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 волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, 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 ТВ-программы 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 магнитными головками строчки записи видеосигнала располагаются на ленте под углом, близким к 90 ° к направлению ее движения. Такая видеозапись называется поперечно-строчной. В бытовых видеомагнитофонах, как правило, применяется наклонно-строчной 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.
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.
Видеопроигрыватель дисков - устройство, которое вместе с телевизором может воспроизводить (в зависимости от функций) CD- и DVD-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 видео и аудиовидеовыходы можно проецировать изображение на большой экран.
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.
Вспомогательные тсо
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 1750 х 1730x200 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 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 -8м. Максимальная площадь киноэкрана - 8 м. 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 подсветной 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 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 оверхед-проектора 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. Плазма-технологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны, так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней CRT-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 информационно-справочные 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: PAL, SECAM, NTSC. Есть встроенная аудиосистема. Масса - 40 кг .
К вспомогательным ТСО можно отнести и современные электронные доски . Это доска с интерактивными возможностями и возможностью 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-за-строчкой, 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 PC, 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 колесиках.
Для копирования информации с доски или информационной панели разработаны устройства для копирования. Одна из таких моделей простым нажатием на кнопку позволяет сделать бумажные копии с маркерных досок, флип-карт, презентационных досок. С помощью видеоискателя можно скопировать информацию целиком или какие-либо необходимые фрагменты. Устройство имеет термопринтер, рулонную термобумагу. Скорость около 20 страниц для обычной печати и 30 -для высокой. Питание от батареек. Размеры - 6,28 х 21 х 29,8 см. В комплекте - тренога с фиксирующими защелками. Изображение можно воспроизводить вертикально и горизонтально. Общая масса с треногой - 3,15 кг.
В параграфе о компьютерах были перечислены основные устройства ввода-вывода информации в компьютер, относимые к периферийным устройствам. Рассмотрим их подробнее.
Стандартным устройством ввода является клавиатура . Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.
Обычно используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа - драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:
- форму буквы V, W и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;
- большие опоры для запястий, поддерживающие кисти в прямом положении;
- мембранную бесшумную замену клавишам;
- сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.
Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.
Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.
Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.
Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.
Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - «цифра». Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры. Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен.
Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры играющий ведет машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в -руке, и чувствуется, как пули попадают в автомобиль.
Мышь - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.
Отличительные черты мыши:
- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);
- количество кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);
- способ соединения (проводные или беспроводные мыши).
Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.
Современный рынок устройств ввода постоянно пополняется новыми экзотическими координатными устройствами. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек-прокруток. Мышь с аналогичными свойствами с миниатюрным джойстиком вместо колесика получила название -мышастик.
Новинкой является беспроводная «летучая» мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.
Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара, не требуется коврика и места для перемещения манипулятора по столу. Трекболы широко используются в портативных компьютерах .
Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться». Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора .
Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.
Отличительные черты сканеров:
- глубина распознавания цвета: черно-белые с градацией серого, цветные;
- оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 150, 300, 600, 1200 точек на дюйм;
- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные - сами обучаются;
- конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные. К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.
Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов.
Перспективны разработки программ, позволяющих с помощью обычного микрофона ввести речь человека в компьютер и преобразовать ее в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тыс. слов с адаптацией к индивидуальным голосам.
Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования; например, при изучении языков функция распознавания и коррекции речи незаменима для формирования правильного произношения.
Устройства вывода преобразуют машинное представление информации в форму, понимаемую человеком. К основным устройствам вывода персонального компьютера относятся мониторы, принтеры, плоттеры, а также устройства вывода звуковой информации.
Монитор, или видеотерминал, предназначен для отображения символьной и графической информации. Большинство мониторов реализовано на базе электронно-лучевых трубок, напоминающих кинескопы обычных телевизоров. Это не касается портативных компьютеров, чьи мониторы обычно реализуются на основе жидкокристаллических индикаторов. Компактные размеры мониторов на основе жидкокристаллических панелей, которые представляют собой плоские экраны, а также отсутствие вредных излучений, влияющих на здоровье, делают данный вид монитора все более популярным .
Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевых трубок, являются: разрешающая способность экрана, расстояние между точками на экране, величина диагонали экрана.
Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от английского словосочетания Picture's Element - элемент картинки). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разрешение 800 х 600,1024 х 768 точек. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.
В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, в графическом режиме - любое изображение, состоящее из точек. Для представления символов текстовой информации используется матрица с фиксированным количеством пикселей, например, 8 x 8 или 8 x 14.
Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные.
Расстояние между точками на экране, или величина шага, определяет четкость изображения на мониторе. Величина шага колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.
Величина диагонали экрана измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера экрана монитора зависит от сферы использования персонального компьютера. Для учебных, бытовых задач наиболее популярными являются 14- и 15-дюймовые мониторы. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17-дюймовых. Для эффективной работы с системами автоматизированного проектирования, где одновременно отображается большое количество графической информации, используются 21-дюймовые мониторы.
Принтеры предназначены для вывода данных на бумагу. Они преобразуют машинное представление информации в символы, буквы, знаки. Любой символ представляется на бумаге набором точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатного устройства. Печать производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Получение последовательных строк осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют печатать на бумаге рисунки и графики, а также могут распечатывать информацию и на специальной пленке, например для создания слайдов.
По способу формирования изображения на бумаге принтеры делятся на:
а) последовательные, когда документ формируется символ за символом;
б) строчные, когда формируется сразу вся строка;
в) страничные, когда формируется изображение целой страницы. По количеству цветов, используемых при печати документа, принтеры бывают черно-белые и цветные.
По способу печати принтеры бывают ударные и безударные. Важнейшими характеристиками принтеров являются:
- ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;
- скорость печати, определяющая число знаков или число страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту;
- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi при печати символа.
По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, светодиодные, термические, литерные.
Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Красящая лента оставляет оттиск изображения на бумаге. Головка принтера, содержащая набор иголок, активизирует нужные иголки для получения требуемого изображения. Чем больше иголок, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые. Наибольшее распространение они имели в 80-х и в начале 90-х годов. В настоящее время они сильно потеснены струйными и лазерными.
Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила, поэтому головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки, достигнув бумаги, наносят требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем больше количество сопел на единицу площади и тем выше качество печати. Струйные принтеры дают изображение, по качеству близкое к типографскому, что определяет широкую сферу их использования для создания различных документов. Струйные принтеры работают тихо. Скорость и стоимость печати струйных принтеров выше, чем у матричных. Но работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой могут растекаться. По этой же причине в струйном принтере используется только качественная гладкая бумага.
Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.
Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, высокую скорость печати - от нескольких страниц в минуту при цветной печати и свыше десяти страниц при черно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.
Светодиодные принтеры выполнены на основе светодиодной технологии (LED). В отличие от лазерного принтера, в нем отсутствует сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Вместо нее применена линейка светодиодов. Такая конструкция повышает надежность, простоту обслуживания, экономичность и снижает стоимость. Светодиодная технология имеет следующие преимущества перед лазерной:
- формирователь изображения (линейка светодиодов) значительно компактнее лазерной оптико-механической системы;
- система проще и надежнее из-за отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей;
- снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана.
Цветной светодиодный принтер работает па оригинальной тандемной технологии, благодаря которой полноцветная страница формируется в принтере за один проход. Таким образом достигается небывалая для цветных офисных принтеров скорость печати - 8 страниц в минуту. В принтерах такого формата применены раздельные фотобарабан и тонер-картридж. Это позволяет заменять тонер по мере его расходования, не трогая барабан до тех пор, пока устраивает качество отпечатков. Выпускает такие принтеры фирма OKI.
Принцип работы литерных принтеров схож с принципом работы печатающей машинки: смоченные краской молоточки (литеры) бьют по бумаге. Литеры размещаются на барабане или резиновой ленте. Барабан (или лента) поворачивается так, чтобы в нужном месте ленты оказалась нужная литера, и происходит удар литерой по ленте. Удары происходят очень быстро с характерным потрескиванием. Предварительно литеры смазываются краской специальным красящим валиком. Литерные принтеры весьма просты и надежны, но могут печатать только цифры и некоторые специальные символы. Использование подобных принтеров ограниченно.
Работа термопринтеров основана на использовании специальной термочувствительной бумаги, которая протягивается через гребенку полупроводниковых нагревательных элементов, быстро нагревающихся или остывающих и оставляющих в нужных местах отметки - от нагревания термобумага темнеет. Из таких отметин и складывается изображение. У термопринтеров много достоинств: высокая надежность из-за отсутствия большого количества движущихся и трущихся частей; отсутствие бумажной пыли, бесшумность работы; режим экономии бумаги, так как шрифт можно сделать каким угодно малым. Основной недостаток - необходимость специальной термобумаги.
Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. В образовательном учреждении они могут использоваться для подготовки любого наглядного материала как для учебных целей, так и для внеклассной работы .
Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка за точкой наносится изображение на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (to plot - «вычерчивать чертеж»).
К основным характеристикам плоттеров относятся:
- скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;
- скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых в минуту;
- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.
Плоттеры подключаются к компьютеру через параллельный или последовательный интерфейс либо в слот расширения встраивается плата.
По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага.
По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.
Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета.
Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн.
Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.
Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.
Карандашные плоттеры используют для получения изображения обычный грифель. Они самые дешевые и требуют дешевого расходного материала.
Для вывода звуковых сигналов используются звуковые колонки.
Для обеспечения обработки звуковой информации современный компьютер оснащается звуковой картой (SoundBlaster). Звуковая карта устанавливается в свободный слот расширения и обеспечивает подключение к компьютеру микрофона, наушников или звуковых колонок, различное аудиооборудование: магнитофоны, усилители, музыкальные синтезаторы, а также имеет игровой порт для подключения джойстика. Возможности звуковой карты обеспечивают ввод, обработку и вывод звуковой информации, синтез стереозвучания, широкого набора музыкальных инструментов.
Современный компьютер все чаще имеет средства телекоммуникации, которые обеспечивают интеграцию персонального компьютера в информационное пространство, подключение к компьютерным сетям. Телекоммуникации буквально означают связь на расстоянии. Основным средством телекоммуникации является модем, который посылает и получает данные с удаленных компьютеров.
Модем преобразует выходную информацию компьютера в форму, доступную к передаче по различным каналам связи. Как правило, для передачи используется телефонная сеть. При получении информации из сети от другого компьютера модем преобразует входную информацию в форму, доступную для обработки компьютером .
Модем реализуется в виде внешнего или внутреннего устройства. Внешний модем подключается к компьютеру через один из последовательных портов компьютера. Внутренний модем представляет собой плату, которая устанавливается в свободный слот расширения. Выход модема подключается к телефонной сети.
Основной характеристикой модема является количество бит информации, передаваемых в секунду. Современные модемы оснащаются голосовыми функциями, например голосовой почтой, поддерживают функции автоматического распознавания номера, позволяют принимать участие в многосторонних конференциях через сеть Интернет.
Существуют и другие вспомогательные ТСО, например, видеокамеры современных моделей.
Есть миниатюрная видеокамера весом около 500 г, размером с фотоаппарат, простая в обращении. Имеет 44-кратное увеличение, электронный стабилизатор и многое другое. Обеспечивает хорошее воспроизведение видео- и звуковых записей .
В настоящее время выпускается другой формат миниатюрной видеокамеры, с помощью которой можно показать любые иллюстрации, тексты и трехмерные объекты. С помощью специального кабеля она подключается к любому аппарату с видеовходом PAL: ЖК-проектору, телевизору, компьютеру. Камера очень маневренна благодаря гибкой шее, на которой она держится. Объектив FlexCam обеспечивает резкость от 1 см до бесконечности и позволяет увеличивать изображение в 50 раз. Высокая разрешающая способность дает хорошее изображение в любых условиях. Встроенные стерео-микрофоны позволяют эффективно использовать камеру для мультимедийных приложений. К отдельным моделям можно подсоединить несколько камер, приставки к микроскопу .
В цифровом фотоаппарате снимки записываются на специальную карту флэш-памяти или на миниатюрный жесткий диск. После съемки фотографии переносятся в компьютер, если подсоединить к нему фотокамеру с помощью кабеля. В компьютере отснятое можно отредактировать, подкорректировать цвета, а при наличии печатающего устройства и распечатать. Снимки, хранящиеся в электронном виде, удобны для монтажа, иллюстрирования любого материала или передачи на другие компьютеры.
Диктофон - это аудиоустройство, предназначенное для записи и воспроизведения речи или звуков. Такое устройство можно назвать компактным аудиомагнитофоном .
Лазерная указка точно направляет луч в нужную точку (в зависимости от модели от 50 до 500 м) в затемненном помещении. Масса от 44 до 100 г с батарейками. Срок работы батареек до 25 ч. Можно выбрать постоянное или мигающее свечение точки. Подходит к работе с любой экранной проекцией. На рисунке изображена лазерная ручка-указка, которой можно писать .
К современным вспомогательным ТСО следует отнести машинки для ламинирования. Наглядные пособия на бумажных носителях, сделанные для учебных целей фотографии и другие иллюстративные материалы и документы могут обветшать и порваться, но обретут долгую жизнь, если будут покрыты слоем защитной пленки. Существуют разные модели таких машинок. Они просты в обращении, многие модели не требуют специальной настройки. Есть машинки для горячего и холодного ламинирования .
Начинают приобретать популярность различные машинки для переплета, которые позволяют переплетать подготовленные пособия.
В настоящее время получили широкое распространение всевозможные лазерные принтеры, копировальные аппараты, а также комбинированные универсальные устройства, которые просты в использовании и обеспечивают практически полиграфическое качество печати .
Перечисленные вспомогательные ТС не только являются помощниками в организации учебного процесса, но и раскрывают широкие возможности наполнить совершенно невозможными ранее формами работы внеклассную и досуговую деятельность воспитанников образовательных учреждений.
Архитектура ПК
Архитектура персонального компьютера — компоновка его основных частей, таких как процессор, ОЗУ, видеоподсистема, дисковая система, периферийные устройства и устройства ввода-вывода.

 
Архитектура содержит в себе основные черты современных архитектурных решений вычислительных машин. Архитектура современных персональных ЭВМ основана на магистрально-модульном принципе. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить её модернизацию. Модульная организация системы опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информации. Магистраль (системная шина) – это набор электронных линий, связывающих воедино центральный процессор, системную память и периферийные устройства.
 
Персональный компьютер – универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:
§        системный блок;
§        монитор;
§        клавиатуру;
§        мышь.
Системный блок
Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, называют внешними. Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.
 
Внутри системного блока размещаются следующие узлы:
·        электронные схемы, управляющие работой компьютера (микропроцессор, оперативная память, контроллеры устройств и т.д.);
·        блок питания, который преобразует электропитание сети в постоянный ток низкого напряжения, подаваемый на электросхемы компьютера;
·        накопители (дисководы) для гибких магнитных дисков, используемые для чтения и записи на гибкие магнитные диски (дискеты);
·        жесткий магнитный диск;
·        другие устройства.
Память компьютера
Основная память компьютера состоит из оперативного и постоянного запоминающих устройств.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения специальных программ, которые записываются на заводе. Этот комплекс программ называется BIOS – базовая система ввода-вывода. Работа программ, записанных в микросхеме BIOS, отображается на черном экране бегущими белыми строчками. В этот момент компьютер проверяет свои устройства.
Самое быстродействующее устройство для хранения данных – оперативная память компьютера.  Ее преимущество – высокая скорость записи и считывания данных. Ее недостаток состоит в ограниченном объеме и в том, что при выключении компьютера оперативная память очищается.
Оперативная память используется для кратковременного хранения данных в тот момент, когда они проходят обработку или происходит их прием-передача. Оперативная память состоит из ячеек. В каждой ячейке может храниться 1 байт данных. У каждой ячейки есть свой адрес.
Электронные платы
Каждая плата представляет собой плоский кусок  пластика, на котором укреплены электронные компоненты и различные разъемы.
 
 
Материнская плата
Самой большой электронной платой в компьютере является системная, или материнская плата. На ней располагаются микропроцессор, оперативная память, шина (или шины), BIOS.  Кроме того, там находятся электронные схемы (контроллеры), управляющие некоторыми устройствами компьютера. Так, контроллер клавиатуры всегда находится на материнской плате. Часто там же находятся и контроллеры для других устройств (жестких дисков, дисководов для дискет и др.).
Контроллеры
Электронные схемы, управляющие различными устройствами компьютера, называют контроллерами. Во всех компьютерах имеются контроллеры для управления клавиатурой, монитором, дисководами для дискет, жестким диском и т.д.  В большинстве компьютеров некоторые контроллеры располагаются на отдельных электронных платах – платах контроллеров. Эти платы вставляются в специальные разъемы (слоты) на материнской плате. При вставке в разъем материнской платы контроллер подключается к шине – магистрали
Микропроцессор
Обработка информации – главная задача компьютера. Для работы с данными существует специальная микросхема, которая называется микропроцессором или процессором. Он вызывает данные с диска в оперативную память, забирает их к себе, обрабатывает, а затем отправляет в оперативную память и записывает в виде файла на диск.
Для того, чтобы процессор всегда знал, что и с какими данными надо сделать, он должен непрерывно получать команды (инструкции). Инструкции записаны в программах.
Программа – это упорядоченный список команд.
Процессор состоит из устройства управления (УУ), которое управляет работой с помощью электрических сигналов, арифметико-логического устройства (АЛУ), производящего операции над данными, и регистров - для временного хранения в процессоре данных и результатов действий над этими данными.
Существуют различные процессоры, и у каждого свои регистры. Существуют восьмиразрядные регистры, 16-разрядные, 32-разрядные, 64-разрядные. Разные регистры процессора имеют разное назначение. Регистры общего назначения используются для операций с данными. Адресные регистры содержат адреса, по которым процессор находит данные в памяти. Существуют десятки различных регистров.
Состав регистров процессора и их назначение называют архитектурой процессора.
Важнейшими характеристиками микропроцессора являются разрядность и  тактовая частота.
Тактовая частота – количество операций, выполняемых за 1 секунду (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем меньше длительность выполнения одной операции и тем выше производительность компьютера.
Обращения к оперативной памяти для процессора самые неудобные. Операции внутри процессора выполняются быстрее. Чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти, внутри процессора создают небольшой участок памяти. Эта память получила название кэш-памяти.
Накопители информации
Для длительного хранения больших объемов данных компьютер использует магнитные диски. Магнитные диски бывают двух типов – гибкие и жесткие. Гибкие диски (дискеты) имеют не очень большую емкость и работают сравнительно медленно, но их можно переносить с одного компьютера на другой. Жесткие диски обладают большой емкостью, но они располагаются внутри системного блока и их нельзя переносить. Диск вращается с огромной скоростью, а над магнитной поверхностью парит на воздушной подушке магнитная головка, которая записывает и считывает биты и байты данных. Корпус жесткого диска закрыт кожухом, снимать который нельзя, иначе попавшие микрочастицы пыли со временем выведут  диск из строя.
Чтобы данные можно было не только записать на жесткий диск, а потом еще и  прочитать, надо точно знать, что и куда было записано. У всех данных должен быть адрес. Мы уже знаем, что информация  хранится не байтами, а файлами. Каждый файл на диске имеет свой адрес.
Чтобы у каждого файла на диске был свой адрес, диск разбивают на дорожки, а дорожки, в свою очередь, разбивают на секторы. Размер каждого сектора стандартен и равен 512 байтам. Разбиение диска на дорожки и секторы называется форматированием. Его выполняют служебные программы.
Самая первая дорожка магнитного диска (нулевая) считается служебной – там хранится служебная информация. Например,  на этой дорожке хранится так называемая таблица размещения файлов. В этой таблице компьютер запоминает адреса записанных файлов.
Для переноса больших объемов информации между компьютерами используют лазерные компакт-диски. Один такой компакт-диск может содержать 650 Мбайт данных.
Лазерный диск вставляется в специальный дисковод, который называют дисководом CD-ROM (CompactDiskRead-OnlyMemory). Считывание информации производится с помощью лазерного луча. Современные дисководы CD-ROM  работают почти также быстро, как жесткие диски, но, в отличие от них, такие дисководы могут только читать данные и не могут их записывать.
Для записи лазерных дисков существуют специальные «пишущие» дисководы, которые называют CD-R(CompactDiskRecorder) – устройства однократной записи и устройства многократной записи CD-RW.
Появились еще более емкие носители информации – диски DVD. Один такой диск может вместить несколько гигабайтов данных.
Каждый диск, присутствующий на компьютере, имеет уникальное имя. Имя диска состоит из одной буквы английского алфавита и двоеточия, например А: или С:.
Буквой А: общепринято обозначать дисковод для гибких дисков. Буквой С: обозначается первый жесткий диск.
Видеоконтроллеры
Электронные схемы компьютера, обеспечивающие выполняется в виде специальной платы, вставляемой формирование видеосигнала и тем самым определяющие изображение, показываемое монитором, называют видеоконтроллером. Видеоконтроллер обычно в разъем системной шины компьютера. Видеоконтроллер получает от микропроцессора команды по формированию изображения, конструирует это изображение в своей служебной памяти – видеопамяти,  и одновременно преобразует содержимое видеопамяти в сигнал, подаваемый на монитор – видеосигнал.
Устройства ввода-вывода информации
К устройствам ввода информации относятся клавиатура, манипуляторы (мышь, джойстик, световое перо), сканер, средства речевого контроля. С помощью клавиатуры пользователь вводит алфавитно-цифровую информацию и управляет работой компьютера. Любая клавиатура имеет четыре группы клавиш:
·        клавиши пишущей машинки для ввода прописных и строчных букв, цифр и специальных знаков;
·        служебные клавиши;
·        функциональные клавиши;
·        клавиши малой двухрежимной цифровой клавиатуры, обеспечивающие быстрый и удобный ввод цифровой информации, а также управление курсором и переключение режимов работы клавиатуры.
Манипуляторы являются дополнительными устройствами для ввода информации. Совместно с клавиатурой они повышают удобство работы пользователя с компьютером. В настоящее время используются различные виды манипуляторов:
·        джойстик обеспечивает перемещение курсора на экране в одном из четырех направлений;
·        световое перо может применяться для указания точки на экране дисплея или для формирования изображений;
·        мышь представляет собой приспособление для указания нужных точек на экране путем перемещения его вручную по плоской поверхности.
Сканер предназначен для ввода в компьютер представленных в печатном виде текстовых и графических данных.
Наиболее часто используемые устройства вывода информации – это дисплеи, принтеры, графопостроители и синтезаторы звука.
Видеомонитор, дисплей или монитор предназначен для вывода на экран информации.
Принтеры – это устройства для вывода на бумагу текстов и графических изображений. В настоящее время известно несколько видов принтеров: матричный, струйный, лазерный.
Мультемедийный компьютер
Термин «мультимедиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда или носитель информации». Таким образом, мультимедиа-компьютеры должны уметь воспроизводить:
·        музыку, речь и  другую звуковую информацию;
·        анимационные фильмы и другую видеоинформацию.
Мультимедийный компьютер должен быть оснащен дисководом для компакт-дисков, звуковой картой и колонками или наушниками. Кроме этого есть требования к быстродействию, объему оперативной памяти и наличие программного обеспечения.
Дидактические особенности сети «интернет»
Дидактические свойства современного компьютера, снабженного программным обеспечением в вариантеInternet Explorer и Microsoft Office 97, включают следующие особенности:
– возможность в любой документ (не исключая даже электронных писем) вставить графические изображения и гиперссылки. Гиперссылки при этом являются работающими, то есть по ним можно выйти на связь с любым электронным адресом или сервером Интернета;
– поддерживается копирование такого расширенного текста из одного программного средства в другое. Это расширяет возможности обучения, поскольку те дидактические свойства, которых не хватает в одном из программных средств, могут быть оперативно подключены путем копирования текста задания в другое средство.
Например, если Internet Explorer не позволяет править текст непосредственно в гипертекстовом виде (в нем предусмотрена только возможность правки кода HTML, что, конечно, по силам далеко не всем ученикам), то мы можем скопировать текст задания со всеми особенностями его формата (что существенно) в программу Word и уже в ней выполнить задание, а затем также с сохранением всех особенностей формата текста отправить его по электронной почте.
Такие дидактические свойства являются особенностью именно современного этапа развития программного обеспечения и делают обучение в Сети гораздо более простым и удобным процессом. При программировании обучающих курсов такие средства снимают многие существовавшие прежде проблемы.
Обратимся теперь к ресурсам Интернета, которые также могут широко использоваться с дидактическими целями.
Ресурсы Интернета
Главным качеством сети Интернет является наличие огромного количества текстовой информации на различных языках. Конечно, такая информация не предназначена непосредственно для применения в качестве учебного материала, однако для многих учащихся возможность работы в Интернете является важным мотивом поведения, поэтому учитель гуманитарных предметов может и даже должен грамотно использовать эту мотивацию. Довольно подробно исследовано применение реальных электронных писем в преподавании гуманитарных предметов.
Одним из интересных и полезных свойств сети Интернет является наличие механизмов поиска. Помимо прямой и очевидной пользы от таких механизмов для поиска документов и программ, можно указать их более нетривиальное применение конкретно на уроках иностранного, прежде всего английского, языка.
Полноценное усвоение лексики требует ее применения в конкретных речевых ситуациях. Именно с этой целью можно применять механизмы поиска по ключевым словам. При этом в результате поиска будут получены оригинальные тексты, созданные носителями языка. Более того, запрос на поиск текста можно уточнить дополнительными ключевыми словами, что позволит найти тексты по конкретной тематике, интересной для данной группы учащихся.
Такие приемы деятельности в Интернете позволяют оперативно реагировать на потребности учебного процесса, учитывать мотивацию конкретной учебной группы. В зависимости от конфигурации технических средств учитель может использовать данный прием в процессе подготовки занятия или в процессе его проведения.
Аналогичным образом можно организовать деятельность учащихся в курсах других предметов, например в курсе информатики по темам «Базы данных» и «Телекоммуникации». Активные гипермедийные среды дают современные средства планирования и организации занятий учителю. Можно оформить план занятия в виде гипертекста, предусмотреть в нем различные виды работ, причем сами эти работы также имеют вид гипертекста; современный гипертекст – это не только ссылки, но и разнообразные формы, позволяющие собирать информацию, организовывать тестирование и т. п.
Зарубежный и отечественный опыт использования гипермедиа в учебном процессе показывает, что гипермедиа следует использовать не «в лоб», только как источник информации, а как инструмент управления обучением. Разрабатывая проекты, презентации с использованием средств гипермедиа и размещая их в сети Интернет, учащиеся приобретают знания и навыки, не сводящиеся к традиционным репродуктивным.
Графика и звук
Графика и звук широко применяются в современных гипермедийных средствах Интернета.
Необходимо учитывать, что в гипертекстовых страницах используется графика двух видов – обычные иллюстрации и маленькие рисунки-иконки. Звуковые файлы применяются в четырех основных видах: короткие характерные звуки, выполняющие ту же роль украшения, что и иконки; музыкальные файлы без человеческого голоса и запись человеческого голоса и (или) музыкального произведения двух уровней качества (низкого и высокого).
Для представления обычных иллюстраций используется, как правило, фотографический формат JPEG, позволяющий передать много деталей в цветовой палитре, превышающей 256 цветов.
Для представления иконок используется формат GIF, допускающий создание мультипликационных рисунков и ориентированный на более грубую графику. Оба эти формата обеспечивают значительное сжатие графической информации по сравнению с ее побитовым представлением (формат BMP).
Рассмотрим 4 основных типа звуковых файлов: MIDI; WAV; RA; МРЗ.
MIDI-файлы не предназначены для записи звуков речи, они позволяют очень сжато записывать музыкальные мелодии, которые затем могут быть синтезированы на компьютере пользователя. Средний размер этих файлов – 30–50 Кб, что позволяет реально их использовать для музыкального сопровождения гипертекстовых страниц.
WAV-файлы – это стандартный способ записи любых звуков, не обладающий компактностью. 1 минута звукозаписи в этом формате порождает файл размером в несколько Мб. Для применения в Интернете пригоден лишь при передаче очень кратких звуков.
RA-файлы – это специальный способ сжатия звуковых файлов для передачи их по сети Интернет, на данный момент не отличается хорошим качеством передачи музыки, но приемлем для передачи голоса.
МРЗ-файлы – компромиссный вариант, позволяющий в 1 Мб уместить 4–5 минут звучания, по качеству приближающегося к хорошему радиоприемнику. Для воспроизведения необходимо сначала полностью загрузить соответствующий файл, что может занять 10–20 минут.
Сами по себе красивые рисунки-иконки и краткие звуки не создают дополнительных удобств или содержания в применении гипертекстовых страниц для образовательных целей. Их роль скорее вспомогательная, мотивационная. Тем не менее часто небольшие иконки выполняют роль структурных смысловых элементов текста, повышая его «читабельность».
Звуковые файлы могут играть на уроке различные роли: демонстрировать правильное произношение; для диктовки; для проверки качества восприятия учеником языка со слуха и т. п. Чисто музыкальные файлы могут использоваться для хорового или индивидуального пения на изучаемом языке («караоке»), причем компьютер позволяет записать и воспроизвести получившуюся в результате песню в целом.
В Интернете можно найти не только музыкальное сопровождение песен, но и их слова. Степень влияния гипермедийной информации на учащихся возрастает, если ее подача осуществляется систематически, в определенном порядке. Один из ресурсов Интернета, позволяющий добиться такого эффекта, – это активные каналы.
Активные каналы
Еще одной очень агрессивной в плане предложения информации моделью являются различные «новостийные» системы, такие, как PCN, ZDnet, TehnoWeb и т.п. Авторы их прекрасно используют возможности, предоставляемые мощными современными ЭВМ, такие, как возможность мультипликации, использование мелких шрифтов и рисунков и т. п.
Структурно эти системы решены как средства представления чрезвычайно сжатой информации на экране, сопровождаемой средствами быстрого развертывания ее до полного объема, включая и массу ссылок на разнообразные материалы, помещенные в Интернете.
Основу этих систем составляет модель гипермедиа, снабженная своеобразными усовершенствованиями. Интерфейс пользователя в этих системах побуждает не только к пассивному созерцанию иконок, но и к максимально быстрому ознакомительному чтению «бегущих строк», индексов и т. п.
Технически эти системы используют как возможности гипертекста, так и совершенно новые принципы работы, радикально меняющие способы работы с информацией за счет перемещения центра тяжести переработки информации на компьютер пользователя (вспомним, что они рассчитывают на наличие у пользователя мощного современного компьютера).
Приведем описание понятия «активный канал» из руководства к программе просмотра Web – Internet Explorer 4.0.
Активные каналы – это серверы Web, специально разработанные с учетом одной из распространенных программ просмотра Web – Internet Explorer 4.0. Эти серверы используют новые особенности программы Internet Explorer, чтобы дать вам более широкие и быстрые возможности доступа к Web.
Канал – это web-узел, созданный для доставки содержимого из Интернета на ваш компьютер, как при подписке на избранные web-узлы. Для просмотра содержимого вам не придется подписываться – поставщик содержимого каналов предложит вам расписание подписки, или вы настроите собственное расписание. Кроме того, используя каналы, вы будете видеть не только одну web-страницу, но и всю структуру web-узла, что ускорит ваш выбор необходимого для просмотра содержимого.
Активные каналы разработаны таким образом, что вы сможете их просматривать даже в автономном режиме. Например, можно настроить избранные вами активные каналы таким образом, что их загрузка на вашу ПЭВМ будет идти ночью, а днем вы сможете их просматривать без подключения к Интернету.
Современное понятие активного канала включает в себя многие приемы, разработанные в рамках вышеупомянутых новостийных систем. Очевидно, обучение может и должно эффективным образом применяться в рамках активного канала.
Итак, Интернет предоставляет, с одной стороны, громадное информационное поле, содержащее самую разнообразную педагогически ценную информацию, и гипертекст в качестве средства навигации в этом поле, а с другой стороны, различные средства оживления восприятия этой информации: графику, звук, движение.
Уже это показывает значительные преимущества Интернета перед традиционным бумажным учебником. Однако еще большее значение для мотивации обучения имеет интерактивный, диалоговый характер современного гипертекста.
Новые ит в образовании
СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В
ОБРАЗОВАНИИ
Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него
компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности,
обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное
информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является
компьютеризация образования. В настоящее время становление новой системы образования,
ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство.
Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и
практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в
содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным
техническим возможностям, и способствовать гармоничному вхождению ребенка в
информационное общество. Компьютерные технологии призваны стать не дополнительным
«довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса,
значительно повышающей его эффективность.
Проблема широкого применения компьютерных технологий в сфере образования в
последнее десятилетие вызывает повышенный интерес в представителей педагогической
науки. Большой вклад в решение проблемы компьютерной технологии обучения внесли
российские и зарубежные ученые: Г.Р.Громов, В.И.Гриценко, В.Ф.Шолохович, О.И.Агапова,
О.А.Кривошеев, С.Пейперт, Г.Клейман, Б.Сендов, Б.Хантер и др.
Отметим, что в последние годы термин «информационные технологии» часто
выступает синонимом термина «компьютерные технологии», так как все информационные
технологии в настоящее время так или иначе связаны с применением компьютера. Однако,
термин «информационные технологии» намного шире и включает в себя «компьютерные
технологии» в качестве составляющей. При этом, информационные технологии, основанные
на использование современных компьютерных и сетевых средств, образуют термин
«Современные информационные технологии».
Под информационной технологией понимается процесс, использующий совокупность
средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной и нформации) для
получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления
(информационного продукта).
Если в качестве признака информационных технологий выбрать инструменты, с
помощью которых проводится обработка информации (инструментарий технологии), то
можно выделить следующие этапы ее развития:
1-й этап (до второй половины XIX в.) – «ручная» информационная технология,
инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации
осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш.
Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX в.) – «механическая» технология, оснащенная более
совершенными средствами доставки почты, инструментарий которой составляли: п ишущая
машинка, телефон, диктофон. Основная цель технологии - представление информации в
нужной форме более удобными средствами.
11
3-й этап (40 -- 60-е гг. XX в.) – «электрическая» технология, инструментарий
которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение,
электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны. Основная цель
информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации
на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х гг.) – «электронная» технология, основным
инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе
автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы,
оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.
Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны
информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на
организацию аналитической работы.
5-й этап (с середины 80-х гг.) – «компьютерная» («новая») технология, основным
инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром
стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит
процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия
решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы
анализа и искусственного интеллекта для разных уровней управления, реализуются на
персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на
микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства
бытового, культурного и прочего назначений.
6-й этап – «сетевая технология» (иногда ее считают частью компьютерных
технологий) только устанавливается. Начинают широко использовать ся в различных
областях глобальные и локальные компьютерные сети. Ей предсказывают в ближайшем
будущем бурный рост, обусловленный популярностью ее основателя - глобальной
компьютерной сети Internet.
Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с каждым днем все больше
проникают в различные сферы образовательной деятельности. Этому способствуют, как
внешние факторы, связанные с повсеместной информатизацией общества и необходимостью
соответствующей подготовки специалистов, так и внутренние факторы, свя занные с
распространением в учебных заведениях современной компьютерной техники и
программного обеспечения, принятием государственных и межгосударственных программ
информатизации образования, появлением необходимого опыта информатизации у все
большего количества педагогов. В большинстве случаев использование средств
информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда
учителей школ, а также на эффективность обучения школьников.
С развитием информационных технологий профессиональная деятельность учителя
выходит за рамки классно-урочной системы и активизируется в сети Интернет. Она
представляет собой воспитывающее и обучающее воздействие учителя на ученика
средствами Интернет. В современных условиях расширяются возможности для
самообразования, совершенствования профессиональных качеств самого учителя.
Усиление роли ИКТ в образовании делает необходимым формирование
информационно-коммуникационной компетенции учителей. Умение применять ИКТ для
решения профессиональных проблем и задач в реальных ситуациях педагогической
деятельности способствует реализации личностно-ориентированной парадигмы образования.
Информационно-коммуникационные технологии позволяют собирать, обрабатывать,
хранить, распространять, отображать различного рода информацию и с помощью
электронных средств коммуникации осуществлять взаимодействие людей, территориально
удалѐнных друг от друга. Для профессионального взаимодействия учителей в сети
необходимы знания, умения и навыки использования ИКТ в педагогической деятельности.
Однако профессиональная подготовка педагогических кадров не должна сводиться только к
12
обучению информационным и коммуникационным технологиям, но и к обучению
современным педагогическим технологиям (личностно-ориентированное обучение, метод
проектов, обучение в малых группах и т.д.). Данные технологии дополняют друг друга: через
современные педагогические технологии к современным средствам обучения - ИКТ и
наоборот..
Повышение квалификации учителей средствами дистанционного обучения может
быть организовано на базе ресурсных центров, обладающих высококвалифицированными
педагогическими кадрами. Анализ зарубежного опыта дистанционного обучения,
проведѐнный Е.С. Полат, показывает, что растѐт число университетов, предлагающих услуги
дистанционной формы обучения. Это национальный технологический университет (NTU г.
Форт-Коллинз штат Колорадо), открытый Британский университет, открытый университет
Хаген (Германия), Испанский национальный университет дистанционного образования,
Национальный центр дистанционного образования Франции, центры ДО Финляндии,
Австралии (ACTEIN - Australian Capital Territory Information Network), стран восточной
Азии, Африки и др. В России также, достаточно активно растѐт число вузов, предлагающих
дистанционную форму обучения не только для студентов, но и для дополнительного
профессионального образования (МЭСИ, МИЭМ, Ульяновский государственный
технический университет, РГУ, институт ЮНЕСКО, институты повышения квалификации и
др.).
Новшеством в сфере образования в последние годы стало участие нашей страны в
проектах в области дистанционного обучения. Как известно, лидирующим учебным
заведением в этом направлении является Азербайджанский Государственный
Экономический Университет (АГЭУ). АГЭУ уже с 2001 года, предоставляет своим
студентам факультета переквалификации и повышения квалификации возможность
дистанционно учиться в вузе. В текущем году университет реализует новый проект в этой
сфере совместно с университетом штата Индиана и Ассоциацией Научных и
Образовательных Сетей Азербайджана (AZRENA). Предоставленным грантом
Университетом Индианы предусматривается создание Центра дистанционного обучения
(ЦДО), подготовка кадров АГЭУ в этой области в университете Индианы и предоставление
необходимого программного обеспечения со стороны того же университета. Однако
основной целью проекта является создание и развитие Центра Дистанционного Обучения в
Азербайджане. Планируется, что сертифицированные специалисты -инструкторы центра
будут предоставлять необходимые услуги в сфере дистанционного обучения, проводить
семинары и тренинги по подготовке инструкторов в этой сфере. Его открытие позволит в
дальнейшем другим учебным заведениям также реализовывать проекты в области
дистанционного образования. В дальнейшем планируется внедрение виртуального
образования на большинстве факультетов вуза, а также на отдельным областям
образовательной системы страны.
Расширение образовательного рынка страны за счет экспорта образовательных услуг
своего вузов в страны ближнего и дальнего зарубежья будет способствовать интеграции
системы образования в мировую образовательную систему и росту престижа образования.
Особенности применения комбинированных тсо
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 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;
e) 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 процессе 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 понятии 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 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.
Природосообразностьзаключается 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 существенныe признаки и свойства предметов в доступной для учащихся форме. Принцип доступностиобучения, 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 самодеятельноститакже 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 ситyаций: 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 известны 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 ниx во всех заложены элементы развивающего обучения.
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.
Принцип коллективного характера воспитания и обучения в сочетании с развитием индивидуальных особенностей личности каждого ребенкапо-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.
Специально применительно к ТСО необходимо сказать о таких принципах, как принцип меры и принцип комплексного характера их использования.
Разнообразные и неиссякаемые возможности ТСО и НИТ 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 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 обучении, даже компьютер с его поражающими воображение возможностями, нельзя противопоставить другому, так как каждое из них относительно выигрывают перед остальными лишь в определенныx учебных ситуациях, при решении определенных дидактическиx 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 поредством 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 средствамиобучения. 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 материала, формам и методам организации труда преподавателя и учащихся, материально-техническим условиям и возможностям.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 ТС, 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.
Дидактические возможности обучающих, так же как и контролирующих технических средств обучения (ТСО), определяются степенью совершенства программ, которые в них реализуются. Программа и ТСО органически взаимосвязаны и дополняют друг друга. Какими бы совершенными ни были ТСО, без соответствующей программы, разработанной на основе принципов теории обучения и с учётом достижений в области изучаемого предмета, они утрачивают свою ценность в дидактическом плане и становятся малоэффективными при контроле знаний. В то же время любая совершенная обучающая программа требует для своей реализации устройства с высокими техническими данными. [1, с.233] Наиболее полно требованиям, предъявляемым к ТСО, удовлетворяют автоматизированные обучающие системы (АОС). АОС -- функционально взаимосвязанный набор подсистем учебно-методического, информационного, математического и инженерно-технического обеспечения на базе средств вычислительной техники, предназначенный для оптимизации процессов обучения в различных его формах и работающий в диалоговом режиме коллективного пользования. АОС дают возможность использовать быстродействие ЭВМ, её способность хранить большое количество информации, логической возможности, дистанционный доступ к информационным массивам, возможность накапливать и обрабатывать статистический материал об учебном процессе с требуемым уровнем обобщения. Применение АОС в учебном процессе позволяет решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых -- индивидуализация обучения в условиях массовости образования; развитие творческой активности и способностей учащихся к познавательной деятельности; унификация учебно-методического материала в связи с открывшейся возможностью «тиражирования» опыта лучших преподавателей. Оснащение учебного рабочего места устройством отображения информации на электроннолучевой трубке (дисплеем) позволяет организовать диалог с ЭВМ, близкий к естественной форме общения учащихся с преподавателем.
Комплексное использование ТСО всех видов создаёт условия для решения основной задачи обучения -- улучшения качества подготовки специалистов в соответствии с требованиями современного научно-технического прогресса.
Методика применения ТСО
 





№
Название
Назначения
Недостатки
Применение
 
1
Плакаты и макеты, статичные и действующие
Иллюстрация, включение зрения в процесс усвоения
Неэффективность при изучении и взаимосвязи, ограниченность показа
В качестве наглядной иллюстрации при изучении и контроле несложных процессов и явлений
 
2
Эпидиаскопы, диафильмоскопы, слайдоскопы
Крупное изображение на экране, статичное
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации иллюстраций из книг, журналов схем и т.д.
 
3
Немой учебный кинофрагмент.
Крупное динамическое изображение на экране.
Необходимость затемнения  неудобство обслуживания, потеря контакта с аудиторией при большом количестве слушателей.
Для демонстрации действующих машин и агрегатов в работе.
 
4
Магнитофонная запись
При частой повторяемости учебной информации
Не « работают» зрительные рецепторы.
В небольших аудиториях.
 
5
Звуковой фильм,
мультимедийные технологии
Крупное динамическое изображение на экране.
Сильно отвлекающее воздействие, длительность, трудность переключения, необходимость обслуживания.
В больших аудиториях показа в действии связей машин.
 
 
 
 
 
 
 
 
Гигиенические нормы и требования безопасности с тсо в оу
Общие правила безопасности при использовании компьютерной техники
Применяя технические средства в школе, необходимо строго руководствоваться санитарно-гигиеническими нормами и правилами безопасности. Современные технические устройства, как правило, сложная техника, требующая соблюдения определенных инструкций. Каждое покупаемое техническое устройство должно иметь инструкцию на русском языке.
Существует очень много схожих между собой технических устройств. Выбор устройства, оптимально подходящего для решения конкретной задачи, обычно очень сложное дело. Надо научиться правильно использовать консультации специалистов.
Вся компьютерная техника питается электротоком напряжением 220 В, которое опасно для жизни человека. Поэтому все лица, допущенные к работе с компьютерной техникой, должны пройти инструктаж по технике безопасности и соблюдать следующие правила:
1. Работать только на исправной компьютерной технике.
2. Знать блок-схему используемой компьютерной техники и правила её эксплуатации, порядок включения, выключения и заземления аппарата.
3. Перед включением общего электропитания проверить исходное положение всех выключателей, розеток и вилок и выключить их.
4. Запретить разборку аппарата компьютерной техники учащимися.
5. При работе с компьютерной техникой пользоваться только внешними элементами управления.
6. В случае замыкания (появления искр, запаха гари) - отключить электропитание.
7. Замену деталей электроаппаратуры и ее ремонт проводить при выключенных источниках питания.
8. Запрещается определять наличие напряжения путем прикосновения руками к токоведущим деталям аппаратуры.
9. Нельзя менять и ставить предохранители на электроаппаратуру, находящуюся под напряжением.
10. Соединительные провода автотрансформатора с сетью и усилителя с громкоговорителем не должны находиться па пути выхода зрителей.
11. Запрещается использовать воду и пенные огнетушители для тушения загоревшейся электроаппаратуры, так как эти средства являются проводниками тока и, следовательно, могут привести к короткому замыканию и поражению током человека, производящего тушение.
12. Во избежание ожогов нельзя прикасаться к проекционным и радиолампам в течение 10 мин после их выключения.
13. Не разрешается касаться деталей аппаратуры во время её работы.
14. Нельзя включать в сеть аппараты со снятыми фальшпанелями, задними крышками. Это открывает доступ к деталям, находящимся под высоким напряжением, достигающим в телевизорах и дисплеях ЭВМ величины до 12000-25000В. Снятие надолго крышек с аппаратов приводит их к загрязнению, вызывающему нарушение нормальной работы электрических частей устройств.
15. Нельзя пользоваться аппаратами, у которых не работает вентилятор, ибо это может привести к перегоранию или более серьезным неисправностям.
16. При замене проекционной лампы аппарат следует отключить от сети и подождать, пока лампа остынет.
17. Устанавливать новую лампу можно только специальным пинцетом, чтобы не оставлять отпечатков пальцев на колбе, что может вызвать разрушение колбы и преждевременный выход ее из строя.
18. В диапроекторах, снабженных пультами дистанционного управления, используют диапозитивы только в пластмассовых рамках.
19. В разных странах приняты разные стандарты на напряжение в сети и форму розетки. В нашей стране в качестве стандарта принято напряжение 220 В частотой 50 Гц. Перед подключением к розетке нового электрического прибора необходимо проверить, на какое напряжение он рассчитан.
Информация об этом должна содержаться на корпусе прибора и в инструкции к нему. Иногда указывается не точное напряжение, а пределы, в которых оно может находиться (например, 210-230 В). На импортных приборах можно встретить обозначение напряжения латинской буквой V (например, 220V). Существуют и устройства, которые работают практически при любом напряжении в сети. В нашей стране до сих пор еще широко распространены розетки, имеющие два контакта, без третьего - заземляющего. Но постепенно все чаще используются так называемые европейские розетки. В них контакты провода заземления расположены по бокам вилки. Такими электрическими шнурами комплектуются практически все компьютеры. В продаже существуют и специальные переходники, позволяющие подключить европейскую вилку к российской розетке, но такой переходник не имеет контактов с проводом заземления, что может стать источником дополнительной опасности. Часто металлические корпуса приборов, не соединенных с проводом заземления, находятся под напряжением, и прикосновение к ним может привести к поражению электрическим током. Особенно это опасно в том случае, когда рядом, кроме, электрического прибора, например компьютера, находятся трубы отопления или водопровода. Даже мощный и качественный тройник может быть не слишком надежным способом соединения: расшатывается крепление розетки, из-за ненадежной фиксации в гнезде возможно искрение контактов, перегрев и, как следствие, пожар. Для подключения мощных потребителей тока лучше использовать удлинитель, отвечающий европейским требованиям безопасности (1 класс защиты, 10/16А, 2200 Вт, наличие третьего заземляющего провода). Вилка такого удлинителя должна быть литой, с боковыми заземляющими контактами, провод - трехжильным с надежной изоляцией, розетка и корпус изготовлены из негорючих материалов. При покупке надо проверить, насколько прочно закреплен шнур в корпусе удлинителя, и убедиться, что розетки имеют специальные выступы, исключавшие возможность подключения обычных «советских» штепселей, чьи контакты тоньше, чем у европейских. Подбирать длину удлинителя нужно максимально точно: при работе шнур должен быть размотан полностью, но не болтаться под ногами. Выбирать прибор нужно с учетом суммарной мощности подсоединяемых к нему устройств, помня при этом, что стандартная российская электросеть, в которую будет включен удлинитель, предусматривает нагрузку не более 6,3 А (мощность до 1200 Вт) на одну розетку. Необходимо проверить надежность контактов розеток, отсутствие на корпусе выступающих металлических деталей, наличие приспособлений, обеспечивающих устойчивость на гладкой поверхности, и сертификат Росстандарта. Шнур удлинителя уложите вдоль стены или прикрепите к плинтусу, корпус поставьте так, чтобы он не касался мебели и хорошо проветривался. Для подключения сложной техники (компьютеры, музыкальные центры, телевизоры и видеомагнитофоны) лучше использовать удлинитель с выключателем, термоограничителем по току, фильтром защиты от высокочастотных помех и защитой от «выбросов» напряжения. В электрической сети могут возникать определенные нарушения: резкая смена напряжения, внезапные отключения и т.п. Для того, чтобы уменьшить влияние кратковременных нарушений, используют специальные устройства - сетевые фильтры, недорогие, но позволяющие спасти от выхода из строя дорогостоящую аппаратуру. По внешнему виду сетевой фильтр обычно очень похож на обыкновенный удлинитель с выключателем. Его необходимо использовать в том случае, если в электрической сети часто происходят кратковременные нарушения. Сетевые фильтры рассчитаны на определенную мощность подключаемых к ним устройств. Подбирая фильтр, необходимо знать предполагаемую суммарную мощность подключаемых к нему устройств. Сетевые фильтры спасают только от кратковременных нарушений питания. При отключении электричества на несколько секунд или минут они не помогут. В этом случае надо применять устройства бесперебойного питания - сетевые адаптеры. Они позволяют работать несколько минут после отключения электричества, что очень важно при работе с компьютерами. Часто сетевой адаптер не входит в комплект устройства, а продается отдельно. Для работы с устройствами лучше всего использовать адаптеры либо прилагаемые к ним, либо рекомендуемые фирмами-производителями. О таких рекомендациях можно прочитать в инструкциях к прибору или узнать у продавца-консультанта. Можно подобрать адаптер и самостоятельно, зная только необходимое напряжение. Разъемы для подключения сетевых адаптеров у большинства устройств одинаковые. Однако сетевой адаптер - довольно сложное устройство, и кроме входного (к какой сети подключать) и выходного (какое напряжение будет подаваться к устройству) напряжений есть еще много других важных характеристик. Так, электрический ток бывает переменным и постоянным, и, чтобы используемый аппарат не перегорел, обязательно надо выяснить, от какого тока он работает. У любого сетевого адаптера есть два параметра: 1) входное напряжение input показывает, какое напряжение должно быть подано на адаптер; 2) выходное напряжение output показывает, источником какого напряжения является адаптер.
О том, что все электроприборы должны иметь заземление, уже упоминалось. Остановимся на этом несколько подробнее.
Заземлением называют преднамеренное соединение частей электроустановки с заземляющим устройством - заземлителем и заземляющими проводниками. Заземление металлических частей технических средств обучения, электроустановок и оборудования, которые обычно не находятся под напряжением, называют защитным. Защитное заземление устанавливают для предотвращения ударов током. Если же будет обнаружено, что корпус устройства находится под напряжением (оно называется напряжением прикосновения), то пользоваться приборами нельзя даже при наличии заземления. Заземлители бывают естественные и искусственные. К первым относятся металлические конструкции зданий и сооружений, соединенные с землей, а также проложенные в земле неизолированные металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей и взрывчатых газов. Категорически запрещается использовать для заземления электрических приборов и компьютерной техники батареи отопления или водопроводные трубы ввиду низкого качества этих трубопроводов как заземляющих устройств.
В качестве искусственных заземлителей обычно применяют запитые в землю стальные трубы, уголковую сталь, металлические стержни.
Заземление в образовательных учреждениях должно осуществляться только специалистами.
Каждому учителю надо не только хорошо знать и соблюдать правила эксплуатации всевозможных электрических установок, но и уметь правильно оказать первую помощь пострадавшему от элетрического тока.
Оказание первой помощи при поражении электрическим током
Учащегося, попавшего под напряжение, надо немедленно освободить от действия электрического тока. Для этого отключают потребитель электрического тока с помощью ближайшего штепсельного разъема, выключателя (рубильника) или путем вывертывания пробок (плавких предохранителей) на щитке.
Если выключатель находится слишком далеко от места происшествия, перерезают или перерубают провода (каждый отдельно) топором или другим режущим инструментом с сухой рукояткой из изолирующего материала. Если рукоятка металлическая, то во избежание контакта оказывающего помощь с цепью электрического тока ее надо обернуть чистой сухой шелковой, шерстяной, хлопчатобумажной или прорезиненной тканью.
Если невозможно быстро разорвать цепь электрического тока, то надо оттащить пострадавшего от провода или же отбросить от него оборвавшийся конец провода сухой палкой или другим предметом из изоляционного материала. Пострадавший сам при этом является проводником электрического тока, поэтому следует соблюдать меры предосторожности. Для этого надо надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой тканью, подложить под ноги изолирующий предмет (резиновый коврик, сухую доску или в крайнем случае свернутую сухую одежду). Отделяют пострадавшего от провода за концы его одежды, не прикасаясь к открытым частям тела. Делать это рекомендуется одной рукой.
После освобождения пострадавшего от действия электрического тока надо немедленно оказать первую помощь. Чтобы определить, в каком состоянии находится пострадавший, необходимо сразу же уложить его на спину, расстегнуть одежду, проверить по подъему грудной клетки его дыхание, наличие пульса (на лучевой артерии у запястья или сонной артерии на шее), а также состояние глазного зрачка (узкий или широкий). Широкий неподвижный зрачок указывает на отсутствие кровообращения в мозгу.
Определить состояние пострадавшего надо быстро - в течение 15-20 с. Если он в сознании, но до того был в обмороке или продолжительное время находился под действием электрического тока, то ему необходимо обеспечить полный покой до прибытия врача и дальнейшее наблюдение в течение 2-3 ч. Если нельзя быстро вызвать врача, надо срочно любым способом доставить пострадавшего в лечебное учреждение при помощи транспортных средств или носилок.
При тяжелом состоянии или отсутствии сознания необходимо вызвать «скорую помощь» на место происшествия. Ни в коем случае нельзя позволять пострадавшему двигаться: отсутствие тяжелых симптомов после поражения не исключает возможности последующего ухудшения его состояния.
Если пострадавший находится в бессознательном состоянии, но дышит, его надо удобно уложить, создать приток свежего воздуха, растирать и согревать тело. При очень редком и поверхностном или, наоборот, судорожном, как у умирающего, дыхании пострадавшему надо немедленно делать искусственное дыхание. Даже при отсутствии признаков жизни (дыхания, сердцебиения, пульса) нельзя считать пострадавшего мертвым. Смерть в первые минуты после поражения - кажущаяся. Пострадавшему может угрожать наступление действительной смерти в том случае, если ему немедленно не будет оказана помощь в виде искусственного дыхания с одновременным массажем сердца.
При правильном проведении искусственного дыхания и наружного массажа сердца у пострадавшего появляются следующие признаки оживления: улучшается цвет лица - оно приобретает розовый оттенок вместо серо-землистого с синеватым оттенком, который был до оказания помощи, появляются самостоятельные дыхательные движения, становящиеся все более и более равномерными по мере продолжения действий по оживлению, сужаются зрачки.
Меры по оживлению пострадавшего надо проводить непрерывно до тех пор, пока не будут достигнуты положительные результаты или не прибудет врач.
При поражении электрическим током пострадавшего ни в коем случае нельзя зарывать в землю, ибо это принесет ему только вред.
Правила противопожарной безопасности
Вработе с техническими средствами должны выполняться «Типовые правила пожарной безопасности для школ, школ-интернатов, детских домов, дошкольных и других учебно-воспитательных учреждений». Ответственность за противопожарное состояние учебно-воспитательных учреждений возложена на руководителей этих учреждений, но это не освобождает всех остальных работников от их знания и неукоснительного исполнения этих правил. Всем учителям надо знать следующие требования пожарной безопасности:
1) помещение, предназначенное для использования технических средств, должно располагаться на первом этаже. Использование техники на других этажах разрешается при наличии несгораемого перекрытия и двух выходов с этажа на лестничные клетки;
2) во время демонстрации в классной комнате или учебном кабинете разрешается присутствие учащихся не более одной группы;
3) проектор не должен устанавливаться у выхода из класса или аудитории;
4) к работе на аппаратуре допускаются только лица, имеющие соответствующую квалификацию;
5) электропроводка в помещении, где используют технические средства, должна быть постоянного исполнения и отвечать требованиям устройства электроустановок. Подключение к электропроводке допускается только исправными электрическими проводами при помощи штепсельных розеток и вилок;
6) аппаратура должна быть соединена между собой соответствующими винтами и обязательно заземлена;
7) провода, соединяющие технические устройства, не должны пересекать пути эвакуации учащихся.
Правила пожарной безопасности необходимо соблюдать и при использовании в учебно-воспитательном процессе любых технических средств.
После окончания просмотра следует обязательно отключить аппарат от электрической сети, ибо в результате перенапряжений часто происходит короткое замыкание и самовозгорание телевизора. Для учебных учреждений следует приобретать только пожаробезопасную технику.
Во всех случаях возникновения пожара в классе или учебном кабинете учитель обязан выключить аппаратуру, дать свет в классную комнату или учебный кабинет, принять немедленные меры к предотвращению паники среди учащихся и к их эвакуации из этого помещения, сообщить о пожаре в ближайшую пожарную часть и приступить к тушению пожара имеющимися противопожарными средствами.
При возникновении пожара его надо тушить с помощью первичных средств, к которым относятся вода, песок, противопожарная ткань, ручные химические огнетушители (пенные, воздушно-пенные, углекислотные, бромэтиловые, порошковые) и противопожарный инвентарь.
Наряду с правилами противопожарной и технической безопасности при использовании компьютерной техники надо учитывать санитарно-гигиенические нормы.
Санитарно-гигиенические нормы при использовании компьютеров
Важным моментом для использования компьютерной техники являются выбор, подготовка и оборудование соответствующих учебных помещений.
С любого места классной комнаты учащиеся должны достаточно хорошо и разборчиво слышать преподавателя, видеть все, что он демонстрирует. Демонстрация изображений проходит наилучшим образом, если ширина аудитории равна 0,6 ее длины, высота 0,4 длины. Эти параметры важно учитывать для получения хорошей акустики и уменьшения возможной реверберации звучания, особенно в больших (на 200 человек и более) аудиториях.
Кабинет или класс с компьютерной техникой целесообразно располагать на северной или северо-западной стороне, куда не попадают прямые солнечные лучи, с окнами на одной стороне для облегчения автоматического зашторивания.
Помещение должно отвечать также и правилам техники пожаробезопасности. Для этого лучше иметь две двери, открывающиеся наружу. Первый ряд стульев для учащихся следует располагать на расстоянии 1,5-кратной ширины экрана.
Немаловажную роль в общих требованиях к помещению играет и цветовая окраска стен. Не следует окрашивать их в яркие тона, желательно подбирать цвета холодных тонов (голубые, светло-серые, зеленоватые); при этом стенку, на которой установлен экран, окрашивают более темным цветом.
Для оборудования помещений экранами при таком варианте используют диффузно-рассеивающие материалы из бело-матового пластика с коэффициентом отражения 0,76-0,8.
Оптическое расстояние аппаратуры до экрана выбирают в зависимости от необходимой ширины изображения, которая для нормальных условий восприятия должна равняться 0,2 длины помещения.
Расстояние от экрана до первого ряда зрителей зависит от мощности аппарата и размера экрана. При значительных размерах экрана педагог имеет возможность устанавливать проектор на большом расстоянии, увеличивая изображение. Это в свою очередь позволяет удобно располагать перед экраном 25-30 чел.
Размер изображения рассчитывается следующим образом: для определения его ширины длина групповой комнаты делится на 5, например 8 м:5 = 1,6 м. Высота экрана от пола при демонстрации должна составлять 1,1-1,5 м. Нельзя допускать проекцию изображения на стену или бумагу, так как это значительно ухудшает его качество и отрицательно сказывается на зрении детей.
 В гигиеническом отношении важен и такой фактор, как степень утомления учащихся к моменту просмотра. Рекомендуется, чтобы до уроков с применением компьютерной техники или вслед за ними проводились занятия, не выпивающие значительного напряжения внимания и зрения. Общее число учебных передач не должно превышать 4-8 часов в неделю.
Затемнение окон шторами способствует повышению температуры воздуха и увеличению его влажности, возрастает концентрация углекислого газа, поэтому необходимо соблюдать воздушный режим и помещениях, обеспечивать эффективное проветривание перед началом занятия и после его окончания.
Длительность применения компьютеров для учащихся младших классов допустима в пределах 12-15 мин. Если при этом используется музыка, то время увеличивается до 20 мин. Для учащихся среднего и старшего возраста норма составляет 25-30 мин.
Длительность применения компьютеров во многом определяется характером учебного предмета.
Наблюдения за эффективностью уроков с применением компьютерной техники показывают, что при правильной организации работы учащиеся хорошо усваивают учебный материал. Но для сохранения высокой работоспособности учащихся и обеспечения эффективности использования компьютерной техники необходимо также, как и при проведении урока вообще, своевременно менять методы и приемы учебной работы. При однообразной структуре урока, несмотря на интересную передачу, учащиеся быстро устают, так как утомительно в продолжение всего урока заниматься одним и тем же видом деятельности: только смотреть, только слушать или только писать. Даже старшеклассники не обладают еще достаточными навыками слушать и записывать лекции без обратной связи с педагогом.
Компьютер желательно применять через 5-10 мин после начала урока.
Важное значение имеет и дозировка уроков с применением компьютерной техники. В течение недели количество таких уроков для учащихся младших классов не должно превышать 3-4, старших классов - 4-6. Обязательным минимумом в течение учебного года для всех учащихся можно считать 136 ч, а максимумом (для профильных школ, оснащенных современной техникой) - 442 ч.
При составлении расписания уроков необходимо предусмотреть, чтобы уроки с использованием экрана не шли один за другим, вслед за занятиями с применением компьютерной техники не ставились уроки изобразительного искусства, черчения, труда, т. е. тех дисциплин, которые связаны со значительным зрительным напряжением, потому что у учащихся после уроков с применением экранных пособий значительно снижаются работоспособность, учебная активность.
Психофизиологические особенности обучающихся (быстрая утомляемость, недостаточное произвольное внимание) определяют высокие требования к организации занятий с использованием компьютерной техники.
Необходимо учитывать, что большой объем информации и ее эмоциональная окрашенность увеличивают напряжение, ускоряют темп работы (дети практически не отвлекаются), в результате возрастает нагрузка на зрительный и слуховой анализаторы. Поэтому не следует злоупотреблять использованием компьютерной техники, необходимо чередовать различные методы и приемы работы.
Для сохранения у дошкольников высокого уровня внимания и работоспособности надо правильно определять продолжительность просмотра или прослушивания. Так, повторное включение проектора на занятиях следует производить с интервалами в 5-7 мин. Повышается уровень внимания и восприятия детей, если подобрать к звукозаписям зрительный материал: кадры из фильмов, фотографии, репродукции и т.п. В расписании дня целесообразно сочетать занятия с применением экранных пособий с музыкальными или физкультурными, но не прослушивать звукозаписи после музыкальных занятий.
От затемнения помещения зависит контрастность изображения. Однако полное затемнение резко снижает качественный показатель занятия. Недопустимо частое включение и выключение освещения, что отрицательно влияет на зрение и психическое состояние обучающихся. Целесообразно предусмотреть частичное затемнение окон, расположенных непосредственно у экрана, а не затемнять аудиторию полностью.
Существует несколько вариантов затемнения окон: вертикальное, горизонтальное (эти способы наиболее часто встречаются в учебных заведениях), зенитное зашторивание и установка жалюзи и межоконных рамах. Применяя схему с экранами на просвет, в классе устанавливают декоративные шторы, предотвращающие доступ прямых солнечных лучей.
В вечернее время частичное затемнение создается светильниками, которые разбиты на две группы и включаются как с пульта, так и выключателями, расположенными при входе в аудиторию. Во время демонстрации группу светильников, расположенных у экрана, выключают. Иногда в классах устанавливают на боковых стенах бра со щитками со стороны экрана.
Управление аппаратурой и вспомогательным оборудованием учитель осуществляет с помощью ассистента или дистанционно. Второй вариант более приемлем: он дает преподавателю свободу и оперативность в пользовании аудиовизуальной техникой.
Разрабатывая пульт дистанционного управления, нужно исходить из следующих требований: дистанционным управлением необходимо охватить всю или, по крайней мере, большинство установленной аппаратуры; управление оборудованием аудитории должно быть связано с минимальным количеством операций; в пульте надо установить устройства, задающие программу выполнения операций по управлению аппаратурой и предотвращающие ее выход из строя. В случае полного затемнения класса предусматривают подсветку пульта и текста.
Очень удобно при оборудовании классов устанавливать однотипные пульты управления во всех комплексах. Приходя в разные классы, преподаватель не должен изучать новый пульт, это оградит его от возможных ошибок во время демонстрации.
Перед работой учащихся на ЭВМ следует ознакомить их с правилами работы в кабинете вычислительной техники, с требованиями безопасности и гигиены труда. Взаимодействие обучаемых с компьютерами влияет на их психофизиологическое состояние. Увеличивается частота сокращений сердечной мышцы (более чем и два раза по сравнению с безмашинным обучением). Постоянная статическая нагрузка при работе с дисплеями, неподвижность рабочей позы приводят к болям в мышцах рук, шеи, плеч и спины нарушениям опорно-двигательного аппарата. Развивается умственное утомление, изменяется мозговое кровообращение. Высокие умственные и психоэмоциональные перегрузки наблюдаются, по данным разных авторов, у 15-70% учащихся, работающих на компьютере, причем у интравертов напряженность больше, по сравнению с экстравертами. У учащихся с замедленным протеканием нервных процессов чаще возникает тревожно-напряженное состояние из-за недостатка отводимого на выполнение работы времени. Следовательно, необходима строгая временная дозировка работы с компьютером: чередование периодов работы с отдыхом, просмотром или прослушиванием блоков психологической разрядки, имеющихся в обучающих программах, а лучше прекращение работы с компьютером на определенное время и выполнение специальных упражнений для снятия утомления и напряжения.
Для физического и психического здоровья детей важны интеллектуальная ценность используемых программ, качество применяемой аппаратуры, рациональность режима работы, стиль преподавания, содержание и формы обучения.
Не всегда учащиеся положительно настроены на работу с компьютером. На начальных этапах возможно появление тревожного чувства, связанного с новизной ситуации, страхом не справиться со сложной и незнакомой техникой или с желанием как можно быстрее освоить ее. Иногда потеря интереса к работе с ЭВМ может быть исвязана с преувеличением ожиданий, когда ребенок думает, что машина все за него решит и сделает.
Информатизация образования
Информатизация образования как деятельность (задачи и проблемы)
Термин «информация» из журналистского превратился в один из наиболее часто употребляемых в настоящее время терминов в науке, технике и быту. Это обусловлено, в частности, тем, что понятия «информация» и «знания» очень близки, а знания, осведомленность играют сегодня очень важную роль в жизни как отдельного человека так и общества в целом. Быстрое увеличение объема циркулирующей в обществе информации ставит современного человека перед проблемой умения работать с ней. Умения работать с информацией предполагает знание основных закономерностей протекания информационных процессов, которое, в свою очередь, основывается на философском осмыслении феномена информации.
Истоком интереса к феномену информации послужил кризис европейской науки, которая первоначально исходила из положения, что материя есть пассивное, инертное начало, которое можно беспрепятственно изучать и преобразовывать. Со временем стало ясно, что преобразовательская деятельность, даже при достаточном количестве энергии, имеет свои ограничения. После взрыва атомной бомбы человечество особенно серьезно задумалось о том, что его действия могут иметь непредсказуемые последствия.
Постепенно пришло научное осознание факта (который на уровне религиозных воззрений был известен в глубокой древности), что каждый предмет, явление, событие имеет какой вполне определенный смысл в общей картине мироздания. Поэтому одной из главных задач современной науки стало выяснение смысловых или, иначе говоря, семантических свойств материи. Причем, большинство ученых склоняются к мысли, что в наибольшей степени семантическое свойство материи отождествляется с информацией. Другими словами, информация как философская категория отражает семантические свойства материи наряду с его энергетическим свойством.
Одна из жизненных целей человека – получить как можно больше знаний, приобщиться к культуре разных народов, то есть, в конечном счете, освоить как можно больше информации. Обращение к сути объектов, в частности, в период обучения, не прихоть, не дань традиции, а безальтернативный способ удержать цивилизацию от разрушения. И чем скорее это будет осознано, тем с меньшими потерями будет достигнуто.
Слова французского дипломата Э. Талейрана «Кто владеет информацией – владеет миром» стали сегодня не только политическим, но в большей мере экономическим, социально-образовательным лозунгом.
Исторический процесс информатизации общества точно описывается с помощью последовательности информационных революций, связанных с появлением новых, для своего времени, технологий.
Информационная революция заключается в изменении способов и инструментов сбора, обработки, хранения и передачи информации, приводящим к увеличению объёма информации, доступной активной части населения. Таких революций шесть. Первая информационная революция заключается в появлении языка и членораздельной человеческой речи. Вторая информационная революция связана с изобретением письменности. Это изобретение позволило не только обеспечить сохранность уже накопленной человеческим обществом информации, но и повысить её достоверность, создать условия для более широкого, чем ранее, распространения информации. Третья информационная революция порождена изобретением в XV веке книгопечатания, которое многие считают одной из первых информационных технологий. Появление и развитие печатных средств массовой информации, таких как газеты и журналы, явилось результатом третьей информационной революции. Четвертая информационная революция началась в ХIХ веке. Тогда были изобретены такие средства передачи и распространения информации как телеграф, телефон, радио и телевидение. Пятая информационная революция произошла в середине XX века, когда человечество стало активно использовать вычислительную технику. Применение ЭВМ для обработки научной информации кардинальным образом изменило возможности человека по активной и эффективной обработке информации. Впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для повышения производительности интеллектуального труда. Сегодня мы являемся свидетелями шестой информационной революции, связанной с появлением глобальных телекоммуникационных компьютерных сетей и их интеграцией с технологиями мультимедиа и виртуальной реальности.
Шесть революций изменили общество. Налицо развитие и распространение информации и информационных технологий, что позволяет говорить о наличии процессов информатизации. Информатизация оказывает революционное воздействие на все сферы жизнедеятельности общества, кардинально изменяет условия жизни и деятельности людей, их культуру, стереотип поведения, образ мыслей.
Очевидный прогресс в области информационных технологий повлек за собой появление в научных и научно-популярных изданиях термина «информационное общество». Некоторые ученые под информационным понимают общество, в котором главным продуктом производства являются знания. Использование такого показателя как количество накопленных человечеством знаний в качестве критерия для присвоения обществу статуса информационного общества оправдано, поскольку по некоторым оценкам, с начала нашей эры первое удвоение накопленных человечеством знаний произошло к 1750 году, второе – к началу ХХ века, третье – уже к 1950 году. Начиная с 1950 года, общий объем знаний в мире удваивался каждые 10 лет, с 1970 года – каждые 5 лет, а с 1991 года – ежегодно. Это означает, что на сегодняшний день объем знаний в мире увеличился более чем в 250 тысяч раз.
История формирования информационного общества содержит в себе историю зарождения и развития новых видов человеческой деятельности, связанных с информатизацией. За последние годы в обществе появились специализированные профессиональные группы людей, связанные с обслуживанием компьютерной техники и процессов обработки информации (операторы, программисты, системные аналитики, проектировщики и т.п.), оказанием консультативных, научно-информационных и других услуг подобного рода. Очевидно, что возникновение новых научных и профессиональных направлений требует специализированной системы подготовки кадров, в которой не только содержание, но и методы и средства обучения должны соответствовать реалиям соответствующего этапа информатизации общества.
Задачам информатизации общества и всех его сфер, к числу которых относится и образование, уделяется повышенное внимание государства. Необходимость системного государственного подхода к процессу развития информатизации общества начало осознаваться в начале 90-х годов прошлого века.
Относительно широкое определение понятия «информатизация» дал в своих публикациях академик А.П. Ершов. Он писал, что «информатизация – это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности». При этом А.П. Ершов подчеркивал, что информация становится «стратегическим ресурсом общества в целом, во многом обусловливающим его способность к успешному развитию». В то же время, по заключению ЮНЕСКО, информатизация – это широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации, обеспечивающей систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, и их использование обществом для текущего управления и дальнейшего совершенствования и развития.
Очевидно, что с одной стороны оба указанных определения не противоречат друг другу, и, с другой стороны, определяют, в том числе и информатизацию сферы образования, являющейся одной из областей деятельности человека.
Информатизация образования представляет собой область научно-практической деятельности человека, направленной на применение технологий и средств сбора, хранения, обработки и распространения информации, обеспечивающее систематизацию имеющихся и формирование новых знаний в сфере образования для достижения психолого-педагогических целей обучения и воспитания.
Внедрение информационных технологий в различные области современной системы образования принимает все более масштабный и комплексный характер. При этом важно понимать, что информатизация образования обеспечивает достижение двух стратегических целей. Первая из них заключается в повышении эффективности всех видов образовательной деятельности на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Вторая – в повышении качества подготовки специалистов с новым типом мышления, соответствующим требованиям информационного общества.
Исторически информатизация образования осуществляется по двум основным направлениям: управляемому и неуправляемому.
Управляемая информатизация образования имеет характер организованного процесса и поддерживается материальными ресурсами. В ее основе лежат обоснованные общепризнанные концепции и программы.
Неуправляемая информатизация образования реализуется снизу по инициативе работников системы образования и охватывает наиболее актуальные сферы образовательной деятельности и предметные области
Как известно, министерством образования и науки Республики Казахстан ведется работа по компьютеризации школ, подключению их к Интернету и телефонизации. В настоящее время обеспеченность компьютерной техникой организаций среднего общего образования составляет 21 учащийся на 1 компьютер с учетом мультимедийных кабинетов, в сельской школе – 20. К сети Интернет подключено 96% общеобразовательных школ, в том числе сельских – 97%.
В Послании Президента народу Казахстана «Новый Казахстан в новом мире» подчеркнуто: «Мы должны добиться предоставления качественных услуг образования по всей стране на уровне мировых стандартов. ...Развивать практику обучения в режиме он-лайн..., предусмотреть создание системы специальных классов естественно-научного профиля».
С 2007 года в учебный процесс организаций образования внедряется система «он-лайн обучения». Программа представляет собой комплекс из пяти интерактивных предметных кабинетов, два из которых являются универсальными. В них могут проводиться уроки математики, истории, географии, астрономии, а также три предметных кабинета естественно-научного цикла по физике, химии и биологии. Они оснащены специальным компьютеризированным лабораторным оборудованием, позволяющим проводить эксперименты и демонстрации по программе средней школы, получать и обрабатывать их результаты в цифровом виде на компьютере учителя. Мобильный компьютерный класс представляет собой «класс на колесах», оборудованный компьютером учителя, 14-ю компьютерами учеников и точкой беспроводного доступа, что позволяет быстро и легко разворачиваться в любом помещении в локальную беспроводную сеть.
Вместе с тем, надо иметь в виду, что информатизация – это не только компьютеры и все, что с ними связано! Это насыщение образования информацией, источниками и информационными технологиями. В этих понятиях компьютеры не фигурируют! Поступление новых бумажных книг в библиотеку школы – это тоже информатизация. Поэтому и средства не всегда компьютерные. В слове информатизация не «зашито» компьютеризация. Информатизация – шире. Во-вторых, большая ошибка считать информатизацию образования только лишь процессом. Процесс может идти и стихийно, и не всегда приводить к цели. Процессу невозможно научить. Правильнее под информатизацией понимать деятельность человека, целенаправленную деятельность, т.е. придерживаться вышеприведенного нами определение информатизации образования. Тогда ей можно учить педагогов. Люди должны быть частью такой деятельности и от них все зависит.
Существует две основные проблемы, тормозящие информатизацию: неготовность педагогов к работе с использованием средств информатизации и низкое качество содержательного наполнения, несвязность, несоответствие методическим системам обучения образовательных информационных ресурсов. Обратите внимание, что отсутствие компьютеров, Интернета и т.п. – это не проблема на самом деле. Выделят деньги и компьютеры купятся, проблема будет решена. Но сколько случаев, когда компьютеры и сети есть, а с ними не знают что делать (не умеют и нет ресурсов). Речь идет не о том, что не умеют «кнопки нажимать» – этому научиться несложно – курсы, книги и т.п. А вот как учить с использованием средств информатизации, чтобы эффективность обучения повышалась – вот это проблема! Этого почти никто из педагогов не знает, хотя пользоваться компьютером могут.
Информатизации образования как деятельности надо учить и настоящих, и будущих педагогов. Все, без исключения, студенты педагогических вузов (математики, информатики, историки, литераторы и др.) должны пройти подготовку в области информатизации образования. В педвузах! Как учат методике, так надо учить и информатизации образования.
Информатизация образования – это не только информатизация обучения. Это информатизация учебной деятельности, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной деятельности и процессов воспитания, научно-исследовательской и научно-методической деятельности, а также организационно-управленческой деятельности. Все это должно информатизироваться взаимосвязано и параллельно, без перекосов.
Ресурсы и технологии должны проходить комплексную экспертизу качества. Их использование должно быть не по принципу – чем больше, тем лучше, а в ответ на потребности системы образования, там, где они на самом деле дадут эффект. Не должно быть как сейчас – разрабатывается ресурс, а никто не задумывается, где и как он будет использоваться, нужен ли он. Нате вам ресурс, и сами придумывайте как им пользоваться. Надо сначала построить или понять методическую систему обучения школьников, в том числе методику обучения, потом выявить потребности в ресурсах, потом только делать эти ресурсы с учетом всего перечисленного.
Производство и накопление различных информационных ресурсов и технологий для учебных заведений порождает целый ряд проблем педагогического характера. Прежде всего, следует отметить очевидное отсутствие какой-либо системы в разработке, накоплении и практическом использовании разрозненных информационных ресурсов педагогического назначения. Как правило, подобные средства никак не связаны между собой и неоправданно дублируют одну и ту же информацию, что очень часто приводит к содержательным и методологическим коллизиям. Средства информатизации, используемые в рамках одного учебного заведения, требуют принципиально различных методических и технологических подходов, накладывают существенные требования на знания и умения обучаемых, что отрицательно сказывается на эффективности учебного процесса.
Еще одной проблемой, связанной с хаотичностью разработки и использования информационных технологий и ресурсов в учебном заведении, является практическая невозможность универсальной подготовки педагогических кадров, способных комплексно использовать преимущества информационных технологий в учебной, внеучебной и организационно-педагогической деятельности.
Эти и другие проблемы характерны для любого учебного заведения. В этой связи Казахский национальный педагогический университет имени Абая не является исключением. В связи с этим в КазНПУ им. Абая создается Концепция, на основании положений которой можно было бы объединить в одну унифицированную систему информационные ресурсы и технологии, используемые во всех сферах деятельности университета. В Концепции отражаются теоретико-педагогические и методологические аспекты построения и использования информационной образовательной среды университета, имеющие особое значение в связи с необходимостью формирования у каждого будущего специалиста определенного уровня информационной культуры, адекватного требованиям современного информационного общества. Кроме этого, Концепция должна отражать компонентный состав, теоретические подходы и системы требований к информационной образовательной среде КазНПУ им.Абая, описывать возможные пути интеграции и унификации информационных ресурсов, включаемых в состав такой среды, затрагивать вопросы их соответствия методическим системам обучения в университете, а также вопросы дальнейшего вхождения информационной образовательной среды КазНПУ им.Абая в состав общеказахстанского информационного образовательного пространства.
Нельзя не отметить, что в большинстве случаев использование средств информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников и студентов. В то же время любой опытный педагог подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование средств информатизации никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект.
Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно и повсеместно. Кроме того, обучение корректному и оправданному использованию средств информационных и телекоммуникационных технологий должно войти в содержание подготовки педагогов в области информатизации образования.
Основными целями подготовки педагогов в области информатизации образования должны стать:
ознакомление с положительными и отрицательными аспектами использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании;
формирование представления о роли и месте информатизации образования в информационном обществе, видовом составе и областях эффективного применения средств информатизации образования, технологий обработки, представления, хранения и передачи информации;
ознакомление с общими методами информатизации, адекватными потребностям учебного процесса, контроля и измерения результатов обучения, внеучебной, научно-исследовательской и организационно-управленческой деятельности учебных заведений;
формирование знаний о требованиях, предъявляемых к средствам информатизации образования, основных принципах оценки их качества, обучение педагогов стратегии практического использования средств информатизации в сфере образования;
предоставление дополнительной возможности пояснить обучаемым роль и место информационных технологий в современной мире;
обучение формирующемуся языку информатизации образования (с параллельной фиксацией и систематизацией терминологии).
В качестве основных направлений, систематизирующих содержание подготовки, должны быть отобраны сущность, цели и особенности информатизации образования, технические средства и технологии информатизации образования, методы информатизации образовательной деятельности, основы формирования информационных образовательных сред и информационного образовательного пространства, вопросы формирования готовности педагогических кадров к профессиональному использованию информационных технологий.
По поводу стандарта учебного предмета «информатика».
Проведение научного анализа функционирования предметного стандарта 2002 года и обоснование необходимых изменений, предполагаемых при разработке новых стандартов переходного периода немыслимо без учета исторически совместного развития до 90 годов, даже до второй половины 90 годов, прошлого века образовательного процесса вместе со всеми странами СНГ, входящими в СССР.
При этом надо обратить внимание на следующее:
Развитие методической системы обучения информатике для Республики Казахстан должен характеризоваться наряду с усилением общеобразовательной значимости фундаментализацией обучения школьной информатике.
При разработке стандартов начального, базового и профильного образования по информатике необходимо соблюдение целостности.
Несмотря на существование учебников по информатике для раннего обучения, необходимо еще раз пересмотреть их в соответствии новому стандарту начального общего образования, отбор содержания для обучения информатике в начальной школе в рамках учебного модуля «Информатика».
Следует особо отметить при создании Госстандарта по информатике и при разработке методической системы обучения не учитываются особенности Республики Казахстан, то есть не соблюден дидактический принцип культуросообразности, т.е. максимально возможное использование в обучении и воспитании учащихся элементов национальной культуры РК. Обучение информатике, с учетом сказанного, будет способствовать формированию национального самосознания школьников, осознанию самобытности нации, пониманию ее места в мировом культурном сообществе нации и народов.
Необходимо строго следить за систематизацией имеющихся и формированием новых, а также единством терминов по школьной информатике на государственном языке.
В связи с введением профильного обучения на старшей ступени школы в настоящее время разработано достаточно много программ профильных и элективных курсов по информатике и основанных на них учебников. В рамках этих разработок, как правило, основной упор делается лишь на углублении знаний в области информационных технологий, обеспечение прикладных профильных курсов информатики, направленных на подготовку к практической деятельности. Необходима дальнейшая разработка фундаментальных профильных курсов по информатике.
Очень важно в новых стандартах переименовать название курса «информатика» на «информатика и информационно-коммуникационные технологии (ИКТ)», что точно и четко характеризует суть этого курса.
Изучить опыт разработки стандартов нового поколения России и других стран СНГ и практиковать привлечение соответствующих специалистов из стран СНГ для разработки нашего стандарта.
Изучить и использовать различные теоретико-методологические подходы и методы к разработке образовательных стандартов в мировом масштабе.
Тенденция такова, что количество государственноязычных школ (6000 казахский язык и смешанных из всех 8000 школ РК) стало больше чем русскоязычных и увеличивается быстрыми темпами. А это требует не только казахификацию, если так можно выразиться, компьютеров (уровень и масштабы которой не должно быть не ниже русифицирования компьютеров!) и локализацию, по крайней мере, учебных программных средств на государственный язык. А еще требуется разработка методической системы обучения информатики и информатизации образования для школ и учебных заведений с государственным языком обучения. Но это ни в коем случае не означает нарушение единства образовательного пространства, например, с Россией, если бы они не были разными и не было бы вопроса об единстве образовательного пространства. Надо понимать: разные государства – возможны разные подходы, а цель одна. Не все придется точь в точь перекопировать или перевести методы обучения информатике и информатизации образования.
В компьютерной сфере казахификация— то же, что локализация, но применительно к казахскому языку: приспособление программного и аппаратного обеспечения к отображению и вводу знаков казахской письменности, создание казахскоязычного интерфейса и т. п. А локализация (англ. localization) — перевод и адаптация элементов интерфейса, вспомогательных файлов и документации.
Задача локализации не исчерпывается только переводом, более того, перевод как таковой обычно занимает скромное место в процессе локализации программного обеспечения. Типичными задачами адаптации являются использование национальных символов письменности, применение принятых национальных форматов, а также правил алфавитной сортировки текстов и т.д. А дизайн и разработка программного обеспечения должны учитывать соображения локализации самым серьезным образом. Отметим, что обеспечение корректности лексики в соответствии с правилами целевого, в нашем случае казахского языка, является требующей решения задачей в процессе локализации.
Все это, а также существующая практика обучения информатике и информатизации образования в нашей республике говорят о непременной необходимости усиления и ускорения локализации программных средств для образовательных целей.
Что такое информатизация образования?
Особенности развития современного общества
Современное состояние общества характеризуется кардинальными изменениями в научно-технической, политической, экономической, социальной и культурной сферах, вызванными быстрым распространением информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Это проникновение ИКТ в различные сферы человеческой деятельности называют информатизацией.
Информатизация – это одна из важнейших идей, порожденных особенностями развития современной цивилизации, которая прочно стала достоянием массового сознания.
Информатизация привела к возникновению «общества глобальной компетентности», характерными особенностями которого являются:
·  объем знаний, порождаемых в мировом сообществе, удваивается каждые два-три года;
·  ежедневно в мире публикуется 7000 научных и технических статей;
·  объем информации, пересылаемой через искусственные спутники Земли в течение двух недель, достаточен для заполнения 19 миллионов томов;
·  в индустриально развитых странах учащиеся к моменту окончания средней школы получают больше информации, чем их бабушки и дедушки за всю жизнь;
·  в последующие три десятилетия произойдет столько же изменений, сколько их было за последние три века.
Новый социальный заказ системе образования
Изменения в экономике влияют на формирование нового социального заказа, предъявляемого обществом к качеству подготовки выпускника школы. На первый план выходят умения:
·  коммуникативные,
·  критическое и системное мышление,
·  умение работать в команде,
·  постановка и решение задач, проектное мышление,
·  социальная ответственность и адаптируемость,
·  саморазвитие и самореализация,
·  творческий потенциал и любознательность,
·  информационные и мультимедийные умения.
Приоритетом деятельности современного общества является информатизация образования – процесс обеспечения сферы образования методологией разработки и использования ИКТ, ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.
Этот процесс инициирует:
·  совершенствование и создание новых технологий управления системой образования;
·  совершенствование хранения и распространения педагогического общества;
·  создание и внедрение новых методических систем обучения;
·  совершенствование отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания;
·  создание и использование новых методик контроля и оценки уровня знаний;
·  создание глобальной системы открытого образования.
Информатизация как техническое оснащение
Выделим несколько основных направлений информатизации образования.
Информатизация как техническое оснащение. Для данного направления информатизация образования – это процесс оснащения учреждений системы образования компьютерной техникой, программным обеспечением и средствами телекоммуникаций с целью обеспечения доступа к современным ИКТ всем участникам образовательного процесса: учащимся, педагогам, и родителям.
Минимальное типовое пространство образовательного учреждения (ОУ) должно включать следующие цифровые зоны (Рис. 1).

Рис. 1. Цифровые зоны ОУ
Цифровые зоны образовательного учреждения
Зона предметного изучения ИКТ (компьютерный класс). Первая зона представляет собой учебную аудиторию, состоящую из 13 – 15 компьютеров и сервера, интегрированных в локальную сеть ОУ. Она необходима для проведения учебных занятий и внеклассной работы учащихся и педагогов.
Зона информационных технологий обучения. Учебная аудитория, в которой должны присутствовать: современный компьютер, подключенный к локальной сети школы и имеющий доступ к глобальным информационным ресурсам, мультимедийный проектор, подключаемый к компьютеру. В данной аудитории можно проводить уроки по различным предметам с использованием ИКТ, не загружая компьютерный класс.
Административная зона. Эта зона предназначена для эффективного использования ИКТ в управленческой деятельности. У каждого сотрудника администрации автоматизированное рабочее место (АРМ) укомплектовано компьютером, средствами доступа к ресурсам глобальных сетей и унифицированным программным обеспечением, позволяющим осуществлять оперативное управление, использовать в работе общую базу данных и выводить любые формы отчетности.
Информационно-коммуникативная зона. Эта зона охватывает:
·  Медиатеку. Медиатека это библиотека электронных учебных изданий, методических материалов учителей, творческих работ учащихся ОУ. Выделение в самостоятельное структурное подразделение позволит проводить занятия кружков, факультативов, творческих лабораторий.
·  Учительскую. Учительская оснащена как минимум одним компьютером, позволяющим получать оперативную управленческую информацию и осуществлять ввод первичных данных.
·  Информационный терминал. Одно или несколько компьютерных мест в специальном кабинете для родителей. На компьютеры выводится информация по школе в целом и по ученикам, обеспечивается возможность заочных консультаций с учителями и администрацией школы.
Все эти компоненты должны быть объединены в локальную компьютерную сеть ОУ, и иметь возможность обмена данными с глобальными компьютерными сетями.
Информатизация как создание информационного образовательного пространства
Информатизация как создание единого информационного образовательного пространства. В данном случае информатизация образования – это процесс объединения при помощи глобальной сети Интернет учреждений и структур системы образования с целью обеспечения для всех участников образовательных процессов равных возможностей:
·  в доступе к образовательной информации;
·  в получении образовательных услуг.
Пути создания условий единого информационного пространства:
·  обеспечение информационной целостности и совместимости всех данных;
·  обеспечение совместимости с современным программным обеспечением;
·  создание единого информационного пространства в каждом образовательном учреждении путем объединения персональных компьютеров в локальную сеть.
Под информационным пространством ОУ понимают специально организованный комплекс компонентов, обеспечивающих системную интеграцию ИКТ в образовательный процесс с целью повышения его эффективности.
Единое информационное пространство ОУ выполняет несколько функций.
Информационная функция выполняется за счет наличия единой базы данных, содержащей учебный план, сведения об учениках, сведения об учителях, расписание, электронный журнал, разнообразные отчеты и другие аспекты учебно-воспитательного процесса.
Образовательнаяфункция выполняется за счет использования в учебном процессе цифровых учебных курсов, представленных на CD, в Интернете, экранных наглядных материалов, курсов собственной разработки.
Коммуникативнаяфункция выполняется за счет возможности общения с учениками, родителями, коллегами посредством сайта образовательного учреждения, электронной почты, электронной доски объявлений и др.
Школьный сайт как средство построения информационного образовательного пространства
Сайт школы является важным звеном информационного пространства ОУ.
Web-сайт– группа Web-страниц, связанных вместе единой темой, общим стилем оформления и взаимными гипертекстовыми ссылками.
Web-страницадокумент во «Всемирной паутине», содержащий:
·  форматированный текст;
·  мультимедийные объекты (графику, звук, видеоклипы);
·  ссылки на другие Web-страницы или другие ресурсы сети Интернет;
·  активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере клиента по заложенной в них программе.
Определим, основные цели школьного сайта.
1.  Сайт как координационная точка внутришкольного взаимодействия. В этом случае сайт будет обслуживать внутренние потребности ОУ, и его структура и информационное наполнение будут отличаться от сайта, размещенного во всемирной сети. Содержание сайта в большей степени будет интересно участникам образовательного процесса только данной школы. Появляется возможность больше места на сайте отводить внутренней учебной и административной жизни школы.
2.  Сайт как визитка школы. Такой сайт:
§  выполняет функцию визитной карточки школы – со своим уникальным стилем и характерной для данной школы формой подачи материала;
§  отражает своеобразие педагогической системы школы, специфику реализуемых в школе образовательных программ;
§  устанавливает контакты с образовательными и деловыми кругами.
3.  Школьный сайт как элемент более глобальной образовательной интернет-системы. В таком качестве сайт может работать одним из информационных субъектов, комплекс которых может отражать динамически меняющуюся образовательную картину в рамках района, города, региона.
Школьный сайт должен обеспечивать функционирование следующих ресурсов:
·  ftp-сервер как электронное хранилище образовательных ресурсов (CD, презентации, тесты, иллюстративный материал, музыка, видео, …);
·  форумы как способы решения (обсуждения) педагогических, методических и других проблем, инициатив;
·  World Wide Web как средство получения необходимой информации из любой точки Интернета;
·  E-mail как способ оперативного обмена электронной документацией.
Структура сайта образовательного учреждения
В среднем, хороший школьный сайт:
·  содержит справочную информацию, интересующую родителей при поступлении ребенка в школу (в том числе об учителях, учебных программах, традициях);
·  отражает происходящие в школах события (праздники, конференции, конкурсы);
·  отражает в развитии постоянно действующие направления в работе школы (школьный музей, участие в проектах и др.);
·  предоставляет возможность ученикам и учителям размещать свои творческие работы и материалы;
·  содержит элементы дистанционной поддержки обучения (например, виртуальный консультационный пункт);
·  представляет учреждение международному сообществу;
·  Поддерживает личные страницы учеников, учителей.
Возможная структура школьного сайта (Рис. 2).
 

 
 
 
 
 
 
 
 Информатизация Образования
в широком смысле — комплекс социально-педагогических преобразований, связанных с насыщением образовательных систем информационной продукцией, средствами и технологией; в узком — внедрение в учреждения системы образования информац. средств, основанных на микропроцессорной технике, а также информац. продукции и пед. технологий, базирующихся на этих средствах (см. Компьютеризация обучения).
И. о.— часть процесса информатизации общества, к-рый можно рассматривать как один из определяющих факторов поворота к высокоорганизов. стадии цивилизации. Информатизацию общества принято связывать с чинформац. взрывом» (С. Лем), сущность к-рого состоит в экс-потенциальном нарастании кол-ва социально значимой информации (науч., технол., культурной и др.). Это явление наметилось в кон. 18 в., когда переработка всей новой информации стала практически непосильной для одного человека. Наиб, широкие масштабы этот процесс принял в 20 в. Социально-экон. предпосылкой «информац. взрыва» является быстрое развитие производит, сил, к-рое, с одной стороны, приводит к увеличению информац. потоков для осуществления более эффективного управления экономикой, с другой — связанный с развитием производит, сил рост производительности труда влечёт за собой высвобождение людей из сферы пром. и с.-х. произ-ва и создаёт основу для расширения сферы информац. произ-ва. Возникает повышенная потребность в развитии произ-ва ин-формац. средств для создания, передачи, хранения, обработки, тиражирования информации и автоматизации информац. процессов. Такая потребность обусловила' возникновение наряду с традиционными информац. технологиями, базирующимися в основном на «бумажном» (книги, газеты и т. п.) и «плёночном» (фото, кино) представлении информации, новых информац. технологий (НИТ), в основе к-рых лежат электронные средства информации. Среди последних особую роль сыграли ЭВМ (компьютеры) и аудиовизуальные электронные средства (телевидение, видео и др.). Термин «новые информац. технологии» всё чаще связывается с использованием ЭВМ в сочетании с разнообразными «периферийными» устройствами (дисплей, принтер, устройства для преобразования данных из графич. и звуковой форм представления информации в числовую и обратно и др.).
Новые информац. технологии не вытесняют традиционные — кол-во «бумажной» и «плёночной» информации продолжает нарастать, поэтому процесс информатизации не сводится только к внедрению НИТ. Постепенно складывается многоуровневая система представления информации на разл. носителях и в разл. знаковых системах, в к-рой тесно взаимодействуют традиционные и НИТ.
Наряду с развитием информац. структур происходит процесс «семиотиза-ции» общества — появление и развитие многочисл. знаковых систем, благодаря к-рым образуется многокомпонентное «информац. поле», представляющее собой специфич. информац. окружение человека (сочетание текстов, графич. изображения, звуковых и аудиовизуальных сообщений и др.). Возникает проблема информационной (коммуникативной) адаптации человека в обществе.
Теоретич. основой информатизации общества является информатика. Этот термин трижды вводился в рус. науч. лексикон. В 60-е гг. 20 в.— для обозначения науч. дисциплины об организации поиска и накопления науч.-техн. информации. Другое его значение было привнесено из франц. яз. (informatique—информац. автоматика) и определяло науку об автоматизир. процессах передачи, обработки, хранения информации на базе ЭВМ. Такое пониманиетермина близко к англ. Computer science («компьютерные науки»). С 80-х гг. происходит качеств, изменение в понимании термина «информатика», связанное с осмыслением понятия «информатизация», к-рое стало «одной из активных точек роста философской науки последних десятилетий» (А. П. Ершов). Под информатикой понимается система знаний, относящихся к произ-ву, переработке, хранению, поиску и распространению информации в самых разнообразных её аспектах в природе, обществе, техносфере.
Среди специфич. социально-пед. проблем центр, место занимает противоречие между темпом приращения знаний в обществе и ограниченными возможностями их усвоения индивидом. Попытки разрешить это противоречие приводят к отказу от абс. образоват. идеала («всесторонне развитой личности») и замещения его социально-детерминиров. образоват. идеалом — макс, развития способностей человека к самореализации. Необходимо при этом обеспечить человеку право выбора направлений образования, что обусловливает введение достаточно ранней дифференциации обучения и создание систем непрерывного образования. Реализовать идею непрерывного образования возможно, лишь подготовив необходимые условия для самообразования: создание организац. и правовой основы для доступа к разл. источникам информации, формирование и развитие у человека способностей, связанных с её поиском, обработкой, восприятием, пониманием, использованием. Человек, не владеющий информац. технологиями, лишается одного из адаптац. механизмов в динамично развивающемся социуме. Информац. средства и технология становятся своего рода информац.органами, «продолжениями» человека (X. М. Мак-Люэн). Возникает проблема формирования и развития информац. культуры индивида (см. Ме-диа-образован ие).
В СССР термин «И. о.» в сер. 80-х гг. употреблялся в узком смысле. В 1988 группой учёных под руководством акад. А. П. Ершова была разработана первая отеч. концепция: И. о., в к-рой выделен ряд направлений: формирование компьютерной грамотности как элемента общеобразоват. подготовки человека; обучение проф. использованию НИТ; развитие содержания и методов обучения на основе НИТ; использование НИТ в качестве орудий труда; НИТ и спец. педагогика; досуговое применение ЭВМ; ЭВМ в управлении образованием. Были намечены осн. этапы И.о.: первоначальное ознакомление выпускников ср. и высш. уч. заведений и педагогов с возможностями ЭВМ; развёртывание комплекса исследований форм и методов использования ЭВМ в уч. процессе; отработка организац. и техн. вопросов создания пед. программных средств и др.; в 90-х гг.— широкое распространение форм творческой работы учителей и учащихся с использованием вычислит, техники; организация массового эксперимента по применению ЭВМ в обучении, создание систем компьютерной связи между учреждениями образования и др. В дальнейшем предполагался массовый переход к изучению общеобразоват. дисциплин с использованием вычислит, техники на всех ступенях образования; ввод в действие общедоступных баз данных для поддержки систем заочного обучения, переподготовки и повышения квалификации; создание интегрированной компьютерной системы управления учреждениями образования и др. Концепция зафиксировала сложившийся к кон. 80-х гг. уровень представлений о процессе И. о., компьютеризации обучения и информац.-техн. и организац. аспектах, оставив в стороне психол., социальные и др.
В 1990 была создана уточнённая концепция И. о. (Б. Е. Алгинин, Б. Г. Киселёв, С. К. Ландо, И. С. Орешков, В. В. Рубцов, Б. Г. Семянинов, А. Ю. Уваров, Д. С. Черешнин и др.), отражавшая более общее понимание процесса И.о., его связь с информатизацией общества. Выделялись перспективные для целей образования компоненты НИТ: компьютерные лаборатории, средства телекоммуникаций (компьютерных, аудиовизуальных и др.), оперативной полиграфии, системы интерактивного видео и др. Авторы иначе трактовали и ближайшие этапы И. о., не уточняя их временных границ: массовое освоение новых информац. технологий, развёртывание исследо-ват. работы по их пед. внедрению; активное освоение и фрагментарное введение средств НИТ и на их основе — новых методов и организац. форм уч. работы в традиц. уч. дисциплины; изменение структуры содержания образования на всех его ступенях и метод, аппарата обучения на основе НИТ. Предусматривались неск. направлений изменения содержания образования, разработка качественно новой модели подготовки члена «информац. общества» —развитие способностей к коммуникации, творческой деятельности и др. Поворот к более широкому пониманию И.о. стимулировал исследования закономерностей этого процесса. Было установлено, что разл. звенья структуры ср. уч. заведений неодинаково «предрасположены» к разл. компонентам И. о. Наиб, потребность в компьютеризации испытывают структуры поддержки уч.-воспитат. процесса: системы управления уч. заведениями, информац.-пед. служба (библиотеки, медиа-теки), пед. и мед. службы. Интенсивное включение аудиовизуальных средств в процесс обучения более успешно проходит в рамках предметов гуманитарного цикла и биологии. Учителя принимают в основном три направления применения ЭВМ: компьютер как информац. средство для подготовки к занятиям (поиск, отбор, создание, тиражирование информации); средство диагностики, тренинга, коррекции знаний, умений и навыков учащихся; средство возможного облегчения работы с пед. документацией. Функции обучения учитель оставляет за собой.
Практика информатизации ср. школ поставила ряд проблем. Одной из наиб, острых (помимо материальных и организационных) является проблема «сопротивления учителей»-внедрению НИТ в процесс обучения, вызванная противоречием между коллективными формами обучения, характерными для классно-урочной системы, и индивидуализацией обучения, стимулируемой персональными ЭВМ. Др. проблема — вероятное уменьшение межличностных контактов за счёт расширения обращения к обезличенной информации. Эта проблема, в частности, связана с феноменом «хакерства» — появлением категории людей, стремящихся погрузиться в иллюзорный мир на экране компьютера, активно взаимодействующих с ним, но оторванных от реального мира. Важный круг проблем связан с правовыми основами распространения информации в системе образования: права учащихся на получение информации, защита от использования информации об учащихся др. лицами ему во вред и от несанкциониров. доступа к шк. базам данных; авторское право, и, в частности, использование в образоват. целях информации, на к-рую наложен запрет на бесплатное распространение; защита информации от преднамеренной и непреднамеренной порчи (особенно актуальная в связи с появлением компьютерных «вирусов») и др.
Лит.: Коренной А. А., Информация и коммуникация, К., 1986; Суханов А. П., Мир информации. История и перспективы, М., 1986; его же, Информация и прогресс, Новосиб., 1988; Ершов А., Шк. информатика в СССР: от грамотности к культуре, «Информатика и образование», 1987, № 6; В о p о б ь е в Г. Г., Твоя информац. культура, М., 1988; Концепция информатизации образования, под ред. А. Ершова, М., 1988; Семенюк Э. П., Информатика: достижения, перспективы, возможности, M., 1988; Грищенко В., Д о в-гяло А., Пути развития информатизации образования, «Информатика и образование», 1989, № 6; Компьютеры в шк. образовании социалистич, стран: состояние и перспективы, М., 1989; Шатров А., Ц е-венков Ю., Проблемы информатизации образования, «Информатика и образование»,
1989. № 5; Информатика и культура, Ново-сиб., 1990; Концепция информатизации образования, «Информатика и образование»,
1990. № 1; Рейзема Я. В., Информатика социального отражения, М., 1990; Уваров А., Информатика в школе: вчера, сегодня, завтра, «Информатика и образование», 1990, № 4; Информац. технология в университетском образовании, М., 1991; Наука и технология в образовании 1990-х гг.: сов. и амер. перспективы, М., 1991; Сергеева Т., Новые информац. технологии и содержание обучения (на примере предметов естеств.-науч. цикла), «Информатика и образование», 1991, № 1.
А. В. Шариков.
Комптютерные телекоммуникации в системе общего образования
 
Телепроекты, телеконференции, дистанционное обучение -виды компьютерных телекоммуникаций, получающие распространение в последние годы.
Телекоммуникации (от греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio - общение) - передача произвольной информации на расстояние с помощью технических средств (телефона, телеграфа, радио, телевидения, компьютера и т. п.).
Телекоммуникационными системами объединяются самые разные оконечные устройства: ЭВМ и телефаксы, телексы и видеомониторы, роботы и телекамеры и т. п.
Компьютерные телекоммуникации - телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.
Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, - асинхронной.
Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.
Телекоммуникационная технология может предоставить неограниченные возможности, чтобы решить проблемы дистанционного обучения не только для отдаленных регионов России, малокомплектных сельских школ, разбросанных по малым деревням, но и для больных детей, детей-инвалидов, не имеющих возможности посещать школу.
Самой известной и наиболее емкой телекоммуникационной сетью является Интернет (Internet). Интернет - это международная сеть сетей, в которой работают пользователи из университетов и исследовательских организаций, государственных учреждений и частных фирм и т.п. Сети, входящие в Интернет, базируются на едином для всех них наборе сетевых протоколов (TCP/IP), но они могут беспрепятственно обмениваться информацией и с другими сетями мира через специальные «шлюзы» - компьютеры, конвертирующие всю проходящую по сети информацию в нужные форматы в соответствии с системой протоколов, существующих в этих сетях.
Интернет был создан более 20 лет назад в США как экспериментальная сеть, объединившая телекоммуникационную сеть ARPAnet, радиовещательную и спутниковую сети, связанные с деятельностью Министерства обороны США. Сейчас Интернет распространен по всему миру, и его пользователями уже стали более 20 млн человек.
Сеть позволяет пересылать пакеты данных с одного подключенного к Интернету компьютера на любой другой, независимо от того, соединены они между собой или нет. Маршрутизаторы Интернет автоматически выбирают оптимальный маршрут для доставки пакетов данных до места назначения. На этой основе были разработаны различные службы, использующие возможности Интернета.
Электронная почта (e-mail) – пересылка печатных материалов, графиков, деловых документов, фотографий, таблиц, газет и журналов с помощью электронных методов передачи и обработки информации для обмена корреспонденцией. С ее помощью можно послать электронное письмо (текст или произвольный файл, преобразованный в текстовой вид) любому пользователю Интернета. Время доставки писем обычно не более нескольких часов, а иногда и нескольких минут.
Общаться между собой по электронной почте могут пользователи, находящиеся и в пределах одного учреждения, и в различных уголках планеты.
Электронная почта используется для таких целей:
1) пересылка сообщений другому пользователю;
2) передача одного и того же сообщения нескольким пользователям;
3) рассылка сообщений в несколько организаций по определенному списку;
4) передача текстового файла;
5) посылка бинарного файла, содержащего компьютерную программу, графическое изображение, обработанные с помощью текстового редактора документы, электронную таблицу или даже аудио- и видеоинформацию;
6) распространение «электронного журнала»;
7) передача по сети «горячих новостей» и объявлений.
Электронная почта также используется как средство доступа к программам удаленных компьютеров и сетевым службам, например, для получения файлов определенных документов или ответов на запросы из сетевых баз данных. Такая ЭВМ может выполнять узкий круг функций, тогда она называется ЭДО (электронная доска объявлений, BBS), или более широкий, включающий пересылку сообщений на значительные расстояния с подключением других ЭВМ, тогда говорят о телекоммуникационной сети. В этом случае пользователи должны стать абонентами этой электронной сети. Таким образом, за определенную плату они получают возможность посылать на электронный адрес партнера информацию в любое удобное для них время и соответственно запрашивать информацию для себя. Эта связь и именуется «электронной почтой». У любого пользователя в памяти ЭВМ есть некоторое отведенное ему пространство, которое называется почтовым ящиком. У каждого почтового ящика имеется уникальный электронный адрес.
Если пользователь хочет дать какую-то информацию не только своему партнеру, но и другим пользователям данной электронной сети, он может воспользоваться другими способами работы в сети -«доской объявлений» или конференцией.
Не следует путать конференцию как вид услуг телекоммуникационной сети (иначе говоря, почтовый ящик, принадлежащий сразу целой группе пользователей) с телеконференцией.
Телеконференции - это обмен мнениями с помощью электронных писем по поводу тех или иных тем, проводимый с привлечением одного или нескольких средств телекоммуникации (телефона, телевидения, видеотелефона, компьютерной телекоммуникации и т.п.).
Каждый пользователь может подписаться на интересующие его телеконференции (всего их несколько десятков тысяч). При этом он будет получать все письма, посылаемые в соответствующие телеконференции, и имеет возможность высказать свое мнение или ответить на чей-то вопрос.
Существует два вида электронных конференций, проводимых в Интернете:
- «реальные» конференции, когда пользователи общаются друг с другом непосредственно;
- отсроченные во времени дискуссии, которые чаще всего и называются электронными конференциями, или телеконференциями.
Электронные конференции - это разновидность электронной доски объявлений, на которой все заинтересовавшиеся определенной темой обсуждения могут читать сообщения, отправленные другим пользователям или отвечать на них. Каждая конференция обычно имеет несколько «сюжетных линий», объединенных одной темой.
Конференции бывают «открытыми» - доступными для любого пользователя сети - или «закрытыми», доступ к которым осуществляется только под строгим контролем ведущего конференции (модератора) и лишь для избранного количества участников, приглашенных им.
Электронные конференции используются для того, чтобы:
а) задавать вопросы;
б) отвечать на вопросы других;
в) участвовать в дискуссии (многие конференции напоминают диспуты, в которых каждый имеет право выступить и высказать свое мнение);
г) читать сообщения, пришедшие на конференцию;
д) рассылать информационные сообщения, которые сразу же попадают в поле зрения всех заинтересованных пользователей;
е) для учебных целей (для самообразования и для работы с учащимися);
ж) для целей «паблик рилейшнз» (общественных связей), когда, принимая активное участие в работе конференции, можно рассказать о себе и о своих разработках, идеях, открытиях.
На основе материалов конференции может быть опубликована статья в периодических изданиях с указанием конкретных пользователей, представивших свою информацию, как соавторов.
Существуют и специальные устройства для передачи на расстояние статичных изображений как самого партнера, так и всевозможных фотоизображений, рисунков, графиков и пр., называемые люмофонами. Они могут быть также включены в телеконференцию. Тогда это будет люмофонная телеконференция, обеспечиваемая телефонными линиями.
Служба Интернета - серверы новостей - рассылает новости по тем или иным темам в виде электронных писем.
Файловые серверы (или FTP-серверы) Интернета - хранилища файлов. На них хранятся программы, тексты документов, книг и т.д. Каждый пользователь Интернета может получить оглавление FTP-сервера или любой из хранящихся на нем файлов в виде электронного письма, направив электронное письмо со специально подготовленным запросом на FTP-сервер. Возможны просмотр оглавления и получение файлов и в диалоговом режиме (в режиме Telnet - удаленного терминала).
Службы поиска Интернета позволяют найти нужный документ на включенных в сеть FTP-серверах. Поиск может вестись по ключевым словам и другим характеристикам документа. Задать запрос службе поиска можно в диалоговом режиме или послав ей специально оформленное электронное письмо.
Одной из наиболее часто используемых служб поиска в сети Интернет является WWW (World Wide Web) - сервер информационного поиска, позволяющий работать пользователю с информационными источниками в режиме гипертекста (гиперсреда - представление информации на узлах, соединяемых с помощью ссылок, а гипертекст - тип интерактивной среды с возможностями выполнения переходов по ссылкам). Благодаря специальной системе перекрестных ссылок перемещение от документа к документу, находящемуся на другом сервере, происходит незаметно для пользователя.
В процессе воспитания и обучения телекоммуникации могут измениться сами концепции образования. С их помощью мировая культура становится общемировым достоянием, доступным всем пользователям международных сетей. Они стирают границы, сокращают пространства и экономят колоссальное количество времени, которое раньше уходило на поиск и обработку информации. Пользование коммуникациями принципиально меняет сам характер мышления современных школьников. Ученик, владея информацией и способами ее сбора, хранения и передачи, в процессе обучения превращается в активного субъекта педагогического процесса, исследователя, умеющего самостоятельно и творчески ставить и решать широкий круг задач.
Есть и негативные стороны этого процесса, связанные с тем, что в мировой сети много информации, получение которой детьми и подростками не всегда желательно, а нередко и преждевременно. Это ставит очень острую проблему кодирования такой информации, чтобы она стала недоступной для широкого использования. Но с другой стороны, распространение деятельности хакеров (талантливых компьютерщиков-программистов, которые взламывают самые секретные программы даже государственного уровня) делает эту проблему практически трудно разрешаемой.
Телекоммуникации позволяют осуществить принципиально новый подход к обучению и воспитанию учащихся, который:
а) базируется на широком общении, сближении, стирании границ между отдельными социумами, на свободном обмене мнениями, идеями, информацией участников совместного проекта;
б) имеет в своей основе реальные исследовательские методы (научная или творческая лаборатория), позволяющие в процессе совместной деятельности группы участников познавать законы природы, основы техники, технологии, социальные явления в их динамике, особенности разнообразных видов творчества;
в) основан на широких контактах с культурой других народов, опытом других людей;
г) естественным образом стимулирует развитие гуманитарного образования, акцентирует внимание на нравственных аспектах жизни и деятельности человека, на состоянии и сохранении окружающей его среды;
д) стимулирует развитие родной речи и овладение иностранными языками, когда дело касается международных проектов;
е) способствует приобретению как учащимися, так и учителями разнообразных сопутствующих навыков, которые могут оказаться полезными в последующей жизни, в том числе и навыков пользования компьютерной техникой и технологией.
Учитель, используя технические возможности информационных телекоммуникаций, может оперативно с учетом своих текущих задач подбирать информацию на урок из практически неограниченных ее источников, что создает принципиально новую информационную ситуацию. Аналогичные возможности предоставляются и ученику при работе в классе и в процессе самостоятельной подготовки и самообразования.
Компьютерные телекоммуникации позволяют формировать у учащихся и необходимый уровень знаний, и умения анализировать, сравнивать, обобщать, обрабатывать имеющуюся информацию, находить нужную информацию, связывать ее с изучаемыми вопросами, т. е. формировать информационную культуру школьника. Обучение происходит в ходе общения, поиска информации и работы с ней. На первый план выступает интерес к новой информации, желание осмыслить ее, поделиться новым знанием с окружающими, применить имеющиеся знания и умения в конкретной ситуации.
В сфере образования телекоммуникации получили развитие в методе проектов и дистанционном обучении.
Основной формой организации учебной или внеучебной деятельности учащихся в сети может стать телекоммуникационный проект. Учебный телекоммуникационный проект – совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, организованная на основе
, имеющая общую цель, согласованные способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности (Полат Е.С.).
Специфика телекоммуникационных проектов заключается в их межпредметном характере. Решение проблемы, заложенной в любом проекте, всегда требует привлечения интегрированного знания. Но в телекоммуникационном проекте, особенно международном, требуется, как правило, более глубокая интеграция знания, предполагающая не только знание собственно предмета исследуемой проблемы, но и понимание особенностей национальной культуры партнера, его мироощущения.
Телекоммуникационные проекты должны предусматривать:
1) процесс систематических, длительных наблюдений за тем или иным природным, физическим, социальным и другим явлением;
2) сравнительное изучение, исследование того или иного явления, факта, события, происшедших или имеющих место в различных местностях, для выявления определенной тенденции или принятия решения, разработки предложений;
3) сравнительное изучение эффективности использования одного и того же или разных (альтернативных) способов решения одной проблемы, одной задачи для выявления решений, пригодных для широкого круга задач;

4) совместную творческую разработку с реальным результатом (создание журнала, пьесы, книги, музыкального произведения, предложений по совершенствованию учебного курса и т. д.);
5) проведение увлекательных приключенческих совместных компьютерных игр, состязаний.
Работа над любым проектом проходит в несколько этапов:
1-й этап: организационный, включает поиск и представление партнеров.
2-й этап: выбор и формулировка общей проблемы. Он включает определение целей и задач (зачем затевается этот проект, что ученики узнают и чему научатся по завершении работы над этим проектом); обсуждение плана достижения поставленных целей и уточнение подходящих для этого тем. Этот этап проводится состоявшимися учительскими парами при участии координаторов с обеих сторон (если проект международный).
3-й этап: обсуждение методических аспектов и организация работы учащихся на уроке и во внеурочное время. Предполагает работу координатора индивидуально с каждым учителем (лично или по сети).
4-й этап: структурирование проекта с выделением подзадач для определенных групп учащихся и отдельных учеников, подбор необходимых материалов. Общий простой план становится развернутым, выделяются этапы и их задачи (подзадачи) и распределяются между группами учащихся с учетом их интересов, определяются планируемые результаты и способы их решения и оформления.
5-й этап: собственно работа над проектом. Тщательно разработанные задания для каждой группы (2-5 чел.) учащихся и подобранный (если необходимо) материал позволяют учителю не вмешиваться в работу группы, выполняя роль консультанта. Предполагается интенсивный обмен информацией, мнениями, полученными результатами между партнерскими группами разных школ.
6-й этап: презентация проекта. На этом этапе группы рассказывают о проделанной работе, результаты обобщаются и оформляются в виде книги, журнала, видеофильма.
7-й этап: подведение итогов.
Формы работы над проектом могут быть различными: индивидуальные проекты (внутри общего проекта); парные проекты, когда над одним проектом работают партнеры в паре; групповые проекты, когда в проекте принимают участие группы с обеих сторон или группы из нескольких регионов. Проекты могут проводиться в рамках электронной почты или в телеконференциях. Формы организации совместной работы учащихся над проектом определяются исходя из особенностей тематики, целей совместной деятельности, интересов участников проекта. Главное, что в любом случае это разные виды самостоятельной деятельности учащихся. Успех проектной деятельности учащихся в большой степени зависит от организации работы внутри группы, от четкого распределения обязанностей и определения форм ответственности за выполняемую часть работы.
Существуют проекты разной степени сложности. Это могут быть проект, охватывающий весь класс и предусматривающий работу над отдельными проектами, составляющими общий проект, или самостоятельные небольшие проекты, охватывающие всего несколько или даже пару учеников с обеих сторон.
Существуют различные классификации телекоммуникационных проектов.
По преобладающему методу: исследовательские, творческие, приключенческие, игровые, информационные, практико-ориентированные.
По содержанию: литературно-творческие, естественно-научные, экологические, языковые, культурологические, ролево-игровые, спортивные, географические, исторические, музыкальные. Есть и другие классификации.
Примеры телекоммуникационных проектов
«Мозайка» - это проект, над которым работают школы разных стран мира, располагающие необходимыми средствами ИКТ (информационно-коммуникативных технологий). Для участия в проекте необходимо иметь доступ к компьютерам, робототехнике, электронной почте, сетям связи и средствам проведения видеоконференций.
Мозайка - это название вымышленного острова, расположенного между Мозамбиком и Ямайкой. Школьники изучают экологические условия Мозайки и разрабатывают проекты создания здесь «идеального» острова.
Все школы-участницы получают буклет, содержащий полную информацию о Мозаике и ее проблемах. К примеру, здесь очень много солнечных дней, земля пересыхает, а воду приходится добывать с большой глубины. Жители Мозайки существуют за счет рыбной ловли и занятий сельским хозяйством. Имеется также одно промышленное предприятие, загрязняющее окружающую среду. «Центральная школа» - это то место, в котором предстоит реализовать остров Мозайку (соорудив его из дерева, картона и т. п.). Для воплощения технических решений, предложенных другими школами, используются наборы LEGO DACTA. Учителя «центральной школы» проводят совместные работы с детьми из разных классов (от 9 до 12 лет) и, кроме того, исполняют обязанности переводчиков (привлекаются также родители и другие ученики, говорящие на разных языках).
Каждая школа сосредоточивается на конкретной экологической проблеме. Учащиеся должны постараться предложить для острова Мозайка наилучшие решения. Они могут экспериментировать и строить опытные модели.
Все принимающие участие в совместной работе школы регулярно получают информацию об «исследованиях на месте» (тексты, предложения, планы и чертежи).
Три раза в течение учебного года (или чаще) в рамках проекта проводятся видеоконференции, объединяющие всех участников и позволяющие им поделиться индивидуальным опытом и помочь «центральной школе» реализовать идеальный остров Мозайку.
Во время заключительной видеоконференции каждая школа получает возможность дистанционно управлять той частью модели, за разработку которой она отвечает (http://tecfa.unige.ch/pangea/expo/hall.html).
Основная цель проекта «Щукино» состоит в том, чтобы привлечь внимание детей к их малой Родине - Щукину, расположенному в северо-западной части Москвы, к тем местам, в которых они живут, гуляют и учатся.
Работы по проекту проводятся в московской школе № 1874 в три этапа, преимущественно в рамках уроков, посвященных работе с компьютерами (1 ч в неделю), а в двух классах также на уроках москвоведения. Завершающий этап проекта реализуется исключительно во внеурочное время - в ходе занятий факультативной группы по освоению электронной почты.
1-й, подготовительный, этап, в котором принимают участие более 250 человек, осуществляется учениками вместе с их классными руководителями и родителями. Дети ходят по улицам Щукина, записывая основную информацию и делая зарисовки.
Дети в процессе выполнения проекта знакомятся с элементами картографии, учатся пользоваться фото- и видеоаппаратурой.
2-й этап целиком осуществляется на уроках по изучению компьютера и заключается в предварительной компьютерной обработке собранной информации: наборе и редактировании текстов, создании и детализации собственных рисунков (1 -2-е классы) и карт (3 - 4-е классы). Обмен информацией между участниками проекта производится с использованием электронной почты в рамках внутришкольных конференций «Моя Москва» и «Наша школа».
В результате ученики знакомятся с текстовыми и графическими редакторами и осваивают основные принципы работы с ними, узнают особенности электронной сети, связи и возможности, предоставляемые ею для обмена информацией.
3-й этап осуществляется в виде конкурсного отбора информации из результатов всей проделанной к этому времени работы; сначала этим занимаются группы и классы, затем инициативная группа старшеклассников, которая на этой стадии подключается к работе над проектом и выполняет функции жюри. Кроме того, учащиеся старших классов дополняют отобранные материалы сделанными на улицах района фотографиями, которые они сами сканируют и обрабатывают на компьютере, и используемыми при проведении уроков видеоматериалами. Учащихся младших классов, принимавших активное участие в проекте, ожидает сюрприз -им будет поручено создание модели микрорайона в каком-либо конструкторе.
На этом этапе школьники знакомятся с особенностями работы со сканером при считывании текстов различных форматов; с редактированием кадров видеофильмов; с компьютерной обработкой видеофрагментов, методами технического моделирования с использованием буфера обмена; с форматированием текстов и сборкой единого блока из отдельных текстов и рисунков.
4-й этап, временно завершающий проект в целом, состоит из сборки всего отобранного материала (28 детских рисунков, 24 фотографии и более 150 Кб текста) в единый гипертекст с использованием прикладной программы HyperStudio; эта работа выполняется одним человеком - учеником 9-го класса при технической и программной поддержке ученика 10-го класса (http:// www.school.edu.ru/nahodki/datarus.html).
Дистанционная форма обучения - получение образования без посещения учебного заведения с помощью современных информационно-образовательных технологий и систем телекоммуникации. Дистанционное обучение - заочное образование, самообразование и самообучение, заочное повышение квалификации и переподготовка, общедоступное «открытое» обучение.
Дистанционное обучение - комплекс дидактических методов, основанных на совершенно иных по сравнению с традиционными принципах обучения. Однако удаленность преподавателя от обучаемого порождает ряд проблем, имеющих место даже при самой совершенной системе дистанционного обучения. Именно поэтому при равных альтернативных возможностях традиционная форма образования всегда будет иметь преимущество перед дистанционной.
Но есть сферы образовательной деятельности, где современные телекоммуникационные технологии позволяют существенно расширить доступ обучаемых к учебной информации и образовательным ресурсам и дают неоспоримые преимущества по сравнению с традиционными.
Действующая с 1993 г. сеть «ИНФОРМ-ОБРАЗОВАНИЕ» охватывает весь континент, крайние ее точки - Мурманск, Байконур, Камчатка. Фактически большинство регионов (в основном областные, краевые города, столицы республик) включены в сеть не только как получатели информации, но и как активные участники процессов формирования и распространения образовательной информации на территории России, с выходом за рубеж. Недавно к сети присоединились Казахстан, Белоруссия и др. В программу включаются материалы по заказам органов управления образованием, школ, педагогических учебных заведений, институтов повышения квалификации учителей.
Дистанционное обучение можно использовать в высшей школе, а также для повышения квалификации и переподготовки специалистов. Оно обеспечивает систематизацию и представление информации из общедоступных баз знаний, а также сертификацию знаний, расширяет доступ к учебным материалам и методическим ресурсам, повышает комфортность обучения, не отрывает от основной работы.
Дистанционное образование открывает большие возможности для учеников-инвалидов. Современные информационные образовательные технологии позволяют учиться незрячим, глухим и страдающим заболеваниями опорно-двигательного аппарата.
Оно дает возможность осуществлять довузовскую подготовку. Это позволяет получать образование в удобное время без изменения места жительства; предоставляет равные возможности сельским школьникам в подготовке к вступительным экзаменам.
Для всех выделенных направлений существует своя специфика, связанная с предметной областью и возрастными особенностями обучаемых.
В последние годы все большее распространение получают четыре вида дистанционного обучения, основанного на:
а) интерактивном телевидении (two-way TV);
б) компьютерных телекоммуникационных сетях (региональных и глобальных, Internet) в режиме обмена текстовыми файлами;
в) сочетании интерактивного телевидения и компьютерных телекоммуникационных сетей;
г) компьютерных телекоммуникационных сетях с использованием мультимедийной информации, в том числе в интерактивном режиме, а также с использованием компьютерных видеоконференций.
Дистанционное обучение предполагает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д., т.е. вне телекоммуникационных сетей, предназначенное для самообразования, так как они не предусматривают оперативной обратной связи с преподавателем. Существующая в настоящее время сеть открытого и дистанционного обучения в мировой практике базируется на шести известных моделях.
Модель 1. Обучение по типу экстерната.
Обучение, ориентированное на школьные или вузовские (экзаменационные) требования, предназначается для учащихся и студентов, которые по каким-то причинам не могут посещать очные учебные заведения.
Модель 2. Университетское обучение (на базе одного университета).
Система обучения для студентов, которые обучаются не очно (оn-campus), а на расстоянии, заочно или дистанционно, т.е. на основе новых информационных технологий, включая компьютерные телекоммуникации (off-campus). Такие программы для получения разнообразных аттестатов образования разработаны во многих ведущих университетах мира. Студентам предлагаются помимо печатных пособий аудио- и видеокассеты, разработанные ведущими преподавателями этих университетов.
Модель 3. Обучение, основанное на сотрудничестве нескольких учебных заведений.
Сотрудничество нескольких образовательных организаций в подготовке программ заочного/дистанционного обучения позволяет сделать их более профессионально качественными и менее дорогостоящими. Перспективная цель данной программы - дать возможность любому гражданину стран Содружества получить любое образование на базе функционирующих в странах Содружества колледжей и университетов, не покидая своей страны, своего дома.
Модель 4. Автономные образовательные учреждения.
Специально созданные для целей дистанционного обучения образовательные учреждения ориентированы на разработку мультимедийных курсов. В их компетенцию входит также оценка знаний и аттестация обучаемых. Самым крупным подобным учреждением является Открытый университет в Лондоне. Плата за обучение осуществляется целиком теми организациями, фирмами, где работают студенты.
Модель 5. Автономные обучающие системы.
Обучение в рамках подобных систем ведется целиком посредством ТВ или радиопрограмм, а также дополнительных печатных пособий.
Модель 6. Неформальное интегрированное дистанционное обучение на основе мультимедийных программ.
Такие программы ориентированы на обучение взрослой аудитории, тех людей, которые по каким-то причинам не смогли закончить школьное образование.
Основные цели всех моделей образования на расстоянии:
1. Предоставить возможность обучаемым совершенствовать и пополнять свои знания в различных областях в рамках действующих образовательных программ.
2. Помочь получить аттестат об образовании, ту или иную квалификационную степень на основе результатов соответствующих экзаменов (экстернат).
3. Дать качественное образование по различным направлениям школьных и вузовских программ.
Дистанционное обучение можно использовать и в системе очного школьного и профессионального обучения. Обучаемые могут самостоятельно изучить курс, которого нет в учебном заведении, углубить знания по любому учебному предмету, ликвидировать возникшие пробелы в знаниях, получить образование в учебном заведении другой страны.
В системе дистанционного обучения используются разные программные средства и среды.
Модель энциклопедии, предполагающая свободу перемещения по тексту, сжатое (реферативное) изложение информации, необязательность сплошного чтения текста, справочный характер информации, использование перекрестных ссылок. Электронная энциклопедия содержит фотографии, звукозаписи, музыкальное сопровождение и видеофрагменты.
Модель компьютерных слайд-фильмов (КСФ). КСФ имеют средства квазимультипликации, могут сопровождаться звуком, музыкой, содержать кинофрагменты. Предназначены для непрерывного просмотра.
Модель виртуальных миров (ВМ) - трехмерная электронная модель различных объектов, городской площади, зала музея, выставки и т. п. Обладает эффектом присутствия, в ней можно перемещаться как в зале музея, выбрать угол обозрения.
Проблемы, возникающие при дистанционном обучении:
1) отсутствие у многих учителей и учащихся пользовательских умений и навыков для работы с компьютером и телекоммуникационными технологиями;
2) большой акцент на самостоятельную работу обучаемых, которые в своем большинстве не владеют культурой умственного труда, т. е. не умеют работать самостоятельно;
3) требование самодисциплины и ответственности, так как все задания должны отправляться куратору в срок в строгом соответствии с учебными планами и графиком отчетности по курсу, потому что любая задержка при работе в группе нарушает темп работы всей группы;
4) необходимость делать запрос на иностранном языке.
Классификация тсо
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 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.
 - 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.