Курсовая работа. Мультимедиа технологии в образовании
Еще в 1992 году сам термин "мультимедиа" в России был мало кому известен. Но именно тогда Госкомвузом России (ныне Министерство общего и профессионального образования РФ) была развернута первая межвузовская научно-техническая программа "Мультимедиа технологии", создана первая профессиональная инфостудия "ЭКОН", разработаны первые мультимедиа продукты. В 1995 году был открыт второй этап - программа "Мультимедиа в образовании" объединяла уже около двадцати коллективов из крупнейших университетов и научных центров. К наиболее важным результатам шестилетней работы по этим научно-техническим программам относятся следующие: выполнено более 60 мультимедиа разработок, из них более 20 изданы широким тиражом на CD-ROM, т.е. представляют действительно "продукты", выполненные профессионально и имеющие рыночную стоимость и спрос; в 1992-1997 гг. мультимедиа продукты и технологии, разработанные в российской высшей школе, представлялись более чем на 50 международных и российских выставках и специализированных тематических конференциях
В 1997 году насчитывалось уже более 30 российских мультимедийных компаний, в которых работают специалисты, получившие квалификацию и первый опыт в мультимедиа разработках по программам Госкомвуза России (ныне Минобразования России). Достигнутые результаты образуют необходимый базис для решения новых задач.
Наиболее серьезное внимание следует уделить учебным курсам средней школы, поскольку ранее по причинам подведомственности этот самый широкий образовательный слой разработками мультимедиа охватывался слабо. Мультимедиа технологии стремительно развиваются. Указанный выше новый стандарт оптического носителя - DVD имеет емкость порядка единиц и десятков Гбайт и заменяет все предыдущие: CD-ROM, Video CD, CDaudio. Он открывает возможности не только увеличения количества информации, но и повышения ее качества до уровня, превышающего аналоговые представления. В сфере образования возникает новая важная задача - использовать возможности DVD для расширения методического спектра, приближая учебные материалы к уровню виртуальной реальности.
Глобальные компьютерные технологии развиваются по принципам: наряду с распространением носителей, основным из которых стал CD, все большую роль играют глобальные компьютерные сети. При этом однородность представления информации в цифровом виде дает новые возможности сочетания, интеграции информационных ресурсов. Так, например, методически далеко не просто объединить в сохраняемый на какое-то время комплекс книгу, изданную 5 лет назад, и сегодняшнюю телепередачу о последних достижениях в данной предметной области. А если представить себе хороший методический комплекс для студента-заочника, то он будет включать кипу книг, видео и аудио кассеты и потребует целой студии для использования, не говоря уже об услугах почты и транспорта для реализации элементарной обратной связи с преподавателями. Все это легко заменяется одним мультимедиа компакт-диском и компьютером, включенным в сеть Интернет. Диск содержит мультимедиа информацию, которую трудно передать по сети из-за слишком большого объема. В то же время сеть дает возможность, с одной стороны, обновлять информацию, а с другой - проводить в интерактивном режиме тестирование, собеседование с преподавателем, т.е. по существу проводить в этой информационной среде консультации и прием экзаменов. Такое интерактивное телеобучение, технологическим базисом которого являются мультимедиа технологии, при современной популярности и востребованности дистанционного обучения, естественным образом становится одним из предметов актуальных исследований в области информатизации сферы образования.
В последние годы в мире широкое распространение получили "мультимедиа киоски". Эти мультимедийные информационные системы, расположенные в общественных местах, дают по запросу наглядную информацию посетителям, пассажирам, покупателям по самым разным вопросам - от фотографий и часов приема нужного должностного лица до внешнего вида и стоимости товаров. Мультимедиа киоск сочетает простоту обращения, обеспечиваемую сенсорным экраном, с физической прочностью конструкций - гарантией неразрушаемости при массовом использовании. Такие современные мультимедиа информационные системы будут исключительно полезными в образовательных учреждениях, а также в инфраструктуре российских городов, информационных центрах, в организациях и т.д. В целях дальнейшего изложения положений Концепции многокомпонентную информационную мультимедиа среду удобно разделить на три группы:
аудиоряд
видеоряд
текстовая информация
Аудиоряд.
Среди компонентов интерфейса "ученик-компьютер", моделирующего естественное для нас взаимодействие "учитель-ученик", обязательно присутствуют привычные звуки: речь, музыка, эффекты, а также их комбинации, например музыка/речь - пение. Эффекты включают звуки типа гром, шум и т.д. Такие естественные звуки в мультимедиа имеют обозначение WAVE (волна). Их цифровая запись и воспроизведение не являются в настоящее время техническим новшеством. Например, хорошо известны применяемые в быту аудио компакт-диски. Наиболее важным вопросом при использовании этого элемента мультисреды является информационный объем носителя. Так, при частоте дискретизации 11 кГц и восьмиразрядной записи значения амплитуды в каждой точке отсчета 1 минута звучания потребует 66 Кбайт памяти. Наилучший стандарт качества - стерео, 44 кГц и 16 бит требует уже памяти в 16 раз больше, т.е. для записи одной минуты WAVE звука высшего качества необходима память порядка 10 Мбайт. Проблема совмещения высокой информационной емкости и низкой стоимости памяти (носителя информации) в настоящее время в России, как и во всем мире, решается путем использования оптических цифровых компакт-дисков (CD). Однако и стандартный объем CD (до 700 Мбайт) позволяет записать не более часа WAVE звука. В настоящее время развиваются методы компрессии звуковой информации. На мировом рынке появляется все больше звуковых карт, использующих аппаратные методы компрессии/декомпрессии, поскольку известные программные решения требуют значительных ресурсов компьютера и не применимы для простых CD-аудиоплейеров.Принципиально другой тип звуков, используемых в мультисреде - MIDI (Musical Instrument Digital Interface). В этом случае звуки музыкальных инструментов, звуковые эффекты синтезируются программноуправляемыми электронными синтезаторами. Необходимая коррекция и цифровая запись MIDI звуков осуществляется с помощью программ-секвенсоров (музыкальных редакторов). MIDI звуки включают музыку (одноголосую и многоголосую, вплоть до звучания оркестра) и звуковые эффекты, в том числе не имеющие естественных аналогов. Вопросы синтеза речи в настоящее время являются предметом исследований, их результаты пока не имеют широкого применения в мультимедиа. Огромным преимуществом MIDI является сравнительно малый объем требуемой памяти - 1 минута MIDI звука занимает в среднем 10 Кбайт.
Видеоряд.
По сравнению с аудио видеоряд представляется значительно большим количеством используемых элементов. Прежде всего, сюда входят элементы статического видеоряда, которые можно разделить на две группы: графика (рисованные изображения) и фото. К первой группе относятся различные рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме. Ко второй - фотографии и сканированные изображения. Динамический видеоряд практически всегда состоит из последовательностей статических элементов (кадров). Здесь выделяются три типовых элемента: обычное видео (life video), квазивидео, анимация. Первый элемент - это, по существу, последовательность фотографий (около 24 фото в секунду), второй - сильно разреженная последовательность (6-12 фото в секунду), третий - последовательность рисованных изображений. Использование видеоряда в составе мультисреды предполагает решение значительно большего числа проблем, чем использование аудио. Первая из них - разрешающая способность экрана и количество цветов. Стандарт VGA дает разрешение 640 х 480 пикселей (точек) на экране при 16 цветах или 320 х 200 пикселей при 256 цветах. В свою очередь стандарт SVGA (видеозапись 512 К, 8 бит/пиксель) дает 640 х 480 при 256 цветах, а 24-битные видеоаппараты (видеопамять 2 Мбайт, 24 бит/пиксель) позволяют иметь на экране 16 млн. цветов .Вторая проблема - объем информации. Для статических изображений один полный экран в режиме 640 х 480, 16 цветов требует 150 Кбайт памяти, в режиме 320 х 200, 256 цветов - 62,5 Кбайт, а в режиме 640 х 480, 256 цветов - 300 Кбайт. Такие значительные объемы сразу определяют высокие требования к носителю информации, видеопамяти и к скорости передачи данных. Последнее особенно важно при использовании динамического видеоряда.
Текстовая информация (информационные ресурсы). Характерным отличием мультимедиа продуктов от других видов информационных ресурсов является заметно больший информационный объем, поэтому в настоящее время основным носителем этих продуктов является оптический диск CD-ROM стандартной емкостью 640 Мбайт. На мировом рынке сегодня представлены тысячи наименований мультимедиапродуктов на CD-ROM. Как правило, каталоги содержат следующие разделы:
энциклопедии и справочники;
образование;
развлечения;
игры;
обучающие и развивающие игры.
Наряду с продуктами, подготовленными к широкому использованию, уже имеется значительное количество мультимедиа приложений, разработанных в ВУЗах для удовлетворения нужд учебного процесса. Эти приложения чаще всего не обладают товарными качествами, зато имеют неоспоримые преимущества с точки зрения методики, оперативности и удовлетворения нужд данного учебного заведения.
Достаточно популярный вид программных продуктов, которому удается в большей или меньшей степени совместить старые и новые приоритеты, удовлетворить разным потребностям. Это - так называемые электронные учебники. Худшие из них (и они встречаются) есть просто перенесенные в компьютер (иногда - отсканированные) бумажные учебники. Пользоваться такой электронной книгой все еще обычно менее удобно и дешево, чем бумажной, поэтому такие учебники просто бессмысленны. Такой примитивный учебник можно обогащать самыми разными способами. Во-первых, можно существенно расширить объем информации, содержащейся в учебнике, обогатить его гиперссылками и различными навигационными системами, наконец, дать в не ссылки на полезные сайты в Интернете, в том числе и на тот, где автор учебника встречается с читателями. Во-вторых, можно снабдить учебник большим числом тестовых заданий, выполнение которых учащимся комментируется программой. При этом можно вести учет выполненных и невыполненных заданий, сообщать педагогу о результатах и т. д. В-третьих, в учебник можно добавить какую-либо образовательную среду, а можно и надстроить учебник над средой. Если все это сделать, может получиться очень неплохой продукт. Особое место занимают электронные учебники иностранных языков. Сегодня такие учебники не только разговаривают, но даже слушают и понимают человека.
Бурно развивается направление - мультимедиа в телекоммуникациях. Многие крупные фирмы активно ведут разработки коммуникаций на основе волоконнооптических сетей стандарта ISDN. Канал в такой сети имеет пропускную способность 64 Кбит/сек и пользователю может быть предоставлено одновременно несколько каналов. Спектр предлагаемых применений мультимедиа весьма широк - от просмотра заказной телепередачи до выбора нужной книги и участия в мультимедиа конференции. Такие разработки уже имеют общее название Information Highway и предполагается их объединение в рамках государственных программ.Активно популяризуется идея использования уже существующих глобальных компьютерных сетей для нужд высшего образования. С этой целью целесообразно объединение усилий мировых университетов на базе гипермедиа технологий. Здесь главное заключается в следующем. Очевидный недостаток университетских мультимедиа разработок - это недостаточное качество исполнения. Для создания рыночных CD-ROM продуктов привлекаются профессиональные художники, музыканты, актеры, аудио/видео инженеры, программисты. В то же время университетская разработка выполняется в лучшем случае профессором какой-либо кафедры и программистом. Как правило, такая разработка невелика по объему, зато ее методическое качество и глубина представления предметной области - вне конкуренции. В такой ситуации представляется целесообразным собирать небольшие мультимедиа фрагменты учебных курсов на серверах сетей с тем, чтобы каждый преподаватель университета при подготовке своего курса мог набрать необходимый ему материал из сети. Один из идеологов этой работы - профессор Маурер (г. Грац, Австрия) - утверждает, что, несмотря на очевидные проблемы (низкая для мультимедиа пропускная способность сетей, проблемы авторского права и др.), идея такого "мирового университета" жизнеспособна.
Значительным недостатком любого учебного издания является его детерминированность. Каждый учитель школы, преподаватель ВУЗа строит свои занятия с учетом современной ситуации, возможностей и целей аудитории, нюансов развития учебного процесса в конкретном учебном заведении. Мультимедиа технологии в принципе позволяют построить адаптивный учебный курс, определяемый методикой, научным потенциалом и мировоззрением конкретного преподавателя. С другой стороны, эффективность самостоятельных занятий в значительной степени зависит от учета вкусов, интересов, психофизических особенностей обучаемого. Разрешение противоречий между жизненной динамикой и статикой канонического представления является одним из самых актуальных предметов исследований в области проблем информатизации непосредственно образовательного процесса.
Внедрение интерактивных технологий в самое мощное на сегодня средство массовой информации - телевидение - имеет огромные перспективы для развития образования, просвещения, культуры и демократии в обществе. Компьютерные мультимедиа технологии в сочетании с современными средствами телекоммуникаций дают принципиально новые возможности как телепрограмме (ее ведущим), так и телезрителям (слушателям). Развитие этого направления, исследования и разработки, опережающие мировые достижения, являются одним из показателей второго уровня российской науки и технологий.
Современный период развития нашего общества характеризуется быстрым ростом количества мультимедиа электронных изданий, в том числе изданий, которым сами авторы определяют учебное назначение. В этой ситуации необходимо вмешательство специалистов в области образования, которые, с одной стороны, обязаны защитить интересы покупателя на новом рынке образовательных услуг, а с другой стороны - помочь производителям в создании действительно обучающих продуктов. Хорошо известно, что участие педагогов и ученых в создании мультимедиа электронного издания нисколько не уступает, более того, превосходит по сложности и трудоемкости подготовку классической монографии. Вполне очевидно, что наступило время "уравнять в правах" электронное и книжное издание. Разработка методологии, документальной и технической базы сертификации и выдача рекомендательных грифов Минобразования России мультимедиа электронным изданиям учебного назначения является еще одной из задач информатизации сферы образования.
