Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Психолого-педагогические аспекты использования мультимедиа-технологии в образовании. 19
1.1. Эволюция информационных технологий и её влияние на содержание предмета информатика . 19
1.2. Анализ концепции системной интеграции информационных технологий в высшей школе. 40
1.3. Когнитивная составляющая мультимедийных 50 технологий.
Выводы. 73
Глава 2 Концептуальные основы мультимедиа технологии: понятия, методы, средства. 74
2.1 Определение мультимедиа-технологии и соотношение с понятием гипертехнологии . 74
2.2. Техническое обеспечение мультимедиа-технологии. 79
2.2.1. Цифровая технология. 79
2.2.2. Стандарт МПК мультимедийного персонального компьютера. 84
2.2.3. Технология самоорганизации plug and play. 86
2.2.4. Мультимедийные процессоры. 94
2.2.5. Аппаратное обеспечение быстродействия и скорости передачи мультимедийных данных. 95
2.2.6. Подсистемы звукового, графического, видео сопровождения мультимедийных приложений. 98
2.2.7. Эргономика мультимедиа технологии. 104
2.3. Программное обеспечение мультимедиа-технологии. 107
2.3.1. Стандартное обеспечение мультимедиа- технологии. 107
2.3.2. Основные концепции программного обеспечения мультимедиа-технологии. 113
2.4. Математическое обеспечение мультимедиа- технологии. 121
2.5.Информационное обеспечение мультимедиа- технологии. 128
2.6. Методическое обеспечение мультимедиа-технологии. 133
2.7. Организационное обеспечение мультимедиа- 137 технологии.
2.8 Проектирование содержания учебного предмета
«Мультимедиа-технологии в образовании» 138
Выводы 142
Глава 3 Методика создания управляющих сред мультимедийных обучающих систем. 145
3.1. Визуальное программирование управляющих сред . 145
3.2. Платформозависимые управляющие среды. 158
3.3. Платформонезависимые управляющие среды. 190
3.4.Реализация управляющей программы мультимедийной обучающей системы. 212
Выводы. 218
Глава 4. Экспериментальная проверка эффективности созданной методики обучения использованию мультимедиа-технологии в образовании. 220
4.1 .Организационно-структурные основы проведенного педагогического эксперимента. 220
4.2. Состояние проблемы изучения и использования мультимедийных технологий в обучении в педагогических университетах и в школе. 246
4.3. Итоги педагогического эксперимента и анализ полученных результатов. 254
4.4 Практические рекомендации по формированию текстовой, звуковой и графической информации в мультимедийных обучающих средах. 268
Выводы. 273
Заключение. 275
Список литературы 279
Приложение. 1
- Эволюция информационных технологий и её влияние на содержание предмета информатика
- Определение мультимедиа-технологии и соотношение с понятием гипертехнологии
- Визуальное программирование управляющих сред
Введение к работе
Современная научно-техническая революция характеризуется развитием информационных технологий и интенсивной
информатизацией общества. В двадцатом веке В.И. Вернадский [66] показал планетарно-космическое значение биосферы. Согласно В.И. Вернадскому [66] биосфера должна превратиться в сферу разума, которую назвали ноосферой. С развитием ЭВМ, микроэлектроники, информатики возникает понятие инфоноосферы как глобальной инфраструктуры электронных средств хранения, обработки и передачи информации [100]. В этих условиях национальным богатством любой страны становятся информационные ресурсы, от эффективности использования которых зависит её экономическая мощь. Средства представления, хранения, распространения информации всегда сопровождали и формировали человеческую цивилизацию. Люди в области развития информационных технологий прошли долгий путь от книг и почты через радио, телеграф, телефон до мультимедийной рабочей станции, соединяющей в себе все возможности работы с информацией в виде текста, графики, звука, видео и телевизионного изображения. Любой человек теперь, как субъект информационного общества, должен уметь оперировать в пространстве различных видов информации. Другими словами, актуальной задачей информационного общества является формирование принципиально новой
информационной культуры. В это понятие включается внедрение в мировое информационное пространство, участие в профессиональных информационных процессах, умение оперировать информационными ресурсами, представленными в различных видах, умения использовать мультимедийные средства представления информации для самовыражения. Формирование информационной культуры во многом происходит в школе и в вузе в результате изучения новых направлений информатики. К этим направлениям относятся: телекоммуникации, локальные и глобальные сети, распределенные вычисления и базы данных, мультимедиа и гипермедиа технологии.
Внедрение новых технологий требует постоянного обновления идей и содержания школьного и вузовского образования, а также подготовки новых педагогических кадров, способных детально изучать и внедрять эти технологии в образование. Постановка проблемы и начальные этапы ее реализации были осуществлены в восьмидесятых годах двадцатого века А.П. Ершовым [87-91], Б.С. Гершунским [73], Е.И. Машбиц [140,141], Н.Ф. Талызиной [199,200] и другими учеными. Значительное место проблемам педагогики информационного общества и информационным технологиям в непрерывном образовании уделено в работах Г.А. Бордовского [58,59], В.А. Извозчикова [58,59, 100,102,103], И.А. Румянцева [32,33,34,59], Б.Я. Советова [190,192], вопросы фундаментальной подготовки в области информатики исследовали В.В. Лаптев [125,126], М.В. Швецкий [125,126]. Разработке информационной среды вуза и подготовке педагогических кадров для работы в этой среде уделяется большое внимание в работах В.П. Соломина [69]. Новые образовательные технологии в области педагогики, адекватные современным информационным условиям предложены в работах Н.Ф. Родионовой, А.П. Тряпицыной, Н.Л. Стефановой. Вопросы психологических аспектов компьютеризации обучения исследуются в работах Л.А. Регуш. Методологическим аспектам открытых систем посвящены труды В.И. Воробьева[68], оценки качества программных систем и обучения разработаны в работах А.В. Копыльцова [115]. Внедрение идей объектно-ориентированного проектирования в обучение информационным технологиям предложено И.В. Барановой [49], модели обучения в условиях развивающего интернет-образования разработаны Симоновой И.В.[182,183]. Вопросы искусственного интеллекта рассмотрены в работах И.Л. Братчикова [61]. Значительное место уделяется вопросам разработки методик обучения информатике в школе в работах М.В. Макаровой [101], Т.А. Бороненко [60], известны работы в области развития познавательных интересов Щукиной Г.И., Ланиной И.Я.[123]. Большой вклад в развитие методических систем обучения внесли Г.Г. Хамов [219], И.Б. Готская [76].
Тем не менее, вопросы применения мультимедийных технологий в процессе обучения остаются открытыми. Ясно, что использование мультимедийных технологий подразумевает, что выпускники педагогических университетов должны иметь специальную информационную подготовку, в совершенстве владеть механизмами поиска, анализа и сбора информации, должны уметь зрительно воспринимать выражение идей, понятий, процессов и уметь выражать свои идеи через использование различных видов информации. Так при изучении алгоритмизации и языков программирования, у учащихся развивается логическое мышление, в то же время ряд ученых психологов А.В., Антонов [44], Б.М. Величковский [64,65], А. А. Гостев [751 показали, что человек способен решать задачи двумя способами: наглядно-интуитивным и словесно-логическим. В первом случае в сознании человека формируется обобщенный образ объекта, с которым сравниваются все остальные. Во втором случае репрезентация формируется словесно, имея вид рассуждения про себя. Причем левое полушарие специализируется на обработке вербальной информации, а правое имеет дело преимущественно с образной информацией. Теория двух уровней познания реализована в концепции двойного кодирования A.Pavio [ 290]. На основании вышеприведенных исследований мы можем предположить, что при активизации обоих полушарий головного мозга можно существенно увеличить потенциал познавательного процесса. Вся проблема в том, что до последнего времени используя компьютеры в образовании, мы имели возможность развивать, в основном, вербальное мышление. Это вызывало беспокойство психологов в перекосе протекания общих психических процессов познания. Так, Д.А. Поспелов [174] отмечает, что для алгоритмического мышления характерной операцией является разложение объектов, декомпозиция. Образное творческое мышление при этом бездействует. Однако на современном уровне развития информационных технологий появилась возможность при использовании мультимедийных технологий воздействовать на оба полушария головного мозга, включить дополнительный источник повышения интенсификации обучения, связанный с образным мышлением.
Ж. Пиаже [164,171], который исследовал восприятие в связи с развитием интеллекта, выдвинул идею, состоящую в том, что интеллектуальные операции осуществляются в форме целостных структур, и, что объективные знания всегда подчинены определенным структурным действиям. Эти структуры являются результатом конструкции. Пиаже ввел в психологию понятие группировки, которые являются закрытыми и обратимыми системами. А интеллектуальное развитие предложил описывать в форме группировок, последовательно вытекающих одна из другой. Именно группировки составляют подлинную единицу мысли, а не понятие, суждение, класс или отдельно усмотренное соотношение. Таким образом, исследования психологов о двойном кодировании и идеи конструктивизма Пиаже обратили внимание педагогов на мультимедийные технологии, которые соединяют в себе и возможность одновременного получения образа объекта, процесса в различных информационных представлениях: графика, звук, видео, и реализации динамизма движения, преобразования объектов в виде анимации. Актуальной стала задача разработки методик внедрения мультимедийных технологий в процесс познания, использование которых в образовании могло внести значительный вклад в эффективность обучения.
На необходимость этого указывается в работах Б.Я. Советова [70,109], вопросами графического представления информации занимается В.В. Александров. [3,4]. Эта задача может быть решена совместными усилиями педагогов разных дисциплин. Но для этого необходимо включить в образовательную подготовку учителей всех предметов основы использования мультимедийных технологий, базирующиеся, с одной стороны, на психологических исследованиях о познавательных процессах, а с другой стороны на информационных технологиях, позволяющих практически реализовать управляющее воздействие на внутренний процесс познания на разных уровнях.
Сложность этой проблемы отмечается в исследовании научно-методических проблем информатизации образования, выполненном P.M. Юсуповым [233, 234], где отдельно выделяется «Последняя проблема сложна еще и потому, что речь идет не только о преподавательских кадрах, но также о разработчиках информационных технологий в образовании.» [233, с.94]. На трудности внедрения интерактивных мультимедийных технологий указывает L. Plowman [294, 295, 300]. Она отмечает, что учителям для внедрения информационных технологий в учебный процесс приходится работать с программным обеспечением, созданным инженерами для всеобщего использования. Как правило, оно не учитывает ни психолого-педагогических, ни методических, ни организационных особенностей учебного процесса, оно не поддерживает школьных стандартов, не связано с учебными и рабочими планами. Это означает, что учителям для использования мультимедийных технологий самим приходится адаптировать их для интеграции в учебный процесс. Так А.Ю. Кривцова и В.Г. Мануйлов [118, 137] предложили в качестве реализации педагогических мультимедийных мастер шаблонов среду Microsoft Office 97. Но при отсутствии управления, такая система будет лишена всякой интерактивности, кроме того, все мультимедийные шаблоны для своего запуска будут требовать наличия среды разработки. С.А. Христочевский [223] рассмотрел на теоретическом уровне особенности электронных учебников и электронных энциклопедий, обозначив проблему методики их разработки.
Как видно из вышеизложенного проблема решения теоретических и методологических вопросов использования мультимедийных технологий важна с психологической, технической, педагогической точек зрения. Этим определяется актуальность данного исследования.
Объект исследования - процесс формирования знаний, умений и навыков использования мультимедийной технологии в обучении.
Предмет исследования - слагаемые мультимедийной технологии, методика формирования знаний, умений и навыков ее использования будущими учителями.
Методологическую основу исследования составляют общие принципы теории обучения, основные положения когнитивной психологии о познавательных процессах, методологические принципы информатики и методики её преподавания. Цель исследования заключается в обосновании и разработке методики формирования знаний, умений и навыков использования мультимедийных технологий в обучении у будущих учителей.
Гипотеза состоит в том, что проблема качественной и всесторонней подготовки студентов всех специальностей педагогического вуза к использованию мультимедийных технологий в обучении будет решена, если:
• обучение студентов педагогического университета использованию мультимедийных технологий осуществлять на основе взаимосвязи теоретических положений когнитивной психологии о методах познания, знаний студентов по предметной области и основных теоретических и практических знаний, умений и навыков в области информационных технологий;
• процесс обучения использованию мультимедийных технологий осуществлять на основе уровневой дифференциации, обеспечивая при этом для всех уровней обучения развитие творческого и деятельностного подхода к педагогическому процессу;
• основу для реализации обучения использованию мультимедийных технологий составит информационная среда, интегрирующая техническое, программное, математическое, информационное, методическое и организационное обеспечение мультимедийных технологий, которая в данном случае является дополнительным компонентом учебного процесса.
В соответствии с указанными целью и гипотезой были поставлены следующие задачи:
1. Провести анализ состояния проблемы использования мультимедийных технологий в средней и высшей школе. Определить компоненты мультимедийных технологий и условий их эффективного использования.
2. Исследовать на теоретическом уровне методологические аспекты и психолого-педагогические предпосылки обучения использованию мультимедийных технологий будущих учителей.
3. Разработать теоретические основы и средства интеграции мультимедийных технологий в процесс обучения на основе объектно-ориентированного подхода, системной интеграции, опираясь на выявленные психолого-педагогические факторы.
4. Разработать эффективную стратегию обучения использованию мультимедийным технологиям на основе интеграции технического, математического, программного, методического, информационного и организационного обеспечения.
5. Раскрыть суть и наполнить конкретным содержанием каждый уровень предложенной концепции интеграции технического, математического, программного, информационного, методического, организационного обеспечения для использования мультимедийных технологий в образовании.
6. Разработать содержание обучения использованию мультимедийных технологий и стратегию обучения на основе уровневой дифференциации, обеспечив для каждого уровня творческий деятельностный характер учебного процесса.
7. Разработать методы количественной оценки уровня усвоения знаний, умений и навыков использования мультимедийных технологий в обучении. Осуществить педагогический эксперимент по выявлению основных факторов, влияющих на уровень усвоения мультимедийных технологий. Для решения поставленных задач использовались следующие теоретические методы исследования: изучение и анализ научной, учебной, методической литературы по проблеме использования мультимедийных технологий, теория систем, теория информации, теория объектно-ориентированного программирования, теория вероятности, математическая статистика.
К экспериментальным методам исследования относятся разработка и тестирование программного обеспечения, проведение педагогического эксперимента.
Педагогический эксперимент проводился в Российском государственном педагогическом университете им. А.И. Герцена, в школе № 169 г. Санкт-Петербурга.
Основные положения концепции исследования состоят в следующем:
• Теоретической основой использования мультимедийных технологий в обучении являются основные положения когнитивной психологии о процессе познания, предложенная модель интегрированной обработки информации на основе взаимосвязи разных факторов, влияющих на источники получения информации.
• Теоретическое представление об учебном предмете «Мультимедийные технологии в образовании» заключается в том, что учебный предмет рассматривается как целостность, включающая содержание, которое надо усвоить, и средства для усвоения этого содержания учащимися.
• Мультимедиа-технология позволяет интегрировать различные виды информационных носителей. Это и составляет методологию использования мультимедийных технологий в обучении. Использование мультимедийных технологий опирается на интеграцию технического, математического, программного, информационного, методического, организационного обеспечения.
• Разнородность мультимедийных данных требует создания управляющей мультимедийной программы для интеграции в процесс обучения и для обеспечения доступа к этим данным.
• Процесс создания управляющей среды для интеграции различных видов информационных носителей и использования мультимедийных технологий в обучении основан на объектно-ориентированном подходе к выбору её структуры и построения её компонентов на основе визуального программирования.
• Поскольку мультимедийная информация многообразна и неоднородна, то для количественной оценки уровня усвоения знаний, умений и навыков необходимо использовать информационную статистику на основе энтропийного подхода к определению вклада каждого компонента в общую оценку эффективности обучения.
Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечиваются всесторонним анализом проблемы, соответствием полученных выводов основным положениям когнитивной психологии, дидактики и методики преподавания информатики, статистической обработкой данных поискового, констатирующего и формирующего эксперимента.
Научная новизна исследования обусловлена следующими результатами: научно обоснована эффективность использования мультимедийных технологий для повышения объема восприятия, усиления внимания, развития памяти и интеллекта, активизации мыслительной деятельности путем вовлечения образной сферы человека в процесс обучения. Разработана система понятий и практических методов и средств обработки информационных компонентов мультимедийных технологий. Предложена концепция формирования знаний, умений и навыков в области мультимедиа-технологии и их использования в образовании, базирующаяся на интеграции технического, математического, программного, информационного, методического и организационного обеспечения.
Теоретическая значимость исследования заключается:
• в обосновании необходимости использования мультимедийных технологий в обучении;
• в выделении информационных компонентов, значимых для обеспечения эффективного использования мультимедийных технологий;
• в выявлении наиболее значимых факторов познавательного процесса, на которые можно влиять посредством представления разных видов информации;
• в разработке теоретической концепции использования мультимедийных технологий, основанной на интефации разных видов обеспечения учебного процесса;
• в разработке методов количественной оценки уровня усвоения знаний, умений, навыков использования мультимедийных технологий.
Практическая значимость. Определены практические методы обработки текстовых, графических, звуковых, видео данных. Предложены конкретные профаммные и технические средства их обработки. Критериями отбора средств явились свойства универсальности, интефированности, открытости. Раскрыта суть и наполнен конкретным содержанием каждый уровень предложенной концепции интеграции технического, математического, профаммного, информационного, методического, организационного обеспечения для использования мультимедийных технологий. Разработана и практически реализована концепция интеллектуального интерфейса, основанная на технологии объектно-ориентированного программирования. На основе этой концепции создана и внедрена в учебно-методическое управление РГПУ им. А.И.Герцена автоматизированная система расчета нагрузки кафедры, разработана и внедрена в учебный процесс кафедры информатики и вычислительной техники управляющая мультимедийная программа для интеграции мультимедийных технологий в процесс обучения. Разработана в среде электронной таблицы MS Excel программа автоматизированного расчета количественной оценки уровня усвоения знаний, умений и навыков использования мультимедийных технологий на основе энтропийного подхода к определению вклада каждого информационного компонента в общую оценку эффективности обучения. По результатам поискового, констатирующего, формирующего эксперимента разработано конкретное содержание курса, основанного на изучении мультимедийных технологий «Новые информационные технологии в естественно-научном образовании» для установленных трех групп уровневой дифференциации.
На защиту выносятся следующие положения;
1. Знания, умения и навыки использования мультимедийных технологий в обучении можно считать сформированными, если они включают в себя две составляющие: когнитивную, объединяющую знание основных положений когнитивной психологии о познавательном процессе и факторах, влияющих на его эффективность; и информационную, в которую входят знания основных понятий, методов и средств выполнения информационной обработки составных сред мультимедийных технологий, а также умения, навыки их реализации. При этом использование мультимедийных технологий в обучении будет системным и осознанным только в случае, когда обе составляющие когнитивная и информационная формируются в тесной взаимосвязи.
2. Условием целостного формирования знаний, умений, навыков использования мультимедийных технологий в обучении является наличие информационной среды обучения, интегрирующей техническое, математическое, программное, информационное методическое, организационное обеспечение.
3. Условием эффективной интеграции мультимедийных технологий в процесс обучения является наличие управляющей мультимедийной среды, структура которой включает в себя все составные компоненты мультимедийных технологий и единый интерактивный способ доступа к ним как со стороны педагога, так и со стороны обучаемого.
4. Методика обучения использованию мультимедийных технологий будущих учителей-предметников базируется на принципе уровневой дифференциации содержания познавательного процесса, что позволяет реализовать на практике подготовку всех категорий студентов для реализации активной деятельности во время учебного процесса и переноса полученных знаний, умений и навыков в новую ситуацию.
5. Критерием сформированности у учащихся знаний, умений, навыков использования мультимедийных технологий в обучении является владение теоретическими положениями когнитивной психологии о методах познания; умения реализации выражения идеи, образа, процесса, понятия в среде текстового процессора, средствами звука, визуальными средствами, графическими средствами; умения использовать программно-техническое обеспечение мультимедийных технологий; умения интегрировать все информационные компоненты в единую мультимедийную обучающую среду; умение использовать глобальную сеть Internet для поиска информации и ее целенаправленного применения в мультимедийной обучающей среде; умения реализации интерактивного взаимодействия с мультимедийной обучающей средой.
Защищаемые положения проверены педагогическим
экспериментом и подтверждают гипотезу исследования.
Апробация работы осуществлялась на международных научных конференциях «Региональная информатика -96», «Региональная информатика 98», «Региональная информатика-2000». 5 Международная конференция в Санкт-Петербурге «Современные технологии обучения» 1999г. Международная конференция «Информационные технологии в образовании» Болгария, 2002г. Международная конференция САПР-92 «Новые информационные технологии в науке, образовании, бизнесе». Всероссийское совещание-семинар. Воронеж 1998г. «Высокие технологии в региональной информатике», 6 научно-методическая конференция «Структура и содержание обучения в специализированных школах и классах» Санкт-Петербург 1997г. 16 научно-техническая конференция «Школьная информатика и проблемы устойчивого развития». Санкт-Петербург 1997г. Герценовских чтениях 95, XXII Республиканской научно-практической конференции Магнитогорск 95.
Эволюция информационных технологий и её влияние на содержание предмета информатика
Наука информатика развивается столь быстро, что, несмотря на то, что первые ЭВМ появились в середине 20 века, мы можем уже говорить об истории развития этой науки, о постоянном изменении ее содержания, об информационном взрыве, которым отмечен 20 век.
До самого последнего времени информатика традиционно обозначала технологию научно-исследовательского процесса, обмена научно-технической информацией, документалистику, библиотечное дело. Но со временем произошла переоценка самого факта потребления, хранения и преобразования информации. Можно выделить две тенденции в формировании науки информатика. Первая ограничивается социальной сферой, а вторая рассматривает информатику как комплексное научное и технологическое направление, в рамках которого изучаются важнейшие методологические аспекты разработки, проектирования, создания автоматизированных систем обработки данных, использования языков программирования в компьютерных системах, а также их взаимодействие с человеком. Можно сказать, что информатика обнаруживает основные признаки комплексной фундаментальной научно-технической дисциплины.
В настоящее время научное направление информатика предлагается рассматривать на трех уровнях[ 184,190]. Первым уровнем обозначают физический уровень, к которому относят программные, технические средства вычислительной техники и информационных сетей. Под вторым уровнем подразумевают логический уровень, к которому относят информационные технологии, т.е. модели, методы, средства организации и автоматизации информационных процессов. И третий уровень, так называемый, прикладной уровень под которым понимают использование информационной технологии для решения задач по обработке информации в различных сферах человеческой деятельности.
Таким образом, информационная технология определяется как логический уровень науки информатика. Споры о том, что такое информационная технология или новая информационная технология ведутся давно, самостоятельная ли это наука, или отрасль информатики. В диссертационной работе под информационными технологиями подразумевается логический уровень информатики, так как процесс обучения можно отнести в какой-то мере к информационным процессам. Под информационным процессом будем понимать все стадии преобразования информации, начиная от зарождения новых знаний до их трансформации в информационные ресурсы.
К третьему тысячелетию явно сформировалось значение информации для развития цивилизации. Так A. Oettinger [288] пишет, что информационные ресурсы- это сведения, получаемые и накапливаемые в процессе развития науки и практической деятельности людей, используемые в общественном производстве и управлении. К ним можно отнести научные теории и открытия, патенты и изобретения, экономико-математические модели, проекты машин и технологических процессов, сведения о недрах земли и океанов. Это весь накопленный духовный потенциал, то, что определяет интеллектуальную мощь современного государства. Информационный ресурс является таким же стратегическим ресурсом общества, как материальные или энергетические.
Понятие информационные технологии непрерывно развивается и связано оно с развитием технического и программного обеспечения ЭВМ. Первый этап относится к 50-60 годам XX века. ЭВМ применялись для решения вычислительных задач. Информатику изучали только технические специалисты. Второй этап отличался от первого совершенствованием технического и программного обеспечения ЭВМ, языков программирования и усложнением алгоритмов.
Программирование было уделом специалистов. Третий этап связан с появлением персональных ЭВМ в 70-80 годах. На этом этапе основной парк ЭВМ представляют собой мини- и микро-ЭВМ, появляются дисплейные классы, работающие в режиме разделения времени.
Определение мультимедиа-технологии и соотношение с понятием гипертехнологии
Термин мультимедиа пришел к нам из английского языка и обозначает он очень перспективное направление в области информационной обработки человеческой деятельности - интеграцию разнородных данных в компьютерных системах с целью более полного представления результатов интеллектуального производства в науке, промышленности, искусстве, образовании, медицине, транспорте. Однозначного, формального определения термин мультимедиа не имеет, поэтому в настоящее время разные специалисты дают разные содержания этому понятию. Все зависит от образования, целей использования компьютера, опыта, знания современного состояния развития информатики. Одни авторы [245] определяют мультимедиа как включение или привлечение нескольких типов средств передачи данных. Под типами средств понимаются текст, графика, звук, анимация и реально движущееся видео. При этом сильной стороной считается включение интерактивного компонента,собственно интегрирующего все типы сред и обеспечивающего доступ к информации, представленной в этих средах. Другие [245,256,273] определяют мультимедиа как комплексный объект, включающий в себя средства технического и программного обеспечения и интерфейс, где эти средства взаимодействуют друг с другом и с пользователем этой технологии. Специалисты в области электронной промышленности [248,260,268] считают, что мультимедиа - это комбинация компьютерных и видео технологий. А философский взгляд на мультимедиа добавляет следующий элемент в определение: мультимедиа -это интеграция технологий и идей [180]. Именно идеи делают мультимедиа системы многосторонними, добавляя третье измерение - развитие во времени, но не хаотичное, а заложенное и продуманное человеком. Пользователь сам решает, в каком направлении ему двигаться. Поэтому взаимодействие или интерактивность является характерной чертой мультимедиа. Сильная сторона мультимедиа технологии состоит в умении наилучшим образом представить информацию, наилучшим в том смысле, что для каждого человека это индивидуально: для одних -это звук, для других текст, третьи лучше воспринимают зрительные данные.
Появление мультимедиа технологии породило новый тип обучения, который назвали мультисенсорным обучением. Важнейшей чертой обучения является умение учиться в составе коллектива, мультимедиа представляет для этого все возможности. Ведь простейшие способы общения -это разговор и жесты, другими словами язык и изображение, это позволяет назвать мультимедиа технологию одной из форм общения, объединяющую наиболее совершенные понятия общения.Она содержит информацию, делает доступным для обучаемого мысли других в виде изображений, звуков, текста, вызывает эмоции. Мультимедиа может представлять различную информацию в разных измерениях: во времени, либо объединять все по смыслу. Интересным представляется взаимоотношение терминов мультимедиа и гипермедиа. Одни специалисты проводят параллель между этими терминами [303], считая их, по сути, синонимами, другие считают гипермедиа более высокой ступенью мультимедиа [269,321].
Для понимания сути структурной организации разнородной информации и методов доступа к ней необходимо определить место каждой из этих технологий в иерархии первоначальных понятий. Так, С. Новосельцев [158,159,160] определяет понятие гипермедиа через гипертекст. Любая система гипермедиа использует технологию гипертекста - работу с текстовыми данными, имеющими ассоциативные связи - гиперсвязи между словами, фрагментами, разделами в тексте и поэтому допускающая не только последовательную, линейную работу с текстом, как при чтении учебника, но и произвольный доступ, ассоциативный просмотр в соответствии с логикой построения связей. Текст при этом имеет разные измерения, он организован и от начала к концу, и по тематическим признакам, по индексам, библиографическим ссылкам. Отсюда «информационные гипертехнологии - технологии обработки информации, обеспечивающие структурирование информации и произвольный доступ к ее элементам с помощью установления гиперсвязей.» [158, с.4]. В то же время гиперсистемы могут содержать графическую, звуковую, видео информацию. Таким образом, гипермедиа технология - это технология, использующая и мультимедиа-технологию и гипертехнологию.
Визуальное программирование управляющих сред
Во второй главе были рассмотрены основные принципы формирования содержания обучения, сформулированные В.В. Краевским [186]. Принцип учета содержательной и процессуальной стороны учитывает наряду с содержанием обучения конкретные средства и способы его передачи. Отсюда следует необходимость разработки средства обучения мультимедийным технологиям, учитывающего приведенную во второй главе концептуальную основу мультимедиа технологии. В данном случае речь идет о разработке программного обеспечения. В.В. Лаптев и М.В. Швецкий [126] включили курс «Технология разработки программного обеспечения» в методическую систему фундаментальной подготовки в области информатики». При отборе содержания курса В.В. Лаптев и М.В. Швецкий [126, с. 199] использовали в качестве классификации программ количество программных строк. В зависимости от размера программы были предложены следующие технологии разработки программного обеспечения:
Технология разработки программного обеспечения «в миниатюре» для маленьких программ;
Структурная разработка - для средних программ Объектно-ориентированная разработка - для больших и очень больших программ.
Во второй главе данной работы было показано, что мультимедийная информация требует большого объема памяти и соответственно программы, обрабатывающие мультимедийные данные относятся к большим программам. Поэтому для создания средств обучения мультимедийным технологиям должна быть использована объектно-ориентированная технология разработки программного обеспечения. Г.Буч [63] определяет объектно-ориентированное проектирование как методологию проектирования программных средств, при которой выполняется процесс объектной декомпозиции, а проектируемая система представляется в виде логической, физической, статической и динамической моделей. Однако, ограничиваться использованием только объектно-ориентированной технологией разработки программного обеспечения - это значит не учитывать такой уровень разработки программного обеспечения как автоматизация, подробно рассмотренный в первой главе . Поэтому имеет смысл расширить классификацию технологий разработки программного обеспечения, предложенную В.В. Лаптевым и М.В. Швецким, включив визуальную технологию разработки программного обеспечения, которую и использовать для разработки средств обучения мультимедийным технологиям.
В общем случае средство обучения мультимедийным технологиям должно состоять из совокупности мультимедийных файлов и некоторой управляющей среды, обычно называемой управляющей программой. Назначением этой среды является вызов в некоторой последовательности мультимедийных файлов и отображение получаемой информации в текстовой, графической, анимационной, звуковой или видео форме. Последовательность выбора определяется пользователем в соответствии с характером учебного процесса и, как правило, не может быть жестко задана. Кроме этого такая среда должна обеспечивать обучаемого методическими материалами, включая тестовые задачи, представленные в наиболее наглядной для данного этапа обучения форме, а также содержать подсистему учета текущей успеваемости по данному предмету.
В простейших случаях функции управляющей среды могут быть возложены на стандартную операционную систему. При этом требуемые файлы в определенной последовательности вызываются пользователем непосредственно средствами операционной среды, например при помощи Windows Explorer или Internet Explorer. Однако, при такой организации исключается возможность структурирования составляющих мультимедийной системы и эффективность использования мультимедийных средств обучения существенно снижается. Поэтому для достижения высокой эффективности требуется создание специализированной управляющей среды, которая приспособлена к конкретной предметной области, учитывает собственные методические концепции преподавателя и специфику учебного процесса в данном учебном заведении.
