Использование мультимедийной и интерактивной техники при обучении информатике учащихся основной школы

Рассматривая этот же вопрос, применительно к общеобразовательному курсу кибернетики, В.С. Леднев приводит следующие аргументы в пользу отдельного учебного курса. «Если учебный материал по кибернетике распределить между различными учебными курсами, то в этом случае сведения области действительности, изучаемые кибернетикой и не входящие составной частью в предметы других наук, будут систематизированы не по основным признакам, по которым они систематизируются в науке, а по второстепенным, так как будут излагаться в логике другого учебного курса».

Это неизбежно влечет за собой формирование у учащихся неполных и даже искаженных представлений  области действительности, изучаемой  кибернетикой. Более того, такой путь исключает возможность формирования основных, фундаментальных понятий кибернетики в рамках и логике понятийного и методического аппарата, выработанного этой наукой, являющегося эффективным дидактическим средством формирования понятий. Понятия кибернетики, изучаемые в логике других учебных курсов, оказываются инородными в их понятийной системе, и будут восприняты учащимися как второстепенные, не имеющие принципиального значения. Поэтому, наиболее целесообразным решением вопроса о путях изучения кибернетики в средней школе, является выделение для ее изучения отдельного учебного курса. Разумеется, в разумных пределах, сведения из кибернетики могут и должны быть включены в смежные учебные предметы: математику, биологию и курс трудового обучения. Появление в содержании общего среднего образования нового учебного предмета влечет за собой необходимость определенного переосмысления роли тесно связанных с ним учебных предметов, и даже некоторой корректировки их содержания. Эти изменения не могут не отразиться на характере и структуре межпредметных связей.

Развивая эти выводы, обосновывая положение учебного предмета «Информатика» в структуре школьных учебных предметов вполне определенно: «Общее кибернетическое образование, является базовым компонентом содержания общего образования. Это значит, что на него распространяется следующая дидактическая формула: всякий базовый компонент общего образования включается в содержание образования двояко — в виде особого учебного предмета (сегодня - это курс информатики) и в виде «вкраплений» во все другие учебные предметы».

Информационные процессы и технологии и есть объект информатики. Благодаря им образуются различные «предметные» области информатики, базирующиеся на разных наборах операций и процедур, различных видах кибернетического оборудования (во многих случаях наряду с компьютером используются специализированные приборы и устройства), разных информационных носителях и т.п.

• теория алгоритмов (формальные модели алгоритмов, проблемы вычислимости, сложность вычислений и т.п.);

• базы данных (структуры данных, поиск ответов на запросы, логический вывод в базах данных, активные базы и т.п.);

• искусственный интеллект (представление знаний, вывод на знаниях, обучение, экспертные системы  и т.п.);

• бионика (математические модели в биологии, модели поведения, генетические системы и алгоритмы и т.п.);

• распознавание образов  и обработка зрительных сцен (статистические методы распознавания, использование  призрачных пространств, теория распознающих алгоритмов, трехмерные сцены и т.п.);

• теория роботов (автономные роботы, представление знаний о мире, децентрализованное управление, планирование целесообразного поведения и т.п.);

• инженерия математического  обеспечения (языки программирования, технологии создания программных систем, инструментальные системы и т.п.);

• теория компьютеров  и вычислительных сетей (архитектурные  решения, многоагентные системы, новые  принципы переработки информации и  т.п.);

• компьютерная лингвистика (модели языка, анализ и с текстов, машинный перевод и т.п.);

• числовые и символьные вычисления (компьютерно-ориентированные методы вычислений, модели переработки информации в различных прикладных областях, работа с естественно-языковыми текстами и т.п.);

• системы человеко-машинного  взаимодействия (модели курса, распределение  работ в смешанных системах, организация коллективных процедур, деятельность в телекоммуникационных системах и т. п.);

• нейроматематика и  нейросистемы (теория формальных нейронных  сетей, использование нейронных  сетей для обучения нейрокомпьютеров и т.п.);

• использование компьютеров в замкнутых системах (модели реального времени, интеллектуальное управление, системы мониторинга и т. п.).

Говоря о построении курса Информатики и ИКТ, можно  сказать. Что он основывается не только на стандартах, но также вписан в  БУП РФ, то есть в базисный учебный план российской Федерации. Становление данного курса было достаточно сложным, а также внезапным. Первоначальный курс информатики существенно отличался от нынешнего, технические средства реализации информатики были другими. Прошло не мало времени, чтобы такой учебный предмет как информатика, вобрал в себя весь спектр реализации компьютерной техники в условиях современного общества. Оснащение школ, новой техникой, которая включает в себя не только новые модели компьютеров, но и мультимедийную и интерактивную технику, позволяет методистам и учителям информатики изменять не только критерии выходных знаний, умений, навыков, но и пересматривать и изменять нормативные документы, по оснащению школьной материальной базы, оцениванию ЗУН учащихся, разработку новых материалов для внедрения их в процесс обучения школьников.

Рассматривая все вышеперечисленные  критерии и условия, можно констатировать, что современное общество и современные технологии дают мощный толчок для усовершенствования процесса обучения информатике и ИКТ на разных ступенях, а также по выведения качества обученности в каждой ступени на новый, более высокий уровень. Данную тенденцию ярко можно рассмотреть на уроках информатики и ИКТ, так как данный предмет непосредственно связан с новыми информационными технологиями и использованием мультимедийной и интерактивной техники.

Для работы с выше упомянутой техникой необходимо знать ее принципы построения, возможности, а также практическую реализацию, о чем будет изложено в следующем параграфе.

 

1.2 Мультимедийная и интерактивная техника

 

Прежде чем перейти  к рассмотрению, не посредственно техники, хочется еще раз напомнить о ее положительных качествах:

• возможность демонстрировать презентации, а также делать пометки по ходу изложения материала, выделять, удалять, добавлять фрагменты;
• возможность управлять системой компьютера, и всеми процессами прямо с доски, здорово акцентирует внимание учащихся;
• эстетический аспект: тема урока, выведенная с помощью проектора или написанная на интерактивной доске, выглядит намного привлекательнее, чем на обычной доске.
• работа с интерактивным экраном не требует специальных навыков или знаний, поэтому вносить пометки или изображать на доске необходимую информацию, в схемах может даже пятиклассник.

Проекторы.

Первые видео проекторы, предназначенные исключительно для воспроизведения видеосигналов, появились в 70-х годах и выполнялись на электронно-лучевых трубках. Ряд фирм продолжает их выпуск - привлекает высокая разрешающая способность, обеспечивающая очень хорошее качество изображения. Однако аппараты эти, по нынешним меркам, не слишком яркие, весят они десятки килограмм и стоят десятки тысяч долларов.

Проектор — световой прибор, перераспределяющий свет лампы  с концентрацией светового потока на поверхности малого размера или  в малом объёме. Проекторы являются в основном оптико-механическими или оптическо-цифровыми приборами, позволяющими при помощи источника света проецировать изображения объектов на поверхность, расположенную вне прибора — экран. Появление проекционных аппаратов обусловило возникновение кинематографа, относящегося к проекционному искусству.

Виды проекционных приборов.

Диаскопический проекционный аппарат — изображения создаются  при помощи лучей света, проходящих через светопроницаемый носитель с  изображением. Это самый распространённый вид проекционных аппаратов. К ним относят такие приборы как: кинопроектор, диапроектор, фотоувеличитель, проекционный фонарь, кодоскоп и др.

Эпископический проекционный аппарат — создаёт изображения  непрозрачных предметов путём проецирования  отраженных лучей света. К ним относятся эпископы, мегаскоп.

Эпидиаскопический проекционный аппарат — формирует на экране комбинированные изображения как прозрачных, так и непрозрачных объектов.

Мультимедийный проектор (также используется термин «Цифровой  проектор») — с появлением и развитием цифровых технологий это наименование получили два, вообще говоря, различных класса устройств.

На вход устройства подаётся видеосигнал в реальном времени (аналоговый или цифровой). Устройство проецирует изображение на экран возможно, при этом наличие звукового канала.

Устройство получает на отдельном или встроенном в  устройство носителе или из локальной  сети файл или совокупность файлов (слайд-шоу) — массив цифровой информации. Декодирует его и проецирует видеоизображение на экран, возможно, воспроизводя при этом и звук. Фактически, является сочетанием в одном устройстве мультимедийного проигрывателя и собственно проектора.

Лазерный проектор —  выводит изображение с помощью  луча лазера.

Мультимедийные проекторы.

Название «цифровой  проектор» связано, прежде всего, с обычным ныне применением в таких проекторах цифровых технологий обработки информации и формирования изображения.

 

Одночиповые проекторы.

Чип DLP Внешние изображения.

В проекторах с одним DMD-чипом цвета образуются путём  помещения вращающегося цветного диска  между лампой и DMD, что является очень  похожим на «последовательную систему  цветного телевидения» американской телевизионной  радиовещательной компании Columia Broadcasting System, которая использовалась в 1950 годах. Цветной диск обычно делится на 4 сектора: три сектора под основные цвета (красный, зелёный и синий), а четвёртый сектор — прозрачный, для увеличения яркости. Из-за того, что прозрачный сектор уменьшает насыщенность цветов, в некоторых моделях он может отсутствовать вообще, в других вместо пустого сектора могут использоваться дополнительные цвета. DMD чип синхронизирован с вращающимся диском таким образом, чтобы зелёный компонент изображения отображался на DMD, когда зелёный сектор диска находится на пути свечения лампы. Аналогично для красного и синего цветов.

Красная, зелёная и  синяя компоненты изображения отображаются попеременно, но с очень высокой  частотой. Таким образом, зрителю кажется, что на экран проецируется разноцветная картинка. В ранних моделях, диск совершал один оборот за каждый кадр. Позже, создали проекторы, в которых диск делает два или три оборота за один кадр, а в некоторых проекторах диск разделён на большее количество секторов и палитра на нём повторяется дважды. Это означает, что компоненты изображения выводятся на экран, сменяя друг друга до шести раз за один кадр.

В некоторых последних high-end моделях вращающийся цветной  диск заменён на блок из очень ярких  светодиодов трёх основных цветов. Благодаря тому, что светодиоды возможно очень быстро включать и выключать, этот приём позволяет ещё больше увеличить частоту обновления одноцветность картины.

«Эффект радуги».

Эффект радуги присущ только одночиповым проекторам DLP. Как уже было сказано, в конкретный момент времени на изображение отображается только один цвет. Когда глаз движется по спроецированному изображению, эти различные цвета становятся видимыми, в результате чего глазом воспринимается «радуга».

Производители одночиповых DLP-проекторов выходили из положения, разгоняя вращающийся сегментирование разноцветный диск, либо увеличивая число цветных сегментов, таким образом, уменьшая этот артефакт. Свет от светодиодов позволил ещё уменьшить данный эффект, благодаря высокой частоте переключения между цветами.

В дополнение ко всему, светодиоды могут излучать любой цвет любой  интенсивности, что позволило увеличить  гамму и контрастность изображения.

Трёхчиповые проекторы.

Этот тип DLP-проекторов использует призму для разделения луча, излучаемого лампой, и каждый из основных цветов затем направляется на свой чип DMD. Затем эти лучи объединяются, и изображение проецируется на экран.

Большое количество представленных на рынке моделей проекторов можно  разделить на четыре основные категории  по типу элемента, формирующего изображение:

• CRT - Cathode Ray Tube;

• LCD - Liquid Crystal Display;

• DLP - Digital Light Processing;

Технология CRT

Несмотря на появление  новых технологий и их внедрение, проекторы, построенные на этой проверенной  временем технологии, все же обладают рядом преимуществ и успешно конкурируют в ряде областей. Принцип их действия аналогичен CRT-мониторам, с тем лишь отличием, что конечное изображение проецируется на внешний экран.

CRT-проекторы, как правило,  состоят из трех электронно-лучевых трубок размером от 7 до 12", каждая из которых воспроизводит один из трех базовых цветов RGB, выделенных внутренним контроллером из входного сигнала. Излучаемый свет, проходя через линзу, накладывается на проекцию изображения, получаемую с двух других ЭЛТ, и таким образом формируя конечное изображение.