Информационные и коммуникационные технологии в образовании. Учебное пособие для студентов-бакалавров по направлению 540600 (050700.62) — «Педагогика»

следующая особенность психологии нашего восприятия. Если человеку последовательно предъявлять изображения, немного отличающиеся друг от друга с частотой, например, одна картинка каждую секунду, то он будет воспринимать каждую картинку как отдельное, неподвижное изображение. По мере увеличения частоты предъявления картинок в воспринимаемых изображениях наш мозг будет выделять только различия, а при достижении достаточно высокой частоты предъявления изображений картинки перестанут различаться как отдельные — они будут восприниматься как одно, неподвижное изображения, а отличия в каждой картинке превратятся в движущиеся части изображения. Наша система зрительного восприятия стабильно перестает различать отдельные картинки и воспринимает их отличия как движение, при частоте предъявления изображений — 16 кадров в секунду. Однако, при такой частоте еще остается эффект мерцания и другие неприятные эффекты. При частоте 24 кадра в секунду движение воспринимается зрительной системой как естественное, и отрицательные эффекты восприятия практически исчезают.

Из изложенных выше психологических особенностей нашего восприятия движения со всей очевидностью вытекает принцип технического устройства восприятия и сохранения движущихся изображений: автоматическая фотокамера, способная делать и сохранять 16 (лучше 24) снимка в секунду. Такая механическая фотокамера была создана Томасом Эдисоном1 в конце 1880-х годов. Она получила название кинетограф, то есть «записывающий движение» (от лат. cinema – движение и graf – писать). Фактически Т. Эдисонсоздалсразудваустройства:одно«кинетограф,адругое— «кинетоскоп», то есть «показывающий движение» (от лат. cinema – движение и греч. skopéo – смотрю, рассматриваю). В механизмах восприятия и воспроизведения движущихся изображений были использованы аналогичные принципы, но существенным недостатком кинетоскопа Эдисона было то, что он был рассчитан на индивидуальный просмотр движущихся изображений.

1 Эдисон Томас Алва (Edison, Thomas Alva) (1847–1931), американский изобретатель.

111

В середине 1890-х годов братья Огюст и Луи Люмьеры, использовав опыт и некоторые идеи Т. Эдисона, создали свою систему — синематограф, который позволял не только сохранять («снимать») движущиеся изображения, но и демонстрировать их на экране большой группе зрителей. Аппарат братьев Люмьер и дал название кинематографу.

Почти за сто лет существования кинокамеры прошли огромныйпутьсвоегосовершенствования:именносихпомощьюбыло создано документальное, художественное, мультипликационное, научно-популярное, учебное и другие виды кино XX столетия, без существования которых невозможно представить жизнь современного общества, в том числе воспитание и образование детей.

В 30-е годы XX века в общественную жизнь вошло телевидение (от греч. tele – вдаль и лат. video – смотрю, вижу) — передача на расстояние изображений с помощью электрических сигналов, распространяющихся по каналу связи. Для передачи движущегося изображения в телевидении используются разбиение воспринимаемого изображения на кадры (25 кадров в секунду в Европе и 30 кадров в секунду в США)1 и принцип телевизионного растра для преобразования каждого кадра. В отличие от графического растра, в котором изображение разбивается на множество точек (пикселов), в телевизионном растре изображение сначала разбивается на строки, а затем строка изображения разворачивается

впоследовательный сигнал, амплитуда в котором соответствует яркости соответствующей части строки изображения2.

1 В виду специфических особенностей передачи телевизионного сигнала, изображение на телевидении передается в виде полукадров – 50 (60) полукадров в секунду, при этом используется чересстрочная развертка, при которой

водном полукадре передаются четные строки, а в следующем нечетные. На

экране полукадры «собираются» в кадры и позволяют зрителю видеть движущееся изображение, аналогичное изображению в кинематографе.

2 Поскольку телевидение использует аналоговую форму преобразования изображения в электрический сигнал, то говорить о фрагменте изображения в строке как о точке было бы не корректно: изображение в строке плавно меняет свои характеристики и соответственно этим изменениям плавно меняется амплитуда электронного сигнала.

112

ровать их в классах на экране телевизора на уроках, в том числе и в начальной школе Во многих школьных фильмотеках еще хранятся большое количество учебных видеофильмов на видео­ кассетах.

Нарядусаналоговымтелевидением,котороеужеуходитв про­ шлое, в системе образования, как и в быту, все шире используется цифровоетелевидение.Главнаяособенностьцифровоготелевидения — реализация компьютерных приемов и технологий работы с изображением и использование для этого цифровых форматов видеоизображения (DVdigital video) форматов. Система цифрового телевизионного вещания пока еще не используется, нет пока и цифровых телевизоров. Фактически цифровые технологии работы с видеоизображением пока ограниченно применяются в спутниковом телевидении и широко — для работы с видеозаписями. За рубежом и у нас в стране большое распространение получили DVD (Digital Video Disk) плееры, предназначенные для высококачественного воспроизведения цифровых видеозаписей, распространяемых на компакт-дисках (CD — Compact Disk). При этомвозможноизготовлениевшкольныхилидомашнихусловиях DVD компакт-дисков, например, с учебными видеоматериалами. Для этого следует использовать цифровую видеокамеру с отснятыми видеоматериалами и компьютер, имеющий вход для передачи DV-форматов и использующий стандарт IEEE-1394 (FireWire или i.LINK) [36], а также соответствующий пакет программ для видеозахвата и монтажа, например Adobe Premiere или аналогичный. Для записи на DVD компакт-диск смонтированного на компьютере видеофильма достаточно использовать пишущий DVD RW дисковод компьютера и штатные средства операцион-

ной системы, например Windows XP, Windows Vista и т.п.

7.2. Технические средства воспроизведения визуальной информации

Школьная доска пришла к нам из глубины веков и по сей день она — неотъемлемая часть учебного процесса. На ней во время уроков пишут и рисуют учитель и ученики (воспроизве-

114

дение визуальной информации). Причем, если писать разборчиво можно научить любого, и время, необходимое для написания текста, достаточно мало, то с рисованием дело обстоит значительно сложнее. Далеко не всякий может нарисовать так, чтобы рисунок будет понятен и правильно понят учениками. Да

ивремя, необходимое для рисования, как правило, значительно превышает время, отведенное непосредственно для учебного процесса. Поэтому важное место в системе использования визуальной информации в процессе обучения занимали и занимают плакаты и наглядные пособия.

Вэпоху Возрождения в Европе появилось устройство под названием волшебный фонарь (laterna magica). В раннем периоде использования фонаря устроители представлений скрывали фонарь от глаз зрителей, проецируя образы на клубы дыма и добиваясь таким образом эффекта присутствия в затемненном зале светящихся фантасмагорий (от греч. φάντασμα – призрак

иἀγορεύω – публично выступаю), что вызывало приступ страха

у тогдашних зрителей и дало аппарату имя «фонарь ужаса». Наибольшего расцвета демонстрации «фантасмагорий» достигли в XVII и XIX веках.

Идея проецирования изображений родилась, по-видимому, очень давно. Ведь по своей сути проекционная система очень проста — нужен источник света, проецируемый объект и поверхность (экран), на которой будет появляться («рисоваться») картинка. Возможно, первыми работу проекционного фонаря увидели еще первобытные люди, когда пламя костра бросало тени на стены их пещеры. И в наши дни этот эффект демонстрируют некоторые родители, манипулируя своими руками в лучах света и удивляя детей появлением на освещенной стене «живой» теневой собачки, открывающей пасть, или зайчика, шевелящего длинными ушами.

Волшебный фонарь, известный еще со времен Леонардо да Винчи (XV век), в ХIХ веке превратился в проекционный аппарат, позволяющий воспроизводить с прозрачных пластинок или пленок увеличенное изображение на экране.

115

Камера-обскура послужила основой для создания в XIX веке фотоаппарата и кинокамеры, позволившим сохранять высококачественные изображения (визуальную информацию) без помощи художника и даже фиксировать движение.

Аппараты, построенные на принципе волшебного фонаря, получили название диапроекторов1 (от греч. διά… — через

ипроектор). Они позволили проецировать на экран изображения с прозрачных пластинок и пленок размером 18х24 мм.

и24х36 мм., полученных фотографическим способом (диапозитивов). Кинопроекторы позволили проецировать на экран движущееся изображение с кинопленок, отснятых с помощью кинокамеры.

Сейчас трудно сказать, кто был первым изобретателем диапроектора, по некоторым данным изобретение диапроектора принадлежитголландскомуучёномуХристиануГюйгенсу(XVIIвек). Изобретение и изготовление первого кинопроектора принадлежит американскому изобретателю Томасу Эдисону (XIX век, см. изобретение­ кинетоскопа в предыдущем параграфе).

ВХХвекедиапроекторы,позволявшиепроецироватьнабольшой экран учебные диафильмы и слайды, заняли особое место

всистеме образования, послужив основой для его нового направления — использование технических средств обучения (ТСО). Главным недостатком диа- и кинопроекторов была необходимость практически полного затемнения помещения, в котором демонстрировался учебный материал, что осложняло проведение занятий с использованием этих технических средств: невозможность делать записи по ходу демонстрации. Другим недостатком были сложность и трудоемкость изготовления диапозитивов и киноматериалов учебного характера.

1 Иногда диапроекторы называют еще слайдпроекторами, фильмоскопами, и т.п. Все эти составные названия относятся к устройствам, способным проецировать на экран изображения с маленьких прозрачных носителей: диапозитивов (единичных слайдов) или диафильмов (последовательности слайдов на ролике пленки). Строго говоря, хотя диапроекторы иногда и называют фильмоскопами, фильмоскоп – это устройство для просмотра диапозитивов без проекции, то есть индивидуально через окуляр.

116

Наследником диапроектора стал представленный в 60-е годы прошлого XX века фирмой «3М» оверхед-проектор — оптические устройство, позволяющее проецировать на большой экран изображение с прозрачной пленки формата А4 (297 х 210 мм). В отличие от диапроектора, оверхед-проектор можно использоватьвслегказатемненномпомещенииилидажеприестественном освещении в пасмурную погоду. Впоследствии различные фирмы стали выпускать аналогичные проекционные аппараты, получившие название оверхед-проектор, графопроектор, кодоскоп.

Изображение размером в стандартный лист формата А4, а не в виде маленького кадра размером 18х24 мм, подготовленное на прозрачной пленке вручную с помощью фломастеров, либо отпечатанное на принтере (струйном или лазерном), размещается на рабочем поле оверхед-проектора, которое освещается (просвечивается) специальным источником света, а затем c помощью линзы Френеля проецируется на экран. Качество картинки на экране при прочих равных условиях проведения демонстрации зависит от величины светового потока, который для различных моделей составляет от 2000 до 10000 люмен1 (лм) и выше. В зависимости от оптической схемы прохождения светового луча различают оверхед-проекторы, работающие в проходящем и в отраженном свете (зеркальные). По весу и типу конструкции все модели оверхед-проекторов можно разделить на две группы: стационарные (вес выше 7 кг, не складываются) и портативные (вес менее 7 кг, складываются в компактную плоскую конструкцию). Стационарные модели используют схему проходящего света: лампа и оптическая система находятся под стеклом, на котором располагается прозрачная пленка с проецируемым изображением. В портативных оверхед-проекторах используется оптическая схема отраженного света: лампа и оптическая система (объектив, конденсор и зеркало) установлены на держателе над демонстрируемой пленкой. Рабочее поле, на котором располагается пленка, представляет собой специальную зеркальную поверхность, отражающую световой поток и направляющую его в объектив.

1 Люмен – единица измерения светового потока.

117

В середине ХХ века в школьный учебный процесс вошло учебное кино и позднее телевидение. Учебное кино и телевидение позволяли демонстрировать на экране ожившие процессы, то есть процессы в их динамике (движении). Кроме того, и в учебном кино1, и в телевидении учебный материал сопровождался звуком, то есть говоря современным языком, они уже были мультимедийными.

Учебное телевидение весьма существенно отличалось от учебного кино своими информационно-технологическими особенностями. Во-первых, телевидение в отличие от кино, вместо кинопленки использовало аналоговую электронную форму хранения и передачи аудио- и видеосигнала, описание которых заслуживает отдельного раздела. Вместе с тем, до начала 70-х годов ХХ века даже в профессиональном телевидении не существовало средств видеозаписи — вещание велось «в прямом эфире», соответственно, учебные передачи можно было смотреть только в специальное время, определявшееся программой телевизионноговещания.Бытовыевидеомагнитофоны,способныесохранять и воспроизводить видеозаписи, появились у нас в стране в конце 1980-х начале 1990-х годов, и только с этого периода стало возможным использовать учебное телевидение на уроках в школе. Во-вторых, размеры экрана телевизоров были ограничены — диагональ не более одного метра, причем стоимость телевизора с большим экраном (при удвоении размера его экрана) возрастает на порядок. Таким образом, использование телевизора было возможным только в небольших помещениях при ограниченном количестве учеников-зрителей.

Появление в конце ХХ века жидкокристаллических технологий и жидкокристаллических панелей (LCD-панелей — Liquid Cristal Display), способных воспроизводить на прозрачном экране цветное изображение (в том числе и движущееся), поступающее

1 Исключение составляли любительские киносъемки учебного материала: любительская кинокамера не предусматривала синхронной записи звука, да и вообще звукозаписи, поэтому отснятый, проявленный и смонтированный киноматериал требовал дополнительного озвучивания на специальном оборудовании, что в любительских условиях было достаточно сложно сделать.

118

к нему в электронной форме, привело к идее объединить оверхедпроектор и жидкокристаллическую панель, подключенную

ккомпьютеру. Опыт оказался успешным и привел к появлению первого LCD-проектора — им стало устройство, представленное фирмой Proxima в 1995 году. Так появился получивший широкое распространение современный мультимедиапроектор — проектор со встроенной панелью на жидких кристаллах, воспроизводящий изображение, поступающее к нему в электронной форме от компьютера или видеоаппаратуры — видеомагнитофона, видеокамеры или телевизора. Современный мультимедиапроектор способен воспроизводить на экране изображения, поступающие

кнему в электронных аналоговой или цифровой формах (от видеоаппаратуры или компьютера), при этом размеры экрана могут достигать нескольких метров. Одновременно с изображением мультимедаиопроектор воспроизводит и звук. Правда, мощность воспроизводимого звукового канала обычно небольшая (один — два ватта), более мощный звуковой сигнал может быть получен с мультимедиапроектора подключением к нему мощной звуковоспроизводящей аппаратуры (усилителя и звуковых колонок).

Ксовременному мультимедиапроектору одновременно может быть подключено несколько видеоустройств: компьютеров, в том числе созданных на различных платформах, например, IBM PC-совместимых [37] и компьютеров Apple Macintosh [32]; VHS-видеомагнитофона и/или DVD плеера, а также документкамеры, видеокамеры и других видов видеооборудования. Демонстрация видеоматериалов с мультимедиапроектора может производиться в слегка затемненном помещении или даже при естественном освещении в пасмурную погоду. Включение, выключение, а также переключение устройств, с которых воспроизводится изображение и звук, осуществляется с дистанционного пульта управления.

Таким образом, развитие проекционного принципа демонстрации изображения в начале XXI века привело к широкому использованию в учебном процессе (на уроках) демонстрации различных видов видеоматериалов (текстов, таблиц, графиков, схем,

119

рисунков, в том числе и анимированных, а также фильмов, теле- передач,видеозаписейидругихизображенийсвидео-идокумент- камер)на большом экране с соответствующим звуковым сопровождением практически при естественном освещении. Кроме того, с помощью мультимедиапроекторов на экране во время занятий можно демонстрировать страницыWeb-сайтов из Интернет, чаты, форумы, блоги и другие материалы, доступные в сети Интернет и нужные, а иногда просто необходимые для успешного проведения современного урока. Вместе с тем, реальную проблему для проведения урока на современном этапе составляет наличие необходимых дидактических материалов, соответствующих современным техническим возможностям мультимедийных средств: наличие необходимых дидактических материалов существенно отстает от возможности доступных аудиовизуальных технических средств.

7.3.Технические средства восприятия, хранения

ивоспроизведения аудиальной информации

Желание человека сохранять звуки (аудиальную информацию) также насчитывает десятки тысячелетий. Легко вообразить, как пещерный человек, наевшись, но, не заснув, хочет развлечься. И вот он натягивает жилу убитого им животного на изогнутую толстую ветку или на ребро крупного животного и дергает эту первую струну. Колебания струны (звук от ее колебания) вызываетвнемприятныеэмоции.Такилииначе,человекстализготавливать музыкальные инструменты: струнные (натянутые жилы разной толщины и длины), духовые (просверленный рог животного, или часть ветки растения с отверстиями), ударные (высушенная кожа животного, натянутая на какой-либо остов). Долгое время человечество развивалось, совершенствуясь музыкально и сопровождая пение звуками, извлекаемыми из музыкальных инструментов — первых аудиальных технических средств.

Как уже отмечалось, для игры на музыкальных инструментах необходимо обучение, да и то при условии наличия необходимых природных задатков (музыкального слуха). Поэтому древнее

120