- •15. Содержание и методика изучения программирования в профильном курсе информатики.
- •16. Методика обучения школьников объектно-ориентированному программированию
- •9. Профильное обучение информатике в старших классах.
- •Методические подходы к определению содержания курсов, ориентированных на пользователей икт
- •Профильные курсы курсов ориентированные на программирование
- •2. Цели обучения информатике. Формирование алгоритмической и информационной культуры.
- •1. Общие цели и задачи обучения информатике в школе
- •2. Эволюция целей обучения информатике в школе
- •2.1. Алгоритмическая культура учащихся
- •2.2. Исходные цели и задачи школьного курса оивт. Понятие компьютерной грамотности учащихся
- •2.3. Информационная культура
- •3. Цели школьного курса информатики, определяемые государственными образовательными стандартами
- •4. Проектируемые цели обучения информатике на современном этапе.
- •23. Методика изучения мультимедиа технологий в школьном курсе информатики.
- •1. Содержание обучения в области мультимедиатехнологий
- •2. Теоретические основы изучения мультимедиа-технологий
- •2.1. Представление звука
- •3.2. Обработка и синтез звука
- •3.3. Программы синтеза звука
- •3.4. Представление видеоданных
- •3.5. Сжатие данных
- •3.6. Мультимедиа
- •3.7. Преобразование представлений информации. Автоматизация ввода
- •3. Методика разработки дидактического обеспечения уроков с использованием мультимедийных технологий
- •3.1 Особенности подготовки учебных мультимедиа презентаций.
- •3.2. Разработка сценария мультимедийной презентации
- •7. Межпредметные связи информатики с другими предметами.
1. Содержание обучения в области мультимедиатехнологий
Знакомство в мультимедиа технологиями начинают в пропедевтическом курсе информатики в 1-6 классах на примере программы подготовки презентаций
В стандарте для 7-9 классов
Запись средствами ИКТ информации об объектах и процессах окружающего мира (природных, культурно-исторических, школьной жизни, индивидуальной и семейной истории):
запись изображений и звука с использованием различных устройств (цифровых фотоаппаратов и микроскопов, видеокамер, сканеров, магнитофонов);
музыки (в том числе с использованием музыкальной клавиатуры;
Учащиеся должны уметь
создавать презентации на основе шаблонов;
В примерной программе
Мультимедийные технологии - 8 часов
Компьютерные презентации. Дизайн презентации и макеты слайдов.
Звуки и видеоизображения. Композиция и монтаж. Технические приемы записи звуковой и видеоинформации. Использование простых анимационных графических объектов.
Практические работы:
18. Создание презентации с использованием готовых шаблонов, подбор иллюстративного материала, создание текста слайда.
19. Демонстрация презентации. Использование микрофона и проектора.
20. Запись изображений и звука с использованием различных устройств (цифровых фотоаппаратов и микроскопов, видео камер, сканеров, магнитофонов).
21. Запись музыки (в том числе с использованием музыкальной клавиатуры).
22. Обработка материала, монтаж информационного объекта.
В старших классах на базовом уровне используются ранее полученные знания для представления информации.
2. Теоретические основы изучения мультимедиа-технологий
2.1. Представление звука
Как известно из курса физики, звук — это воспринимаемые человеком колебания среды (воздуха или воды). Как и любая волна, звуковая волна характеризуется двумя основными параметрами — амплитудой (величиной колебания) и частотой (количеством колебаний за единицу времени). Эти параметры в физических звуковых волнах постоянно изменяются; воспринимая их, мы слышим звук.
Поскольку в природе звуковая волна непрерывна, для обработки звука на ЭВМ необходимо построить модель его оцифровки (дискретизации) — превращения в числовое (двоичное) представление и обратное преобразование — для воспроизведения.
Схема выполнения дискретизации и оцифровки звуковой волны
Для выполнения оцифровки звука он с помощью микрофона может переводиться и в электрические колебания. Процесс оцифровки звука — это составление таблицы замеров возникающего напряжения. Замеры выполняются через определенные равные промежутки времени. Для того чтобы охарактеризовать этот промежуток, указывают частоту дискретизации — количество замеров за одну секунду. Точность оцифровки напрямую зависит от частоты: чем чаще замеры, тем точнее может быть передано колебание звука при воспроизведении. Понятно, что частота дискретизации не должна быть ниже частоты самого звука.
Второй параметр, от которого зависит точность воспроизведения, — это количество возможных градаций напряжения, которое зависит от количества битов, отведенных на запись значения.
Объем получающихся данных достаточно большой. Например, при записи 16-битного звука с частотой
22 КГц одна минута звучания займет в памяти 60 секунд * 22 000 значений * 2 байта = 2 460 000 байт.
С появлением мини-ЭВМ, а позднее — персональных компьютеров, в составе аппаратных средств появились и средства, обеспечивающие взаимодействие компьютеров с простейшими генераторами звука — динамиками. Эти простейшие средства работы со звуком использовались в основном (и используются до сих пор) как средство диагностики и реакции на действия оператора системы.
Существовали также системы, служившие просто интерфейсом-преобразователем между портами ввода-вывода и звуковой системой. Такой интерфейс с помощью достаточно быстрого обновления статуса порта создавал колебания определенной частоты. Звук в этих системах мог быть только синтезированный, описанный в виде указания длительности колебаний определенной частоты. Подобная система не могла управлять амплитудой звука и воспроизводила звук очень неточно, что сильно ограничивало применимость таких систем.
Первые попытки применения систем работы со звуком на персональных компьютерах начались с появлением в конце 1980-х годов первой платы, позволявшей синтезировать звук: звукового устройства AdLib Music Synthesizer компании AdLib. Используя метод частотной модуляции, плата позволяла синтезировать звуки, примерно передающие несложные мелодии. Существенной особенностью стала поддержка взаимодействия с электронными инструментами — по стандарту MIDI. Плата также содержала и синтезатор звука, позволявший моделировать звучание нескольких музыкальных инструментов одновременно (т.е. нескольких голосов). В первой версии платы обеспечивалась возможность звучания 6 голосов.
Активное применение средств работы со звуком в повседневной практике началось с появлением в 1989 году доступной по цене платы расширения (позднее платы выпускались под торговой маркой SoundBlaster) компании Creative. Отличительной особенностью этой платы была возможность точного воспроизведения звука в достаточно широком диапазоне частот (от 22 Гц до 22 КГц) и с достаточно высокой частотой дискретизации — 2 кГц, 8 бит (воспроизведение) и 11 кГц, 8 бит (запись). Для кодирования звука в этих платах использовался метод импульсно-кодовой модуляции (Pulse-Code Modulation). Суть метода состоит в измерении значения сигнала с определенной частотой, которая равняется максимальному значению частоты изменения в измеряемом спектре. Точность кодирования в этом случае зависит, во-первых, от максимальной частоты дискретизации, а во-вторых — от разрядности.
При оцифровке звука таким способом точность передачи неизбежно падает — из-за неточностей округления уровня сигнала до целого и существования некоторого промежутка усреднения. Для уменьшения степени ошибки в современных системах применяют дельта-кодирование. При использовании этого метода записывается не уровень сигнала, а разница с предыдущим значением. Это позволяет сильно сократить ошибки, возникающие из-за ограничения на разрядность.
Появление доступного средства работы со звуком, в частности его ввода, вывода и синтеза, привело к появлению большого количества программ, использующих эти возможности.
Существенным направлением совершенствования системы работы со звуком являются средства воссоздания объемного звучания, т.е. такого воспроизведения звука, при котором его источники “локализуются” в окружающем слушателя пространстве. Первым средством такого рода было введение в 70-х годах стереозвука (двухканального воспроизведения).
Позже — сначала для кинотеатров, а после и для обычной техники — появились каналы и средства воспроизведения низких и сверхнизких частот, сабвуфера. Такая система представления звука получила обозначение “2.1-канальная” (2 основных и один дополнительный канал).
В более современных системах, например популярной DolbyDigital AC3, используется 5 каналов для звука обычных частот (левый, правый и центральный передние каналы, левый и правый задние каналы) и сабвуфер. Такие системы называют “5.1-канальными”.