ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА-ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ.
1. Преимущества и недостатки использования мультимедиа в обучении школьников
Мультимедиа технологии с каждым днем все больше проникают в различные сферы образовательной деятельности. В большинстве случаев использование мультимедиа-средств оказывает положительное влияние на интенсификацию труда педагогов, а также на эффективность обучения школьников.
В то же время любой опытный школьный учитель подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование мультимедиа-средств никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет негативный эффект. Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно.
Педагоги должны учитывать два возможных направления внедрения средств мультимедиа в учебный процесс. Первое из них связано с тем, что такие средства включаются в учебный процесс в качестве "поддерживающих" средств в рамках традиционных методов исторически сложившейся системы школьного образования. В этом случае мультимедиа-ресурсы выступают как средство интенсификации учебного процесса, индивидуализации обучения и частичной автоматизации рутинной работы учителей, связанной с учетом, измерением и оценкой знаний школьников.
Внедрение мультимедиа-ресурсов в рамках второго направления приводит к изменению содержания образования, пересмотру методов и форм организации учебного процесса в преподавании, построению целостных курсов, основанных на использовании содержательного наполнения ресурсов по физике. Знания, умения и навыки в этом случае рассматриваются не как цель, а как средство развития личности школьника. Использование мультимедиа технологий будет оправданным и приведет к повышению эффективности обучения в том случае, если такое использование будет отвечать конкретным задачам урока, если обучение в полном объеме без использования соответствующих средств информатизации затруднительно.
В первую группу можно отнести потребности, связанные с формированием у школьников определенных систем знаний. Такие потребности возникают при знакомстве с содержанием материала при проведении занятий, имеющих прикладной характер. Кроме того, они возникают при изучении элементов микро и макромиров, а также в случае необходимости изучения ряда понятий, теорий и законов, которые при традиционном школьном обучении не могут найти требуемого опытного обоснования (изучение невесомости, знакомство с процессами эволюции Вселенной и пр.).
Вторая группа потребностей определяется необходимостью овладения школьниками репродуктивными умениями. Потребности этой группы возникают в ситуациях, связанных с вычислениями (сокращение времени, проверка и обработка результатов). Наряду с этим потребности второй группы возникают при отработке типовых умений (определение цены деления измерительных приборов, взвешивание на рычажных весах, определение направления вектора магнитной индукции или индукционного тока и пр.) и при формировании общеучебных умений (общелогических - систематизации и классификации, анализа и синтеза, рефлексивных - умений планировать лабораторный эксперимент, осуществлять сбор и анализ информации).
Третья группа потребностей определяется необходимостью формирования у учеников творческих умений (главным признаком творчества является новизна полученного продукта). Такие потребности возникают при решении оптимизационных задач, в которых из ряда возможных вариантов выбирается один - наиболее рациональный с определенной точки зрения, при решении задач на выбор самого экономичного решения или наиболее оптимального варианта протекания процесса (нахождение оптимального решения не только математически, но и графически). Потребности этой группы возникают при постановке и решении задач на проверку выдвигаемых гипотез, при необходимости развития конструктивно-комбинаторных творческих умений (использование программ, позволяющих собирать целое из частей, моделировать объекты и процессы). Кроме того, сюда можно отнести и потребности, вытекающие из необходимости моделирования процессов или последовательности событий, что позволяет ученику делать выводы о факторах, оказывающих влияние на протекание процессов или событий. И, наконец, к третьей группе можно отнести потребности, возникающие в ходе лабораторного эксперимента, требующего для своего проведения приборов, недоступных для конкретного учебного заведения или очень длительного (диффузия) или короткого (упругий удар) промежутка времени. При этом такой лабораторный эксперимент может проводиться в рамках педагогических измерений и также повлечь за собой необходимость использования соответствующих информационных и телекоммуникационных технологий. Четвертая группа потребностей связана с необходимостью формирования у школьников определенных личностных качеств. Потребности, относимые к четвертой группе, возникают для организации моделирования, создающего возможности нравственного воспитания обучаемых через решение социальных, экологических и других проблем (анализ возможных последствий аварий, последствий применения различных технологий, позволяющий не только научить учащихся избегать подобных опасностей, но и воспитать нравственные оценки их возникновения в современном мире). Наряду с вышеприведенными потребностями для оправданного и эффективного использования мультимедиа технологий необходимо знать основные положительные и отрицательные аспекты информатизации обучения, использования мультимедиа-ресурсов. Очевидно, что знание таких аспектов поможет использовать мультимедиа там, где это влечет за собой наибольшие преимущества и минимизировать возможные негативные моменты, связанные с работой школьников с современными средствами информатизации.
Положительных аспектов использования информационных и телекоммуникационных технологий в образовании (к числу которых, конечно же, относится и мультимедиа) достаточно много. В качестве основных аспектов можно выделить: . - совершенствование методов и технологий отбора и формирования содержания материала; . - внесение изменений в систему обучения физике; - повышение эффективности обучения за счет его индивидуализации и дифференциации, использования дополнительных мотивационных рычагов; - организация новых форм взаимодействия в процессе обучения; изменение содержания и характера деятельности школьника и учителя. К числу отрицательных аспектов можно отнести свертывание социальных контактов, сокращение социального взаимодействия и общения, индивидуализм, трудность перехода от знаковой формы представления знания на страницах учебника или экране дисплея к системе практических действий, имеющих логику, отличную от логики организации системы знаков. В случае повсеместного использования мультимедиа технологий учителя и школьники становятся неспособными воспользоваться большим объемом информации, который предоставляют современные мультимедиа и телекоммуникационные средства. Сложные способы представления информации отвлекают учеников от изучаемого материала.
Следует помнить, что если учащемуся одновременно демонстрируют информацию разных типов, он отвлекается от одних типов информации, чтобы уследить за другими, пропуская важную информацию, а использование средств информатизации зачастую лишает школьников возможности проведения реальных опытов своими руками.
Индивидуализация ограничивает живое общение учителей и обучаемых, учащихся между собой, предлагая им общение в виде "диалога с компьютером". Обучаемый не получает достаточной практики диалогического общения, формирования и формулирования мысли на физическом языке.
Наконец, чрезмерное и неоправданное использование компьютерной техники негативно отражается на здоровье всех участников образовательного процесса.
Перечисленные проблемы и противоречия говорят о том, что применение мультимедиа-средств в обучении физике по принципу "чем больше, тем лучше" не может привести к реальному повышению эффективности системы общего среднего образования. В использовании мультимедиа-ресурсов необходим взвешенный и четко аргументированный подход. Оправданность и эффективность использования мультимедиа-ресурсов и технологий в образовании являются вопросами, требующими дальнейшего тщательного изучения.
2. Интерактивный аппаратный комплекс на уроках физики
2.1. Аппаратное обеспечение
3.1.1. Интерактивная доска - это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу на компьютере. Она реализует один из важнейших принципов обучения – наглядность. Интерактивная доска работает вместе с компьютером и видеопроектором, представляя собой единый комплекс. На ней можно делать все то же, что и на обычном компьютере. В интерактивной доске объединяются проекционные технологии с сенсорным устройством, поэтому такая доска не просто отображает то, что происходит на компьютере, а позволяет управлять процессом презентации (двустороннее движение!), вносить поправки и коррективы, делать цветом пометки и комментарии, сохранять материалы урока для дальнейшего использования и редактирования. К компьютеру, и, как следствие, к интерактивной доске может быть подключён микроскоп, документ-камера, цифровой фотоаппарат или видеокамера. И со всеми отображёнными материалами можно продуктивно работать прямо во время урока. Работая с интерактивной доской, учитель всегда находится в центре внимания, обращен к ученикам лицом и поддерживает постоянный контакт с классом.
Таким образом, интерактивная доска еще позволяет сэкономить драгоценное время. Используя такую доску, мы можем сочетать проверенные методы и приемы работы с обычной доской с набором интерактивных и мультимедийных возможностей. Общим для всех досок является метод вывода изображения с помощью проектора. Интерактивные доски делятся на два класса в зависимости от расположения проектора: с фронтальной и обратной проекцией.
Доски с фронтальной проекцией распространены наиболее широко, хотя и обладают очевидным недостатком: докладчик может загораживать собой часть изображения. Чтобы этого не было, проектор подвешивают под потолком как можно ближе к доске, объектив наклоняют вниз, а возникающие трапециевидные искажения компенсируют с помощью системы цифровой коррекции.
Доски с обратной проекцией, где проектор находится позади экрана, существенно дороже и занимают в аудитории больше места, чем доски с прямой проекцией. Поскольку экран работает на просвет, возможны проблемы с видимостью изображения под большими углами. Используемые в интерактивных досках технологии подразделяются на четыре основных типа.
1. Сенсорная аналого-резистивная технология SMARTBOARD 660i.
2. Аналогово-резистивная доска - многослойный "пирог", покрытый износостойким полиэфирным пластиком с матовой поверхностью и широким углом рассеяния света.
- Поверхность достаточно мягкая для того, чтобы немного прогибаться при нажатии.
- Доски работают в течение многих лет, не теряя качества и надежности. Основная угроза для поверхности - случайное применение фломастеров, после которого пластик бывает трудно отмыть.
- Высокое разрешение экрана.
- Для работы не обязательно иметь специальные маркеры, можно пользоваться пальцем или указкой.
- Нельзя при работе опираться кистью руки на доску: она сразу на это среагирует и что-нибудь написать или нарисовать будет невозможно Интерактивные доски, использующие аналого-резистивную технологию, выпускают компании Egan TeamBoard, Interactive Technologies, PolyVision, SMART Technologies.
3. Электромагнитная технология GTCO CAlCOMP INTERWRITE BOARD 1077.
При использовании электромагнитной технологии интерактивная доска имеет твердую поверхность. Внутри слоистой структуры находятся регулярные решетки из часто расположенных вертикальных и горизонтальных координатных проводников. Для работы нужен специальный маркер. Электромагнитные доски обычно откликаются на действия пользователя несколько быстрее, чем аналого-резистивные. Скорость выдачи информации у них 100-120 пар координат в секунду, а, следовательно, время реакции системы ограничивается только производительностью компьютера. Технология изначально разрабатывалась для дигитайзеров, а потому внутренняя разрешающая способность системы (1000-2000 линий на дюйм и выше) избыточна для решаемых доской задач.
4. Лазерная технология Webster LT. Лазерная технология интерактивных досок потребовала для своей разработки немалого искусства. В систему входят два инфракрасных лазерных угломера, обычно располагаемых сверху по углам доски. Для работы нужен специальный маркер. Информация о нажатии на кнопки посылается в систему посредством ультразвука или сигнала какого-либо другого вида. Принципиальный недостаток лазерной технологии - докладчик может случайно перекрыть луч лазера, в результате чего процесс измерения координат нарушается. Лазерные интерактивные доски наиболее дороги в производстве. Их выпускает, только одна компания - PolyVision.
5. Ультразвуковая/инфракрасная технология Система, запатентованная под названием eBeam, использует различие в скорости распространения световых и звуковых волн. Основной недостаток ультразвуковой/инфракрасной технологии тот же, что у электромагнитной и лазерной - необходимо использовать специальный электронный маркер. Электронный маркер испускает одновременно и ИК-свет, и ультразвук. Интерактивные доски с использованием ультразвуковой/инфракрасной технологии выпускают компании Hitachi, Panasonic и ReturnStar.
6. Копи-устройство MIMIO IN TRACTIVE VIRTUAl INK MIMIO XI CAPTURE.
Система MIMIO не является интерактивной доской как таковой, но может превратить в нее любую другую доску, совершенно для этого не предназначенную. При этом работает большинство функций, имеющихся у интерактивных досок. Устройство представляет собой сенсор, крепящийся с помощью липучек на поверхность доски, и маркер с источником ультразвука и отсеком для обычного маркера. Имеется ультразвуковая губка, которой можно стирать как тонкие линии, так и большие площади. Неоспоримым достоинством такой системы видится великолепная транспортабельность и возможность получения интерактивных досок с большими диагоналями, а главная проблема состоит в том, что пластмассовый корпус недостаточно прочен, чтобы выдержать длительную эксплуатацию и многократное перевешивание с места на место. Данное устройство во много раз дешевле интерактивных досок и является идеальным решением для школ с небольшим бюджетом и для решения задач массового внедрения мультимедиа-технологий.
3.1.2. Проектор
Проектор и компьютер для работы с интерактивной доской могут быть практически любыми (например, те, что уже есть в школе) – специальных требований к ним для работы с доской не предъявляется. Мультимедиа-проекторы предназначены для демонстрации как компьютерного, так и видеоизображения, в то время как видео проекторы демонстрируют только видеосигнал. Для проецирования можно легко использовать белые маркерные, а также электронные интерактивные доски. Многие новые проекторы имеют также специальный режим для показа на цветной поверхности: например, серой стене или классической классной доске. Однако в этих случаях нужно иметь в виду, что вы идете на определенный компромисс в вопросе качества изображения. В затемненном помещении проектор может работать в экономичном режиме, но если он используется для презентации при достаточном освещении, чтобы создать рабочую обстановку и предоставить возможность делать записи, экономичный режим обычно не требуется. Но при показе видео в условиях затемнения более комфортным для восприятия можно считать менее яркое изображение, и экономичный режим проектора оказывается очень кстати. Дополнительными преимуществами экономичного режима является снижение уровня шума и продление срока службы лампы. Возможно потолочное расположение проектора и в ряде случаев оно даже предпочтительно. При такой установке проектор не мешает ни зрителям, ни докладчику, а управлять им можно с помощью ПДУ. Сегодня практически у всех проекторов присутствует функция обратного сканирования, и конструкция корпуса допускает инсталляцию с помощью специального потолочного крепления. Потолочное крепление обычно заказывается дополнительно, и оно должно соответствовать выбранному проектору. Яркость проекции зависит главным образом от:
1. Освещенности помещения: чем светлее в зале, тем менее ярким кажется изображение.
2. Типа покрытия полотна экрана: есть экраны, полотно которых усиливает отраженный световой поток в несколько раз, но это всегда сопровождается сужением угла обзора.
3. Расположения проектора и экрана относительно падающего света: при прямой внешней засветке изображение теряет яркость.
4. Размера проекции: меньшее по величине изображение выглядит более ярким. Обратная проекция - это проекция изображения на просветный экран, при которой зритель и проекционное оборудование расположены по разные стороны экрана. При такой установке проектора достигается более высокое качество проецируемого изображения, так как освещение в помещении практически не влияет на качество демонстрации. Докладчик может находиться непосредственно перед экраном, не заслоняя собой проекцию.
2.2. Методические особенности использования возможностей интерактивной доски на уроках физики
Использование интерактивной доски дает новые возможности образовательному процессу, такие как:
1. Интерактивность – это поочередное взаимодействие учителя и ученика с использованием цифрового образовательного ресурса. Каждое действие или реакция участников взаимодействия отражается на доске, доступно для рассмотрения, осознания и обсуждения всеми участниками образовательного процесса.
2. Мультимедийность – это представление объектов и процессов не традиционным текстовым описанием, а с помощью фото, видео, графики, анимации, звука, т.е. в комбинации средств передачи информации. Интерактивная доска выводит мультимедийность на качественно новый уровень, включая в процесс восприятия информации не одного человека (как в случае работы ученика с ПК), а весь коллектив обучающихся, что более удобно и целесообразно для последующего процесса обсуждения и совместной работы.
3. Коммуникативность – это возможность непосредственного общения участников образовательного процесса, оперативность диалога каждого участника, контроль за состоянием процесса.
4. Моделинг – имитационное моделирование реальных объектов или процессов, явлений. Моделинг реализуется при помощи интерактивной доски, но только при наличии соответствующего цифрового образовательного ресурса. В данном случае функции доски предоставляют возможность как индивидуального, так и коллективного взаимодействия с моделью, обсуждения ее работы и получившихся результатов.
5. Производительность - в контексте использования компьютера означает автоматизацию нетворческих рутинных операций, одновременную работу со всем коллективом в целом, рассмотрение наиболее важных для всех учащихся моментов. Следовательно, использование интерактивной доски приводит и к расширению возможностей урока:
- обогащает деятельность учащихся спектром чувственных ощущений (первый, эмпирический, уровень мышления), являющихся базой для абстрактного мышления (второй, высший уровень мышления – теоретический);
- помогает создать мотив не только утилитарный и защитный, но и мотив самовыражения;
- позволяет увеличить объем информации, не увеличивая темпа урока;
- дает возможность продемонстрировать в интерактивном режиме эксперимент, который невозможно качественно провести в школьной лаборатории;
- позволяет менять параметры процесса; - позволяет увеличить время и уровень самостоятельной работы учащихся; - уменьшает возможность бездеятельности учащихся, дает возможность сосредоточить и удерживать внимание учащихся;
- ученик, пропустивший урок, получает материалы урока в электронном виде;
- позволяет учителю не вещать информацию и передавать знания, а управлять учебным процессом, создавая информационную среду урока;
- информационные границы урока значительно расширяются возможностью доступа к мультимедийным файлам и интернет-ресурсам, на которые в работе выполнены гиперссылки.
Мультимедийные средства можно использовать на каждом этапе урока:
1. Этап формирования мотивации обучающихся к деятельности по освоению нового материала. Одним из аспектов такой мотивации является природное любопытство детей. Невозможность объяснить увиденное из-за недостаточности знаний пробуждает в них азарт к обучению. Например, при демонстрации видеофрагмента "Катастрофа на Такомском мосту” у учащихся тут же возникает вопрос: "В чем причина разрушения моста?”. Функции интерактивной доски позволяют оперативно, используя ссылку вернуться к этому видеофрагменту. Важным преимуществом в работе с интерактивной доской является значительная экономия времени, которую обеспечивают интуитивно понятный, дружественный графический интерфейс, удобство и простота навигации.
2. Этап активного и сознательного усвоения новых знаний.
Активные методы обучения в сочетании с использованием мультимедиа помогают изменить роль учащегося, превращая его из пассивного слушателя в активного участника учебного процесса. Основным средством активизации обучения является самостоятельная работа школьников. Например, самостоятельно учащиеся выводят уравнение движения математического маятника, используя при этом инструктивный план, созданный в виде презентации в программе Microsoft Power Point и демонстрируемый в режиме Офис на интерактивной доске. Каждый этап вывода формулы появляется с использованием эффекта анимации по клику маркера по доске. При этом можно использовать заранее подготовленные рисунки из Галереи, создавать надписи с применением экранной клавиатуры. В зависимости от уровня подготовки учащихся и особенностей аудитории возможны варианты работы в ходе урока: вывод осуществляется одним или несколькими учащимися, клонируются страницы без рукописного текста для повторного вывода формулы, сохраняются слайды как с ошибочными, так и с нестандартными выкладками для дальнейшей работы. Активизирует познавательную деятельность обучающихся и проблемное изложение нового материала. Например, изучение темы "Механический резонанс” можно начать с создания проблемной ситуации посредством серии вопросов "Почему происходит явление?”. Удобство использования слайдов презентации состоит в следующем: все вопросы одновременно находятся на экране, во время дискуссии можно установить общие признаки, а затем и причины явлений, в процессе обсуждения для акцентирования внимания на "ключевых” словах применяем текстовыделитель панели инструментов. После установления причины возрастания амплитуды колебаний (совпадение частот) делаем вывод, который фиксируется на пустом слайде с помощью цветных маркеров. Причем возможности интерактивной доски позволяют значительно повысить эффективность урока: экономия времени возникает за счет использование готовых информационных объектов (чертежей, графиков, схем, диаграмм). Можно использовать и звуковые фрагменты – дикторский текст, например, при формулировке определения резонанса. Возможность вернуться к предыдущему слайду позволяет проанализировать описанные явления и ответить на вопрос вредное или полезное действие оказывал резонанс? И уже сами учащиеся могут сформулировать новую проблему: где применяется и устраняется механический резонанс в жизни человека. На этом этапе урока можно предложить ребятам домашнее задание: дополнить презентацию своими слайдами. Активность учащихся проявляется в самостоятельном поиске ресурсов, средств и способов решения поставленной проблемы, в приобретении знаний, необходимых для выполнения практической задачи. Активные методы обучения не только резко улучшают запоминание материала, но и способствуют его реализации в повседневной жизни. В результате поисковой работы учащихся и использования функции Microsoft Power Point "слияние презентаций” появляется совместный проект, который обсуждается на уроке, при этом в реальном времени на проецируемое изображение можно наносить пометки, делать чертежи и записи. 3. Этап организации активной познавательной деятельности учащихся при систематизации, обобщении и закреплении учебного материала. Одним из условий достижения положительных результатов является применение различных способов закрепления знаний, требующих мыслительной активности обучающихся. - Использование интерактивных моделей при выполнении практических работ исследовательского характера. Например, по компьютерной модели колебаний груза на пружине, можно дать задания разного уровня сложности на чтение графиков: Установить зависимость между изменяющимися в процессе колебаний параметрами. Эту зависимость удобно представить в виде таблицы, которую можно строить с помощью электронного маркера прямо поверх документа, переносить таблицу и другую важную информацию на следующую страницу с использованием инструмента "Частичная съемка”. - Задание с недостающими или "скрытыми” данными: определить массу колеблющегося груза Для акцентирования внимания учащихся на недостающих данных используем цветные маркеры, а также инструмент "Прожектор”, который позволяет выделить только нужную часть экрана. - Используя интерактивную доску, можно организовать и такую форму активной деятельности учащихся с интерактивными моделями: в качестве домашнего задания учащиеся получают индивидуальные задачи или составляют их тексты сами (с учетом функциональных возможностей модели и диапазонов изменения числовых параметров величины). Выполненная работа сканируется, а на уроке правильность решения проверяется с помощью компьютерного эксперимента. Возможна корректировка работы с помощью маркера в режиме Офис. В процессе подготовки к уроку можно создать несколько страниц с детскими работами, что значительно повышает производительность урока. - Организация выступлений учащихся с мультимедийным сопровождением. В основе этой работы лежит использование метода информационного ресурса, основная цель которого - закрепление и расширение теоретических знаний путем ориентации обучающегося в огромном количестве самой разнообразной информации. Главное достоинство этого метода - возможность для обучающегося многократно обрабатывать учебную информацию в доступном для него темпе и в удобное время. Деятельностью ученика при подборке и систематизации мультимедиа-ресурсов, оформлении презентации руководит учитель. Интерактивное устройство дает возможность работать непосредственно у доски, без использования мыши и клавиатуры, что делает сообщение учащихся более зрелищным, приучает их к публичным выступлениям. - Формирование умений и навыков при выполнении тренировочных заданий. Использование инструмента "Шторка” позволяет скрыть решение или ответы к задаче, что применяется при поэтапной или самостоятельной проверке решения. Перемещение объектов позволяет учащимся составлять логические цепочки, схемы, размещать информацию в сравнительных и обобщающих таблицах, диаграммах и многое другое. При этом используется функция клонирования, перетаскивания объектов; построение таблиц заданного формата осуществляется в PowerPoint, затем они переносятся на страницу Interwrite Board. Учащимся могут быть предложены следующие задания: 1. Перемещая объекты, заполните таблицу "Полная механическая энергия системы”. 2. Заполните таблицу, перемещая буквы, соответствующие правильным ответам теста. Прочитайте термин, обозначающий распространение колебаний в пространстве. Правильный ответ спрятан за "шторкой”. Цвет можно использовать для акцентирования внимания учащихся на чем-то важном, для обозначения связи между элементами схем, рисунков, формул, для построения нескольких графиков в одной плоскости. |
