«Проектирование и разработка мультимедийного комплекса»

Будущим специалистам, которым предстоит работать в век электронной культуры, особенно важно иметь представление о принципах создания мультимедийных продуктов, программнотехническом обеспечении и перспективах предоставления мультимедийных услуг пользователя учреждений.

Мультимедийное учебное пособие в настоящее время необходимы для повышения продуктивности (результативности) самостоятельной работы студентов, которые открывают возможность изучения предметов в домашних условиях без участия преподавателя.

В имеющихся на сегодняшний день исследованиях использования мультимедиа можно выделить следующую проблему:

необходимость разработки пособия с учетом педагогических, психологических, эргономических условий.

Объектом исследования является электронные средства обучения в условиях высшей школы.

Предметом исследования - проектирование и разработка мультимедийного учебного пособия по дисциплине «Избранные вопросы программирования»

Значимость исследования - разработка мультимедийных учебных пособий является значимой в современном образовании, так как данные технология обучения с применением электронных пособий являются актуальным, наглядным, легко доступным.

Проектирование и разработка мультимедийного комплекса по дисциплине «Избранные вопросы программирования», предлагает реализацию следующих положений:

• учет психологического особенностей восприятия электронного текста;

• процесс формирования умений программированию assemblera будет проходить на основе примеров мультимедийного учебного пособия.

Цель исследования – обоснование и разработка мультимедийного учебного пособия по дисциплине «Избранные вопросы программирования».

Цель исследования определила постановку следующих задач:

• проанализировать психологическую литературу по особенностям восприятия текста;

• проанализировать и уточнить сущность и структуру мультимедийного учебного пособия;

• спроектировать и разработать мультимедийное учебное пособие по дисциплине «Избранные вопросы программирования».

В дипломной работе раскрываются теоретические основы создания мультимедийного учебника (глава I), проектирование избранных вопросов программирования (глава II), разработка и тестирование мультимедийного учебного пособия.

В системе мультимедиа существует многообразие используемых терминов. Строгое формальное определение их отсутствует; на практике же встречается неоправданно упрощенный подход, поэтому необходимо определить основные понятия.

Мультимедиа (multimedia) — это компьютерные интерактивные интегрированные системы, обеспечивающие работу с анимированной компьютерной графикой и текстом, речью и высококачественным звуком, неподвижными изображениями и движущимся видео. Если структурировать информацию, с которой может работать мультимедиа, то можно сказать, что мультимедиа — синтез трех стихий: информации цифрового характера (тексты, графика, анимация), аналоговой информации визуального отображения (видео, фотографии, картины и пр.) и аналоговой информации звука (речь, музыка, другие звуки)[14].

Основная проблема при разработке мультимедиа проектов — это совместная обработка разнородных данных. В компьютере вся информация (текст, графика, звук, цифровые данные) хранится в цифровой форме, в то время как теле-, видео- и большинство аудиоаппаратуры имеет дело с аналоговым сигналом. Отсюда следуют проблемы перекодировки информации, сжатия/развертки данных, синхронизации разных видов информации при создании единого целого и т.д. Все это стало возможным только при развитии ПЭВМ: возможность преобразования информации из одного типа в другой, резко возросшая память, быстродействие, достижения в области видеотехники, лазерных дисков. Это настолько важно, что наличие лазерного диска (аналогового или СD-RОМ) может выступать одним из серьезных критериев возможности системы как мультимедийной. Кроме того, большинство авторов статей о системах мультимедиа считают необходимым наличие как минимум системы автоматизации рисования, трехмерных объектов, трехмерных моделей декораций произвольной сложности, динамически меняющихся. Применение мультимедиа в сфере образования ряда развитых западных стран идет достаточно успешно и имеет следующие направления: видеоэнциклопедии; интерактивные путеводители; тренажеры; ситуационно-ролевые игры; электронные лектории; интеллектуальные персональные гиды по различным научным дисциплинам, являющиеся обучающими системами с использованием искусственного интеллекта; исследовательское обучение при моделировании изучаемого процесса в аналоговой или абстрактной форме; системы самотестирования знаний обучающегося; моделирование ситуации до уровня полного погружения — виртуальная реальность (для изучения языка — моделирование деловых переговоров на иностранном языке, моделирование положения на бирже при изучении экономических вопросов и т.д.).

Компьютеризированное обучение на базе технологии мультимедиа не может заменить человека-преподавателя, но оно может дополнить и усовершенствовать его деятельность, а в некоторых областях, развивающих самостоятельность, творческое мышление, сыграть уникальную роль, которую мы сейчас еще не осознаем в полной мере. Во всяком случае, уже определилась тенденция связывания мультимедиа большой сетевой системой, (некоторые исследователи называют этот этап «гипермедиа», используя известный термин в новом смысле). В итоге просматривается создание распределенного обучающего окружения и доступа к необходимой всевозможной информации в мультимедийном варианте. В этой области еще следует выполнить огромную работу, чтобы определить, как наилучшим образом организовать учебный процесс при взаимодействии с большой информационной системой.

Мультимедиа обеспечивает пользователю разнообразные формы взаимодействия с информацией; управление (последовательностью демонстрации, скоростью протекания процессов и т.п.); получение дополнительной информации (в виде, например, подсказок, всплывающих в разных точках экрана); диалог (внутри информации организуют проверочные вопросы и контрольные тесты) и т.п. Мультимедийная информация, оснащенная перечисленными средствами, в значительной мере способствует качеству ее усвоения.

Основой развития систем мультимедиа является технология, которая получила название «виртуальная (кажущаяся) реальность». Эта новая неконтактная технология информационного взаимодействия позволяет создать иллюзию непосредственного присутствия человека, в реальном времени в представленном на экране мире. Область, в которой возникает взаимодействие человека и компьютера и которая проявляется в созданной виртуальной реальности, принято называть кибернетическим пространством.

По нашему мнению, внедрение компетентностного подхода в практику преподавания может быть более эффективно, если у будущих преподавателей будут сформированы теоретические представления о возможностях мультимедиа-технологий и методика формирования на их основе «типичной ситуации» или «виртуальной реальности», в которой студент сможет отрабатывать навыки деятельности, определяемые данной компетенцией. При этом наибольшую эффективность будут иметь индивидуально-ориентированные продукты и технологии, которые включат в себя:

• мультимедиа-программы, адаптируемые к индивидуальному образовательному стилю и потребностям обучаемого;

• поддержку активной роли обучаемых в образовательных процессах за счет многофункциональности и многообразия использования мультимедиа и гипермедиа и введения интеллектуальных виртуальных агентов в образовательные мультимедиа-ресурсы;

• отдельный курс «Мультимедиа в образовании» в рамках информационной и методической подготовки;

• контрольно-оценочный компонент.

Таким образом, создание мультимедийного электронного пособия является актуальным и будет дополнительным пособием студентам при изучении дисциплины «Избранные вопросы программирования».

1.1. Требования, предъявляемые к мультимедийному учебному пособию.

Компьютер в нашей жизни занимает все больше место, ЭВМ управляют движением космических кораблей, контролируют технологические процессы, планируют и организуют производство, редактируют и переводят тексты, играют в шахматы, рисуют, сочиняют музыку и т. д. Трудно назвать отрасль производства, область науки или сферу услуг, где бы компьютер не нашел применения.

И хотя формирование у студентов нравственных качеств может быть доверено лишь преподавателю - человеку, многое в педагогическом деле можно и следует перепоручить «преподавателю-компьютеру», что позволит устранить отставание системы народного образования от требований и возможностей научно-технической революции.

Внедрение компьютеров в учебный процесс сгладит в определенной степени противоречие между экспоненциально возрастающим объемом знаний, накапливаемым наукой, и существующими сроками обучения. Заметим, что научная информация, необходимая для усвоения и творческого применения, не только возросла в объеме, но и качественно усложнилась, что делает невозможным овладение студентами этой информацией при помощи традиционных прежних средств обучения.

В соответствии с задачами реформы образования, предстоит оснастить школы страны микропроцессорной техникой. Применение ее в процессе обучения обогатит арсенал технических средств, позволит интенсифицировать обучение, сделает разнообразнее структуру учебного процесса.

Использование микропроцессорной техники позволяет увеличить время занятия, расходуемое на дифференцированные и индивидуальные виды обучения, что дает возможность в большей степени учитывать индивидуальные различия студентов, особенности усвоения материала. Внедрение микропроцессорной техники в учебный процесс обоснованно опровергает устоявшуюся столетиями точку зрения о непоколебимости триады: «преподаватель—студент—учебник». Необходимо важным компонентом в этом перечне должно явиться управление обучением с помощью ЭВМ. Конечно, использовать ЭВМ в учебном процессе надо не с целью создания на уроке «модной электронной обстановки», а с целью резкого повышения эффективности урока.

Основное назначение компьютера техники как средства обучения — организация работы учащихся по диалоговым программам: учебно-игровым, обучающим, контролирующим, программам для моделирования того или иного процесса и т. д. Они обеспечивают постоянный контакт с каждым учащимся в режиме диалогового взаимодействия.

Достоинство мультимедийного учебного пособия состоит в том, что учебный материал хорошо иллюстрирован, программы помогают преподавателю контролировать и регулировать индивидуальный процесс усвоения, учитывать различные уровни подготовленности учащихся, в большей степени концентрировать внимание на изучаемом материале, повысить долю самостоятельной работы школьников, добиться более сознательного отношения к их собственной учебной деятельности.

Обучающие диалоговые программы нейтрализуют главный недостаток традиционной системы обучения — слабое или отсутствующее воздействие результатов текущего усвоения знаний на ход дальнейшего обучения и относительную пассивность студентов в условиях объяснительно-иллюстративного метода обучения, когда большой удельный вес знаний дается в готовом виде учителем без опоры на самостоятельную работу школьников.

Эти программы позволяют соединить воедино процессы изучения, закрепления и контроля усвоения учебного материала, которые при традиционном обучении чаше всего оказываются искусственно разорванными.

Конечно, следует особо отметить, что сами по себе программы не должны выступать доминирующим элементом в конструировании процесса обучения. Значительно большее значение имеет подчинение этих программ, форм их применения педагогическим целям, особенностям материала и конкретным условиям обучения.

Использование в процессе обучения диалоговых обучающих программ не отрицает и не ограничивает творческую роль педагога, не ставит его в роль инструктора, пассивно наблюдающею за работой студентов. Преподавателю и в этих условиях должен быть отдан приоритет в таких вопросах, как создание познавательной творческой атмосферы в классе, стимулирование интереса студентов к процессу учения, доведение до сознания студентов основных идей и целей урока, поддержание рабочей дисциплины, организация общения и сотрудничества студентов для коллективного решения общих проблем и т. д. Говоря словами основоположника кибернетики Н. Винера, следует «отдать человеку — человеческое, а машине — машинное».

При использовании в качестве средства обучения компьютерной техники определяющая, руководящая роль принадлежит преподавателю.

Время и творческие силы, высвобождаемые за счет применения диалоговых программ, учитель может направить на поиск более эффективного планирования, построения учебного процесса, на проникновение в сущность

педагогических закономерностей.

Для эффективного использования электронных учебников к ним предъявляются определенные требования [14]:

1. Информация по выбранному курсу должна быть хорошо структурирована, и представлять собою законченные фрагменты курса с ограниченным числом новых понятий.

2. Удобство в обращении.

3. Наглядность изложенного материала.

4. Каждый фрагмент, наряду с текстом, должен представлять информацию в аудио- или видео. Обязательным элементом интерфейса для интерактивных лекций должна быть линейка прокрутки, позволяющая повторить фрагмент ученого материала с любого места.

5. Текстовая информация может дублировать некоторую часть интерактивных лекций.

6. На иллюстрациях, представляющих сложные модели или устройства, должна быть мгновенная подсказка, появляющаяся или исчезающая синхронно с движением курсора по отдельным элементам иллюстрации.

7. Текстовая часть должна сопровождаться многочисленными перекрестными ссылками, позволяющими сократить время поиска необходимой информации.

8. Видеоинформация или анимации должны сопровождать разделы, которые трудно понять в обычном изложении.

9. Наличие аудиоинформации, которая во многих случаях является основной и порой незаменимой содержательной частью мультимедийного учебного пособия.

1.2. Принцип создания электронного учебного пособия

Еще в XVII веке Я.А. Коменский сформулировал принцип наглядности: ".все, что только можно, предоставлять для восприятия чувствами"[14.с.132]. Чувственное восприятие изучаемых объектов, их макетов или моделей и их личное наблюдение учащимися. Первоначально наглядность обучения трактовалась как путь познания конкретного (видимого) объекта, например: реальные предметы и явления, а их натуральном виде, модели машин, муляжи, иллюстрационные пособия (раздаточный материал, транспаранты, таблицы) и некоторые графические пособия, учебные кинофильмы и т.д. В современной же дидактике утверждается, что принцип наглядности - это систематическая опора не только на конкретные визуальные предметы (люди, животные, предметы и т.д.) и их изображения, но и на модели.

Модель - условный образ какого-либо объекта или системы объектов. Натуральные предметы и их изображения дают, прежде всего, представление о внешнем облике изучаемого объектом в целом. Модели возводят лишь отдельные, наиболее существенные стороны явления или процесса.

На сегодняшний день существует большое многообразие видов наглядности и их классификаций по различным признакам. Чаще всего методисты обращаются к классификации по содержанию и характеру изображаемого, выделяя три группы.

1.Изобразительная наглядность, в которой значительное место занимают: репродукция картин; фоторепродукции памятников архитектуры и скульптуры; учебные картины – специально созданные художниками или иллюстраторами для учебных текстов; рисунки и аппликации; видеофрагменты; аудиофрагменты; видеофильмы.

2. Условно-графическая наглядность, которая представляет собой своеобразное моделирование, куда входят: таблицы; схемы; блок-схемы; диаграммы; графики; карты; картосхемы; планшеты.

3.Предметная наглядность (для компьютерного учебника будет называться видеофрагментом или фотографией предметных объектов), которая включает: музейные экспонаты; макеты; модели.

1.3. Критерий создания теста мультимедийного проекта

Тестовая программа – это подготовленный специальным образом набор тестовых заданий, обладающий валидностью, объективностью и надежностью и позволяющий измерять обученности испытуемых посредством педагогических и статистических методов.

Под валидностью подразумевается доброкачественность показаний. Объективность означает независимость показаний от субъектов контроля. Надежность – это устойчивость, повторяемость показаний теста.

Сами тестовые задания также должны отвечать определенным требованиям. Работа с тестом всегда многоэтапна, она включает в себя последовательную переработку и обязательную экспертизу. Только многократное доведение теста позволяет получить действенный инструмент измерения обученности.

Экспертиза теста должна проходить на соответствие требованиям валидности, объективности и надежности.

Такая экспертиза теста нужна для того, чтобы тест работал с минимальными погрешностями измерения.

Рекомендации по составлению тестовых заданий:

Если тест состоит из заданий одного типа, то возникает опасность влияния некоторого специфического фактора, присущего данной форме задания, так как каждая форма имеет свои ограничения и недостатки. Таким образом, вносится систематическая погрешность измерения, избежать которую можно только использованием заданий разной формы. Кроме того, разработка заданий одной формы ставит под сомнение функциональную валидность теста, отражающую его способность измерять различные виды познавательной деятельности испытуемого.

Важным фактором, влияющим на точность измерений при тестировании, является утомление. Разнообразие заданий сделает тест менее монотонным для испытуемых. Каждая форма заданий наиболее эффективна при определенных условиях.

Основной подход к разработке тестовых заданий можно сформулировать следующим образом:

• наиболее универсальным заданием можно считать задания типа «Выберите один наиболее правильный ответ», которое подходит практически к любому материалу;

• для получения подробной фактической информации, связанной с усвоением учебного материала, целесообразны задания на установление соответствия;

• на каждый учебный элемент желательно попытаться составить задания каждой формы; возможно, что все задания будут достаточно удачными, но, с другой стороны именно таким образом можно определить наиболее эффективную форму для данного типа материала;

• задания одной формы следует объединить в единые блоки, в заголовки которых вносится инструкция по выполнению задания; например, задания, в которых надо найти один правильный ответ, и задания в которых стоит задача найти несколько правильных ответов должны быть выделены в отдельные блоки, т.к. испытуемые, считая, что правильный ответ может быть только один, не смогут во время сориентироваться и в заданиях второго типа будут допускать ошибки, которые можно отнести к систематическим, т.е. внесенным автором теста; кроме того, при компоновке заданий одного типа по блокам проще и объективнее решается вопрос оценки;

• нет необходимости иметь одинаковое количество заданий в каждом блоке;

• внутри блока задания должны быть расположены по степени возрастающей трудности, аналогично располагаются сами блоки; например, задания с выборочными ответами легче, чем задания «Установить соответствия», ситуационные задания легче помещать в конце текста;

• нет необходимости располагать задания в соответствии с логикой изложения материала.

Мультимедийное учебное пособие разработано с учетом психологических особенностей восприятия и запоминания учебного материала.

При обследовании предметной области «Избранные вопросы программирования» было определено содержание предмета, состоящее из теоретического материала и тематики лабораторных работ, которые являются основой мультимедийного учебного пособия.

Мультимедийное учебное пособие обеспечивает пользователю разнообразные формы взаимодействия с информацией; управление (последовательностью демонстрации, скоростью протекания процессов и т.п.); получение дополнительной информации (в виде, например, подсказок, всплывающих в разных точках экрана); диалог (внутри информации организуют проверочные вопросы и контрольные тесты) и т.п. Мультимедийная информация, оснащенная перечисленными средствами, в значительной мере способствует качеству ее усвоения.

Мультимедийное учебное пособие написано нами на языке HTML и Delphi, он удобен в обращении, по информационным объемам мал, дает возможность просмотра на персональном компьютере с минимальными требованиями.

В мультимедийном учебном пособии тест позволяющее провести объективную оценку достигнутого уровня знаний, умений навыков при их проверке. Тестовые задания, как правило, позволяют оказать стимулирующее воздействие на познавательную деятельность студентов, обеспечивают быстроту проведения контроля, могут быть использованы при обучении, самоконтроле, самоподготовке и представляют возможность убедиться в эффективности тестирования.

В выпускной квалификационной работе разработана методика проводимых занятий разного типа, как по форме, так и по содержанию:

• объяснения нового материала (вводные занятия, лекции и семинары);

• самообучение и самоподготовка;

• как справочное пособие;

• повторительно-обобщающие занятия (обзорные лекции);

• закрепление и систематизация знаний.

Кроме того, этот курс может использоваться при проведении внеурочных, факультативных, кружковых занятий, работы с отстающими и пропустившими плановые занятия и, наконец, для самоподготовки заочников, экстерников.

Так же в нашей работе был выполнен экономически расчет стоимости мультимедийного учебного пособия.

Таким образом, создание мультимедийного электронного пособия является актуальным и будет дополнительным учебным пособием студентам при изучений дисциплин «Избранные вопросы программирования».

Вендров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем, - М.: финансы и статистика. 2000.-352с.

Гост 19.102-77 – стадии разработки.

Гост 19.106-78 – техническое задание, требования к содержанию и оформлению.

Готлиб М. Структура автоматизированной обучающей системы // Информатика,1987.,№3, – с.11.

Гречихин А.А., Древс Ю.Г. Типология, стандартизация, компьютеризация. – М.: МГУ, 2000. – 255с.

Дробушевич Г.А. Справочник программиста. – Мн.: Выш. школа, 1978. – 192с.

Кириленко А., HTML. – СПб.: Питер, 2006. – 272с.

Краснова Г.А., Соловов А.В., Беляев М.И. Технологии создания электронных обучающих средств. – М.: МГИУ, 2002. – 304с.

Липаев В.В. Надежность программных средств, - М.: СИНТЕГ, 1998.-232с.

М. Семантина, С. Энтина. Достоинства и недостатки компьютерных учебников//Компьютерные инструменты в образовании, 2000г.,№1

Меняев М.Ф. информационные технологий управления: Учебное пособие. В 3кн.: Книга1: Информатика. – М.: Омега-Л, 2003. – 464с.

Нертон П., Соухе Д. Язык ассемблера для IBM PC: Пер. с англ.– М.: изд-во «Компьютер», «Финансы и статистика», 1992,–352с.

Общая психология: Курс лекций для первой ступени педагогического образования / Сост.Е.И. Рогов. – М.: ВЛАДОС, 1995. – 448с.

Основы инженерной психологии: Учеб. пособие. М., 1977.–355с.

Паскакалов К.Ф. Тестирование программного обеспечения как средство обеспечения качества// Diass of tINFO-2000.-сентябрь;

Педагогика: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / под ред. В.А. Сластенина. – 2-е изд., стереотип. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 576с.

Першиков И., Савинков В.М. Толковый словарь по информатике.-М.: Финансы и статистика, 1991.-543с.

Пильщиков В.Н. Программирование на языке ассемблера IBM PC. –М.: «Диалог-МИФИ», 1998. –288с.

Практикум по общей психологии: Учеб. пособие для студентов пед. инс-тов / Под ред. А.Н.Щербакова. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: просвещение, 1990. – 288с.

Проворов А.С., Смолянинова О.Г. Интеграция образовательных программ КГУ // Тезисы Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы интеграции средней и высшей ступеней региональной системы непрерывного образования». — Тамбов, 2001. – с. 42-43.

Психология ощущения и восприятия / Под ред. Ю.Б. Гиппенрейтер изд. 2-е, – М.: «Че Ро», 2002.– 610с.

Психология: Учебник для студ. сред. пед. учеб. заведений / Под ред. И.В. Дубровиной. – 2-е изд., стереотип. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 464с.

Руденко-Моргун О.И. Мультимедиа учебник с точки зрения ученика учителя и автора //Вестник ЦМО МГУ, 2001.,№2.

Скэнлон Л., Персональные ЭВМ IBM PC и XT. Программирование на языке ассемблера: Пер. с англ.– М.: Радио связь. 1989, – 336с.

Смирнов А.В., Что такое мультимедиа? // Наука и школа, 2006.,№4, – с.54.

Смирнова Н.Г., Сорокин А.Ф., Тельнов Ю.Ф. Проектирование экономических информационных систем, 2001.-512с.

Смолянинова О.Г. Мультимедиа в образовании (теоретические основы и методика использования): Монография. – Красноярск: Изд. КрасГУ, 2002. — 300 с.

Смолянинова О.Г. Мультимедиа для ученика и учителя // ИНФО. – 2002. — № 2. – с. 48-54.

Смолянинова О.Г. Разработка мультимедийных электронных учебников в среде TOOLBOOK: Учеб. пособие с грифом УМО Педобразования РФ.- Красноярск: Изд. КрасГУ, 2002. -109 с.

Столяренко Л.Д. Основы Психологии. 5-е изд., перераб. и доп. – Ростовн/Д: Феникс, 2002. – 672с.

Федоров В. А. Профессионально-педагогическое образование, теория, эмпирика, практика. - Екатеринбург. Изд-во Урал., 2001.–330 с.

Хрестоматия по психологии: Учеб. пособие для студентов пед. инс-тов / Сост. В.В. Мироненко; Под ред. А.В. Петровского. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Просвещение, 1987. – 447с.

Эрганова Н. Е. Методика профессионального обучения: Учеб. пособие.3-е изд., испр. и доп. - Екатеринбург: Изд-во Рос. гос., 2005.-150 с.