Мультимедиа как средство гуманизации дистанционного технического образования
Authors: Сук Олександр Пилипович , Майстренко Олексій Михайлович 
Published: March 2022

Роль мультимедиа в открытом дистанционном образованииСистема технического образования находится в определенном кризисе, являющемся отражением глобального нравственно-экологического кризиса современной цивилизации. Становится все более очевидным, что только организационными или техническими способами найти выход из этого положения нельзя. Простые тривиальные решения проблемы ограничены материально-экономическими ресурсами, социальными и национальными барьерами. Необходим переход к новому мировоззрению, раскрывающему связь между материальным и духовно-информационным миром, глубокое изучение и осознание достижений традиционных естественных наук в органическом единстве с философией, религией, психологией, искусством, экологией [1]. Магистральным путем такого перехода является гуманизация образования. С ее помощью можно направить цели познания в русло гуманизма, сделать гуманным сознательно-ценностный выбор.Другая важная причина изменения парадигмы образования заключается в проникновении информационных технологий (ИТ) во все сферы деятельности человека. Для успеха на рынке труда современный специалист должен знать и владеть всем многообразием возможностей ИТ. Кратчайший и наиболее эффективный путь к достижению указанной цели – интенсивное использование ИТ в учебном процессе. При этом одним из определяющих становится открытое дистанционное образование (ОДО), основной которого служит педагогика сотрудничества, а весь процесс обучения проходит в информационном пространстве [2]. Основополагающим принципом концепции ОДО является ориентация на личность учащегося. Это означает необходимость учитывать, что человек способен не только логически мыслить, но творить и чувствовать.Вовлечение в процесс обучения эмоциональной сферы учащегося резко усиливает качество восприятия знаний, превращает процесс познания из скучного и однообразного занятия в увлекательное путешествие в мир нового, существенно продлевает время активного использования учебной информации, облегчает ее извлечение из долговременной памяти за счет использования ассоциативных связей. Всего этого можно достичь, если в процессе образования используются все средства обучения: текст, графика, анимация, звук, видеозаписи, а также программные комплексы, позволяющие моделировать реальные процессы и осуществлять наработку практических навыков (тренажеры). Только в таком случае можно говорить о мультимедиа, т.е. множественности различных информационных сред, существующих одновременно. Проблемы и технологии использования мультимедийных элементовРазработка дистанционного курса (ДК), содержащего методически оправданное и педагогически взвешенное разнообразие мультимедиа, очень важный, но только первый этап работы преподавателя в ОДО. Следующая задача – доставить ДК к учащемуся и создать для его работы комфортные условия. В ОДО возможно несколько видов доставки ДК, или его форматов. В настоящее время все большую популярность в мировой практике ОДО завоевывает использование информационных сетей (интернет-формат ДК), активно продолжается применение для этих целей телевидения, в том числе спутникового, иногда по-прежнему используют услуги почтовой связи.Как показывает мировой опыт, мультимедийный ДК в интернет-формате можно успешно эксплуатировать, начиная со скорости передачи по сети не менее 256 кб/с. При нынешнем состоянии систем коммуникации в Украине, когда скорость передачи во многих информационных сетях, особенно использующих телефонные линии, редко превышает 30-50 кб/с, удобным для доставки является смешанный формат ДК. В нем информационное ядро курса и его интерактивная компонента (система обратной связи учащийся-преподаватель, тестовые комплексы) создаются в интернет-формате, например, с помощью виртуальной учебной среды. Видео и аудиофрагменты, а также моделирующие и тренажерные комплексы передаются учащемуся записанными на компакт-диске (CD-ROM), с обязательными ссылками на эти мультимедийные элементы в ядре курса. Еще одним преимуществом указанного формата, весьма важным при существующей в Украине нехватке учебной литературы, является возможность поместить на CD-ROM дополнительную учебную информацию, например, учебные видеофильмы, электронные версии хорошо зарекомендовавших себя учебников и методических пособий, подборки журнальных статей, словари и т.д. Разработка подобных ДК довольно трудоемка, поэтому осуществляется не часто, но уже первые шаги показывают эффективность этого формата как с точки зрения скорости доставки, так и при использовании в учебном процессе.Итак, ДК разработан и доставлен к учащемуся. Начинается учебный процесс и вдруг выясняется, что тот или иной мультимедийный элемент не запускается, не отображается и т.д. Поэтому очень важно, чтобы все элементы ДК перед отправкой были протестированы в максимально жестких условиях работы, а в описании ДК обязательно были указаны минимальные требования к компьютеру учащегося и его сетевому и программному обеспечению, при выполнении которых «все должно работать и работать как дóлжно».Изучение естественных наук немыслимо без проведения экспериментов. Основным признаком ОДО является то, что обучение проводится на расстоянии, т.е. дистанционный студент обучается, не выходя из дому – следовательно, лишён возможности проводить натурные лабораторные эксперименты. Этот существенный недостаток может быть частично смягчен за счёт внедрения в дистанционный курс учебных тренажёров, которые представляют собой интерактивные виртуальные модели лабораторных установок, эмулирующие реальные характеристики изучаемых процессов и явлений. Наибольшая степень интерактивности достигается в случае, когда процесс проведения эксперимента проходит в реальном времени.Качество ДК определяется несколькими критериями, среди которых одним из наиболее важных является «интуитивность», т.е. объединение чувства и мысли в процессе обучения. Такая интуитивность может быть достигнута путем использования современных мультимедийных программных комплексов, например, 3D Max Studio в совокупности с Macromedia Director. Этот комплекс позволяет приблизить виртуальные лабораторные установки к их реальному аналогу настолько, что отличие между ними заключается только в том, что реальные приборы осязаемы, а виртуальные – нет. Реальность компьютерной модели ограничена также тем, что все манипуляции с виртуальной лабораторной установкой производятся с помощью манипуляторов компьютера.Процесс создания виртуальных учебных тренажёров можно разделить на следующие этапы:С помощью программы трёхмерного моделирования (например, 3D Max Studio) создаётся максимально приближенная к реальному аналогу трехмерная модель лабораторной установки.Используя специальные программные модули (plugins), файл, хранящий данные о трехмерной модели, преобразуется в файл, содержащий объектное описание всех элементов этой модели и связей между ними.Файл, полученный в результате предыдущих действий, импортируется в программу, которая позволяет его обрабатывать (например, Macromedia Director). С помощью языка этой программы, который содержит математический модуль, между конструктивными элементами трёхмерной модели устанавливаются связи, аналогичные тем, что имеются в реальной установке. Так, например, можно установить связь между геометрическими размерами двух заряженных шаров, их взаимным расположением и силой взаимодействия между ними при разных значениях электрического заряда на них.Связь между геометрией трехмерной сцены, содержащей модель лабораторной установки, и «физическими» характеристиками виртуальных объектов может быть установлена с помощью определенных коэффициентов. Эти коэффициенты, в частности, устанавливают соответствие между относительными размерами элементов модели и размерами их реальных прототипов. Они подбираются эмпирически, и позволяют вычислять реальные значения физических величин, описывающих пространственно-временные соотношения между элементами модели. Такой процесс называется виртуальной эмуляцией или создание «виртуальной реальности». Благодаря применению технологии «виртуальной реальности» резко повышается интерес к учебным тренажёрам. Переход от плоских, статичных иллюстраций лабораторных установок к трёхмерным управляемым моделям, несомненно, является перспективным путём повышения качества дистанционного обучения.Учебные виртуальные тренажеры должны сопровождаться подробным описанием. Примером такого описания может служить инструктивный фильм, содержащий подробную информацию о ходе проведения эксперимента. Главное действующее лицо этого фильма – преподаватель, который подробно объясняет ход эксперимента, дополняя свои пояснения теоретическими комментариями. Учащийся, перед проведением лабораторной работы на учебном тренажере внимательно просматривает инструктивный фильм, затем читает письменное описание порядка выполнения лабораторной работы. Порядок выполнения лабораторной работы включает в себя кроме традиционных разделов еще и специальные указания, относящиеся непосредственно к работе с виртуальной моделью, т.е. к её управлению, настройке и т.п.Дистанционный студент, работающий с описанным тренажером, имеет почти такие же возможности для практической деятельности, как и его коллега, обучающийся в традиционном университете. Виртуальные лабораторные работы в дистанционном курсе «Неразрушающий контроль в машиностроении»Приведенные соображения легли в основу разработки нескольких виртуальных лабораторных установок для дистанционного курса «Неразрушающий контроль в машиностроении». Одна из них – «Измерение малых расстояний с помощью интерферометра Майкельсона». Принцип измерения расстояний с помощью интерферометр Майкельсона положен в основу многих устройств неразрушающего контроля, поэтому практические навыки работы с этим интерферометром необходимы всем специалистам. На рис. 1 показана последовательность слайдов, отражающая ход проведения работы. Рис. 1. На слайде 1 а показан вид установки на начальном этапе. Студент знакомится с элементами опытной установки, используя возможность приближаться, удаляться, поворачивать камеру относительно центра сцены, получая, тем самым, возможность осмотра установки из различных положений.Слайд 1 б иллюстрирует второй этап работы, в котором нажатием мыши на блоке шкалы измерений и на окуляре (конструктивных элементах установки) на нижнюю часть экрана выводится их увеличенное изображение.Слайд 1 в характерен для третьего этапа, в котором включается источник белого света. Возникающая при этом интерференционная картина используется для нахождения нулевой интерференционной полосы, соответствующей началу отсчета на шкале перемещений.Слайд 1 г показывает этап работы, на котором в качестве источника света используется лазер. При этом в окошке окуляра появляется интерференционная картина в монохроматическом красном свете. Последующие действия слушателя дают ему возможность воочию увидеть смещение интерференционной картины в окошке окуляра и найти его величину, выраженную числом полос. По известному смещению интерференционной картины и длине волны красного света слушатель определяет перемещение одного из зеркал интерферометра. ЗаключениеОткрытое дистанционное образование из далекой перспективы все заметнее становится если не сегодняшним днем, то уже ближайшим будущим украинской высшей школы [3]. Поэтому так актуально тщательное и подробное исследование всех специфических возможностей, форм и методов ОДО, среди которых, наряду с усилением интерактивности и уровня самостоятельности работы, важную роль играет педагогически грамотное применение мультимедийных средств на всех этапах разработки и эксплуатации учебных курсов. Мультимедийные компоненты должны стать неотъемлемой частью педагогических технологий, основанных на принципах гуманизации образования. Здесь нужны и теоретические исследования и проведение педагогических экспериментов, что составляет один из приоритетов деятельности Центра дистанционного образования НТУ «ХПИ».