Технические средства обучения и методика их использования

Диск покрывается сверху специальным магнитным слоем, который обеспечивает хранение данных. Информация записывается с двух сторон диска по дорожкам, которые представляют собой концентрические окружности. Плотность записи данных зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, так называемого числа дорожек на поверхности диска, а также от плотности записи информации вдоль дорожки.

Обычно при покупке на поверхность диска не нанесены дорожки и секторы. В таком случае диск надо отформатировать самостоятельно. Для этого в состав системного программного обеспечения компьютера включена специальная программа, которая производит форматирование диска - его разметку на секторы (кластеры).

Дисковод для гибких дисков относится к группе накопителей прямого доступа (когда нужная информация может быть воспроизведена сразу, как только в ней возникает необходимость) и устанавливается внутри системного блока. Диск вставляют внутрь дисковода, и при обращении к нему соответствующей программы головка записи/чтения устанавливается на нужное место. Один двигатель дисковода обеспечивает вращение диска внутри защитного конверта. Чем выше скорость вращения, тем быстрее считывается информация, а значит, увеличивается скорость обмена информацией. Второй двигатель перемещает головки записи/чтения по поверхности диска и определяет другую характеристику внешней памяти - время доступа к информации.

Защитный конверт диска имеет область доступа к данным и средства закрепления диска на кронштейне внутри дисковода для обеспечения вращения диска. Диск имеет также окошко защиты от случайной записи.

Для обращения к диску, установленному в дисководе, компьютер использует специальные имена. Как правило, дисководу для считывания информации с 3,5-дюймового диска присваивается имя в виде латинской буквы с двоеточием А:, а для 5,25-дюймового или второго 3,5-дюймового - в виде латинской буквы с двоеточием В:.

Наличие после буквы двоеточия позволяет компьютеру отличить имя дисковода от буквы.

Правила работы с дисками рекомендуют не дотрагиваться до поверхности диска руками, не держать диск вблизи сильного магнитного поля, не подвергать его нагреванию. Лучше всего сделать его копию на случай выхода диска из строя.

Лазерные, или оптические, диски внешне напоминают обычный музыкальный компакт-диск. Благодаря незначительным размерам и большому объему хранимой информации, надежности и долговечности лазерные диски стали популярными носителями информации. Объем информации, хранящейся на лазерном диске диаметром 120 мм, достигает 650 Мегабайт (Мб), что соответствует информации звукового файла длительностью 74 мин.

Название диска определяется методом записи и считывания информации. Информация на дорожке создается мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска впадины, и представляет собой чередование впадин и выступов. При считывании информации островки отражают свет лазерного луча и воспринимаются как единица (1), впадины не отражают луч и соответственно воспринимаются как ноль (0).

Бесконтактный способ считывания информации с помощью лазерного луча определяет долговечность и надежность компакт-дисков. Как и магнитные диски, оптический диск относится к устройству с произвольным доступом к информации.

Обычно компьютеры и современные аудиосистемы оснащаются дисководами, которые имеют источник слабого лазерного луча, способного только считывать информацию с лазерного диска, но не изменять ее. Поэтому такие дисководы называют дисководами только для чтения, что является переводом английского термина Compact Disk Read Only Memory, или сокращенно: CD-ROM.

Лазерный диск, информация которого может быть изменена, называется CD-RW (Rewritable). Информация на перезаписываемых компакт-дисках может быть изменена с помощью специального дисковода, оптическая система которого имеет источник мощного лазерного луча.

Цифровая технология мини-дисков обеспечивает превосходное качество звука в сочетании с предоставляемыми пользователю лучшими возможностями для записи. Заключенный в квадратную жесткую оболочку с размером стороны 64 мм MD является самым универсальным носителем цифровой звукозаписи. Можно до миллиона раз записывать звук, стирать, перезаписывать и монтировать записи без потери качества звучания. Один мини-диск обеспечивает 74 мин высококачественного звучания при воспроизведении. Уже имеется в продаже большое количество наименований мини-дисков с музыкальными записями.

В последнее время находят применение новые виды носителей информации: магнитооптические диски и диски Бернулли, используемые для сохранения накопленной информации. Диски имеют большую емкость и высокую скорость доступа к информации. Перспективными разработками в области носителей информации является создание носителей на основе голографии. При стандартных размерах носителей 3,5 и 5,25 дюйма объем информации расширяется до сотен Мб и даже нескольких Гб.

В последние годы было очень много учебных радиопередач, разработанных специально для учебных целей. Теперь, к сожалению, такого вещания практически нет, да и качество звука при радиотрансляции значительно ниже. Но по-прежнему можно использовать отрывки из разнообразных познавательных радиопередач, записав их с помощью современных звукозаписывающих средств на магнитную ленту или диск. Особенностью современных радиопередач является то, что в студию приглашаются известные ученые, политики, писатели и т.д. Информация эта оперативная и имеет интерактивный характер, так как нередко можно позвонить в студию и задать приглашенному человеку свои вопросы.

Записанные на магнитную пленку передачи или другая информация носят название магнитофильмов. Из них в ряде школ и при институтах усовершенствования учителей в свое время были созданы фонотеки.

Построенные в форме инсценировок, литературно-музыкальных композиций, сюжетных рассказов с элементами драматизации, бесед и лекций ученых, радиопередачи служат для учащихся источником новых знаний, помогают им проникнуть в творческую лабораторию ученого, писателя, актера.

К некоторым радиопередачам (особенно на уроках физики, математики, астрономии и трудового обучения), записанным на магнитную ленту, целесообразно подбирать иллюстративный материал (диапозитивы, диафильмы, транспаранты) и демонстрировать его либо по ходу передачи, либо после нее.

Комбинированные технические средства (экранно-звуковые) обеспечивают подачу и восприятие информации, предназначенной для зрения и слуха. К ним относят звуковое кино, видеофильмы, учебное телевидение, видеодиски - CD и DVD (Digital Video disk) - цифровой видеодиск. Ряд авторов в эту группу включают также озвученные диафильмы и слайды.

Звуковые кинофильмы по своему дидактическому значению значительно богаче немого кино. Звук в звуковом учебном кинофильме является не только носителем информации, но в сочетании с изображением воздействует и на интеллект человека, и на его чувства, что значительно повышает эффективность обучения.

Учебное телевидение - способ передачи на расстояние учебной зрительной и звуковой информации через систему открытых или замкнутых телевизионных систем. Учебные телевизионные передачи -передачи, создаваемые по темам учебной программы и предназначенные для использования непосредственно на уроке, а также при проведении факультативных занятий и внеклассных мероприятий. Дидактическая значимость этого технического средства мало чем отличается от учебного звукового кино.

Видеозаписи - зафиксированные с помощью видеомагнитофона или телевизионной камеры на специальной магнитной ленте изображение и звук. На уроках используются видеозаписи учебных телепередач, кинофильмов, производственных процессов, опытов, некоторых явлений микромира и т. д.

Широкие возможности открываются с применением видеозаписей во внеклассной воспитательной работе.

Фильмы можно разделить на художественные, хроникально-документальные, научно-популярные, научные, учебные, а также на любительские и телефильмы.

Художественные фильмы снимают по литературным сценариям с участием актеров. Фильмы различают по жанрам: драма, трагедия, комедия, музыкальные и т.д. Есть еще и такое деление: мелодрамы, боевики, триллеры (фильмы ужасов), полицейские (детективные), буффонада, фантастика.

Хроникально-документальные - фильмы, в которых отражены действительные события, работа промышленных и сельскохозяйственных предприятий, строек, институтов, спортивные состязания и т.п.

Научно-популярные фильмы - снятые по сценарию и популярно излагающие научную или техническую проблему, раскрывающие на современном научном уровне явления природы и процессы в различных областях науки, техники, промышленности и сельском хозяйстве. Они рассчитаны на зрителей с самой различной подготовкой, поэтому доступность и занимательность изложения - главные требования, предъявляемые к ним.

Научные фильмы - фильмы, которые созданы в процессе научно-исследовательских работ и служат для решения конкретных научных задач. В учебных целях они практически не используются.

Учебное кино - один из видов научного кино, которое предназначается для демонстрации в ходе обучения и обеспечения наглядности при ознакомлении учащихся с явлениями и процессами, недоступными для непосредственного наблюдения. В некоторых учебных пособиях по ТСО учебное кино называют кинопособием.

Кинопособия содержат позитивное фотографическое изображение движущихся объектов на кинопленке с зафиксированным (оптическим или магнитным способом) звуковым сопровождением, выполненное в соответствии с воспитательно-дидактическими целями и с учетом психолого-педагогических требований. Учебные фильмы (кинопособия) снимают по сценариям и предназначают для учебного процесса.

Каждый учебный фильм должен соответствовать программе определенного курса и учебного заведения, для которого он снят, а также педагогическим требованиям и возрастным особенностям учащихся. Содержание учебного фильма доносят до учащихся с помощью выразительных средств кино, специальных видов съемок, мультипликации и т. п.

Разновидностями учебного фильма являются:

- кино- или видеофрагмент - 3 - 5-минутный фильм, раскрывающий содержание одного из вопросов темы;

- киноколъцовка - небольшой (10-12-метровый) фильм, содержащий информацию о циклическом процессе, например рабочий процесс двигателя внутреннего сгорания, или допускающий многократное повторение одних и тех же кадров и текста, например, при изучении иностранных языков; для демонстрации фильм склеивают в кольцо и показывают многократно до тех пор, пока учащиеся не усвоят суть процесса;

- кино- или видеокурс - кинопособие, состоящее из нескольких частей и охватывающее содержание раздела или целого курса;

- кино (видео) хрестоматия;

- ситуационный фильм.

Учебные фильмы бывают звуковые и немые, черно-белые и цветные. Они создаются в основном по такому учебному материалу, по которому использование других средств обучения и воспитания не дает нужного эффекта.

Телефильмы снимают по сценариям специально для показа по телевидению с учетом специфических особенностей восприятия изображения с малого экрана. Так, в телефильмах шире используют крупные планы, лучше воспринимаемые на телеэкране, оптические наезды (трансфокатором) в сочетании с движением съемочного аппарата, менее контрастное освещение и мягкую печать фильмокопий и т.д. Телефильмы по своему содержанию и целевой направленности могут относиться к любому из перечисленных выше видов.

Любительские кинофильмы кинолюбители снимают в различных жанрах, используя облегченную и упрощенную 8- и 16-миллиметровую аппаратуру. Нередко в школах и внеучебных заведениях работают кружки, секции, клубы кинолюбителей, члены которых не только обучаются кино- и видеосъемкам, но и снимают фильмы, которые можно использовать в учебных и воспитательных целях.

Большие перспективы открываются перед применением в недалеком будущем в учебных заведениях телепередач и различных видеозаписей не только на видеокассетах, но и на видеодисках.

Видеодиском называют диск, похожий на гибкую грам-пластинку и предназначенный для воспроизведения сделанной на нем записи изображения и звука с помощью видеопроигрывателя.

За рубежом производятся видеодиски следующих типов:

1) видеодиски со спиральными канавками (аналогичные долгоиграющим грампластинкам) с изменением рельефа (глубинной записью), но со значительно большей плотностью записи и меньшим размером канавок; считывающее устройство работает при контакте с диском;

2) видеодиски со спиральной дорожкой-канавкой; считывание записи производится с помощью емкостного щупа, реагирующего на изменение электрической емкости между ним и поверхностью диска;

3) видеодиски с оптической записью; считывание записи осуществляется с помощью пучка света, создаваемого лазером: луч отражается от непрозрачного диска и воспринимается фотоприемником;

4) видеодиски с оптической записью; считывание происходит с помощью пучка света, проходящего через прозрачный диск, на просвет.

Перспективность видеодисковых систем как экранно-звуковых средств определяется высоким качеством изображения, простотой пользования и более низкой ценой видеодисков по сравнению с видеокассетами и магнитной лентой. Этому способствуют отработанность технологии производства видеодисков, невысокая стоимость исходного материала и скорость процесса изготовления -процесс печати (штамповки) занимает несколько секунд. Видеодиски позволяют начать воспроизведение с любого места записи, как на грампластинке (система прямого доступа), не дожидаясь, как в видеомагнитофоне, пока будет перемотана лента. Отличительной особенностью DVD-технологии является то, что эти носители позволяют написать объем почти в 7 раз больший, чем на обычный CD-диск (650 Мб информации). DVD-технология построена на принципах высококачественного воспроизведения звука и видео.

Вопросы и задания

1. Перечислите основные понятия этого параграфа.

2. Постарайтесь каждое из них воспроизвести, проверяя, насколько Вы поняли смысл определения и можете его сформулировать.

3. Перечислите звуковые пособия; экранно-звуковые пособия.

4. Просмотрите учебные программы по своей специальности и определите, что из учебного материала следовало бы представить в виде звуковых или экранно-звуковых пособий. Попробуйте это реализовать в небольшом учебном магнито- или видеофильме.

§ 5. Звуковая и экранно-звуковая аппаратура

Аудиоаппаратура и ее характеристики

Наиболее важными критериями при выборе аудиотехники считаются широта диапазона воспроизводимых частот и выходная мощность усилителя. Техника класса Hi-End - это высококачественные акустические системы, усилитель, эквалайзер, двухкассетная дека, СД-плеер. Она очень дорогая. Аудиоцентр класса Hi-Fi дает хорошее звучание, относительно прост в управлении и существенно дешевле.

Аппараты класса Hi-Fi делятся на три основные группы: миди, мини и микро.

Миди - крупнее по размеру и строже по дизайну (Sony LBT-A 590, LBT-390, Sharp CMS-R 500 CD и др.); мини - меньше, более «свободны» в оформлении и пользуются наибольшим спросом (Sony FH-G 50, Technics SC-CA 1060, Panasonic SC-CH 72, Technics SC-CH 505, Philips FW 650 C, Sharp CD-S 3460 h, JVS MX-S 50, Aiwa NSX-V 50, Aiwa NSX-V 90, Samsung MAX-555); микро - компактные, в основном однокассетные, но с очень хорошим звуком (Panasonic SC-CH 150, Philips FW 17/21, Sharp XL 12 h, Samsung MM 11). Функционально же и по качеству звука разница аппаратов трех групп невелика, хотя меломаны предпочитают миди.

Акустические возможности современных музыкальных центров весьма широки. Как правило, лучшие модели включают в себя качественные комплектующие и оптимальные сигнальные тракты вплоть до усилителей класса А (минимум искажений и высокая скорость передачи сигнала) и функции Source Direct (отключение при воспроизведении всех корректирующих цепей с целью получения естественного звучания звукозаписи).

В последнее время музыкальные центры миди стали все чаще оборудоваться системой Dolby ProLogic (Technics SC-CA 1080, Technics SC-CH 730, Aiwa NSX-V 90 и др.) для создания эффекта объемного звучания. Этот эффект достигается путем применения центрального и дополнительных тыловых динамиков, а также специальным кодированием звука при записи на компакт-диск; благодаря значительной выходной мощности данные мини-системы могут прекрасно обслуживать малые и небольшие спортивные залы.

Серьезными эксплуатационными преимуществами обладает эквалайзер - устройство, позволяющее в зависимости от характера музыки и желания слушателей выстроить частотные характеристики. Самые простые музыкальные центры имеют фиксированные положения: для классики, рока, джаза и т.д., до 6-8 позиций. Графический (с помощью набора полозков на панели) и электронный (устанавливается картинка на дисплее) эквалайзеры оставляют слушателю возможность «организовывать» звук по своему собственному вкусу. Есть программируемые эквалайзеры, позволяющие зафиксировать свои варианты настройки в памяти центра. Кроме того, существуют некоторые интересные эффекты - дополнительный бас (каждая фирма называет его по-своему, скажем, X-Bass, Bass Boost, V-Bass), пространственное окружение слушателя звуком или эхо, эффект стадиона, концертного зала и т. д.

Диапазон удобств управления новыми аудиосистемами тоже велик: от простых, когда все включается и выключается механически, до сенсорных (тюнер, CD-плеер, дека, таймеры), полностью управляемых с пульта. Блок CD даже у самых простых систем чаще всего управляется дистанционно.

Масса управленческих удобств сосредоточена и на блоке проигрывателя компакт-дисков, который может быть рассчитан на 1, 3, 5 и более дисков. К примеру, при перезаписи отобранных вами музыкальных произведений с компакт-диска вы лишь устанавливаете размер кассеты (45, 60, 90 мин), а аппарат сам размещает запись по дорожкам кассеты.

Некоторые модели (Technics SC-CA 1080, SC-CA 1060, S-CH 530 и др.) способны не только самостоятельно определять длину ленты, но и компоновать звукозапись в нескольких вариантах (система интеллектуального монтажа CCIR). Как правило, проигрыватель имеет возможность программировать вручную порядок воспроизведения номеров музыкальных произведений компакт-диска, а также может иметь режим игровой «рулетки», т. е. произвольного порядка проигрывания записанных произведений.

Немаловажное место в составе музыкального центра занимает двухкассетная дека с автореверсом, поиском нужных программ, шумоподавителем, автоматическим уровнем записи, синхронизацией и монтажом записи с компакт-диска. Часто дека имеет две скорости перезаписи с кассеты на кассету - нормальную и ускоренную.

Тюнер (радиоприемник) способен запоминать несколько десятков выбранных вами станций в диапазонах FM (в некоторых моделях - дополнительно УКВ), ДВ и СВ и даже с опознаванием программ при помощи новой системы RDS. Таймер включит аппарат в нужном вам режиме (запись или воспроизведение) и выключит в заданное время.

Многие новые модели современных музыкальных центров оснащаются системой «karaoke», которая позволяет, подключив к центру микрофон, спеть вместе с любимым вами ансамблем или музыкантом-исполнителем. При этом голос солиста подавляется, а на его место «вставляется» ваш голос.

Компактность акустических систем заставляет конструкторов применять инновационные, нестандартные решения. Например, музыкальный центр Panasonic 5C-CH 150 (СН 170) имеет систему низкочастотных громкоговорителей с акустической воздушной связью в виде двухкамерного устройства типа Kelton, позволяющего распределить звуковое давление по двум камерам для подъема низких звуков, и оригинальное управление обратной связью, подчеркивающее естественность воспроизводимого звучания. Все это называется Active Air Coupling.

Что касается производителей приличных музыкальных центров, то выбор их достаточно широк. Две неплохо знакомых россиянам торговых марки Technics и Panasonic имеют давние и проверенные преимущества, занимая в последние годы верхние строчки в рейтингах продаж. Высокое качество звука и обилие разнообразных сервисных функций при довольно умеренных ценах делают музыкальные центры этих марок довольно выгодным приобретением.

Наряду с ними представляют интерес музыкальные центры фирмы Aiwa, которые при весьма высоком качестве звука и множестве функций отличаются более низкой ценой. Нередко ее модели выпускаются с российским УКВ-диапазоном в дополнение к европейскому FM. Принцип компании Aiwa: за деньги - качество.

Известной популярностью у специалистов функциональной музыки пользуются музыкальные центры фирмы Philips. Высокие европейские стандарты и европейский дизайн, хорошее качество звука и сравнительно невысокая цена привлекают потребителей.

Традиционно очень высоким качеством и надежностью обладают музыкальные центры JVC, которые отличаются широчайшим набором сервисных функций, включая дистанционное управление поворотом дополнительных динамиков Surround Sound. Компания JVC выпускает целую серию музыкальных центров (JVC MX-G 7, MX-S 60, MX-S 50 и др.), на которые стоит обратить внимание.

К числу лидеров можно отнести и продукцию фирмы Sony, которая уже долгое время считается престижной. Можно полемизировать о качестве звука (это дело вкуса и слуха), но сервис музыкальных центров Sony традиционно превосходен.

Таким образом, в условиях современного развития техники оснащение образовательных учреждений необходимой аудиоаппаратурой можно осуществлять на довольно высоком качественном уровне.

Sony предлагает широкий выбор устройств для записи на минидиски как в виде отдельных компонентов, так и в составе систем класса HI-FI (рис. 12).

Рис. 12. Устройство для записи и проигрывания мини-дисков

Есть суперкомпактные портативные проигрыватели, снабженные уникальным цилиндрическим пультом дистанционного управления, похожим на карандаш.

Кинопроекционная аппаратура и техника киносъемки

Аппарат для съемки на светочувствительную пленку объектов, находящихся в движении, и для последующего воспроизведения полученных снимков путем проецирования их на экран первоначально называли кинематографом. Сейчас для этих целей используют аппараты: киносъемочный (киноаппарат, кинокамера) и кинопроекционный (кинопроектор).

Кинематограф появился в результате сочетания хронофотографии (дающей серию моментальных снимков последовательных фаз движения) на светочувствительной пленке, проекции изображений на экран и прерывистого передвижения пленки как при киносъемке, так и при проецировании. Аппарат, в котором сочетались все основные элементы кинематографа, был изобретен во Франции братьями Луи-Жаном и Огюстом Люмьерами (1895), Ж. Демени (1895); в Германии - М. Складановским (1895), О. Местером (1896); в Англии - Р. Поулом (1896); в России - А. Самарским (1896), И. Акимовым (1896); в США - Г. Арматом (1897), Ф. Дженкинсом (1897).

Начало применению кинематографа было положено съемкой фильмов и их публичным демонстрированием в конце 1895 г. в Берлине и Париже.

В учебных заведениях (там, где сохранились учебные кинофильмы) широко применялись и применяются киноустановки облегченной конструкции типа «Украина», «КПШ», «Радуга», «Русь», «Свет», «Каштан», «Луч» и др. Моделям разных лет выпуска присваиваются порядковые номера.

Кинопроектор «Русь-2» (портативный) предназначен для демонстрации немых 8-миллиметровых любительских кинофильмов в аудитории вместимостью 30 чел.

Электропитание от сети 220 В, потребляемая мощность 150 Вт, мощность светового потока 70 лм, масса 5 кг. Кинопроектор обладает следующими преимуществами:

- плавное изменение частоты проекции от 12 до 26 кадров/с;

- обратный ход кинофильма;

- стоп-кадр;

- подключение синхронизатора для воспроизведения звука;

- клавишное управление.

Модель кинопроектора «Русь-340» обеспечивает автоматическую зарядку фильмокопии в лентопротяжный механизм.

Перечисленные киноустановки обеспечивают достаточный размер зрительного поля в соответствующих аудиториях и не требуют специального образования для обслуживания.

Эффективен в использовании рирпроектор, состоящий из светопропускающего экрана, диапроектора с мощным источником света и надежной системой охлаждения, малошумных кинопроекторов с большим световым потоком. В процессе изложения материала метод рирпроекции позволяет учителю действовать на фоне изображения, показывать нужные места изображаемого, быстро менять фон, обстановку, ситуацию.

Важнейшим материалом при создании кинофильма является кинопленка.

Кинопленка представляет собой длинную гибкую и тонкую светочувствительную ленту, по краям которой пробиты отверстия -перфорации, служащие для продвижения пленки в киносъемочных, кинокопировальных и кинопроекционных аппаратах.

По ширине (формату) кинопленка бывает узкой (8, 16 мм), широкой или нормальной (35 мм) и широкоформатной (70 мм).

По фотографическим свойствам и назначению кинопленки бывают: негативные - для киносъемок, позитивные - для печати с негатива (они менее чувствительны) и лавандовые - для получения промежуточных копий при изготовлении вторичных негативов.

Учебные кинофильмы снимают как на черно-белой, так и на цветной кинопленке. Черно-белая кинопленка состоит из четырех слоев: основы, подслоя, эмульсионного светочувствительного (фотографического) и лакового слоев. Основа должна быть гибкой, прозрачной и прочной. Гибкость (эластичность) основы обеспечивается добавлением в процессе ее изготовления смягчителя - пластификатора.

Гибкие прозрачные пленки для фотографических целей впервые в мире были изобретены в России в 1881 г. московским фотографом И. В. Болдыревым. Пленки, предложенные этим изобретателем в 1882 г., за несколько лет до выпуска подобных материалов американской фирмой «Кодак», демонстрировались на Всероссийской промышленной выставке в Москве. Однако изобретение Болдырева не было внедрено в производство.

Все учебные и художественные кинофильмы выпускаются на негорючей основе, которую правильнее было бы назвать безопасной. Так, пленка на диацетатной основе, на которой тиражируется большинство 16-миллиметровых кинофильмов, воспламеняется только при температуре 427°С. При этом загоревшуюся пленку легко потушить, а выделяемые при ее горении газы невзрывоопасны.

Подслой кинопленки скрепляет основу с эмульсионным слоем. Лаковое покрытие - его наносят на наружную сторону основы - служит для предохранения пленки от скручивания во время сушки.

Цветная позитивная пленка имеет более сложное строение и насчитывает семь или девять слоев, три из которых - эмульсионные, чувствительные к синим, зеленым и красным лучам света.

Кроме изображения на кинопленку в процессе работы наносится и соответствующая фонограмма. При производстве школьных учебных кинофильмов применяют оптический (фотографический) и магнитный методы записи звука.

Участок ленты, на который наносится звукозапись, называют фонограммой, или звуковой дорожкой. Если звукозапись выполняется фотографическим способом, то и эту часть пленки покрывают эмульсионным слоем, а если магнитным, то на основу со стороны лакового слоя наносят слой ферромагнитного материала на ширину звуковой дорожки.

Запись звука опережает соответствующие ей кадры видеоряда, что необходимо для синхронизации изображения и звука при демонстрации фильма. При оптической фонограмме опережение составляет 26±0,5 кадра, при магнитной 28 ±1,5 кадра.

Кинопособие или каждая из его частей имеет сюжетную часть, на которой зафиксированы изображение и звуковое сопровождение, и специальные участки в начале и конце, называемые ракордами. Каждый участок сюжетной части фильма состоит из трех элементов - видеоряда, фонограммы и перфорации.

Видеоряд состоит из серии кадров отдельных снимков объекта демонстрации. Все кадры отделены один от другого межкадровой полосой. Расстояние между центрами смежных кадров называют шагом кадра, а расстояние между центрами перфорационных отверстий - шагом перфорации. У 16-миллиметровой фильмокопии шаг кадра и шаг перфорации совпадают.

Начальный и конечный ракорды содержат надписи названия фильма, номера частей, «конец», название кинокопировальной фабрики. Кроме того, на них расположены специальные знаки, обеспечивающие правильную укладку фильмокопии в кинопроектор и синхронизацию работы двух кинопроекционных установок. Перед начальным и после конечного ракорда каждая часть фильмокопии имеет защитные участки из прозрачной, безэмульсионной пленки длиной 1,2 м.

Нормативный срок эксплуатации 16-миллиметровой фильмокопии - 250 сеансов. Техническое состояние фильмокопии оценивают по характеру дефектов перфорации и эмульсионной поверхности, применяя специальную технологию с использованием сигнальных участков и специальных отметок на фильмокопии. В зависимости от технического состояния фильмокопии разделяют на четыре категории: три первые - рабочие, а к четвертой относят фильмокопии, которые должны быть реставрированы или сняты с проката.

Как уже отмечалось, в учебном кино используют разные виды съемки. Нормальная съемка происходит в таком же темпе, что и снимаемый процесс. Ее используют для отображения процессов, действий или событий, сущность которых доступна при непосредственном наблюдении, но наблюдать их в естественном виде во время, отводимое на их изучение, сложно или невозможно.

Нормальную съемку используют также в игровых учебных фильмах, рассказывающих о явлениях и происшествиях, возникновению которых необходимо препятствовать, например, в фильмах по охране труда, рассказывающих о причинах производственного травматизма и способах борьбы с ними, в фильмах о противопожарных мероприятиях и т. д.

Способность кино изменять естественный темп протекания событий на экране, его ускорение или замедление обеспечиваются за счет использования съемок с увеличенной или уменьшенной частотой смены кадров. В зависимости от частоты экспонирования кадров съемки подразделяют на ускоренные, скоростные, замедленные и покадровые.

При ускоренной съемке частоту смены кадров в съемочном окне можно изменять от 32 до 250 кадров/с. Если снимают 240 кадров/с, то в процессе демонстрации фильма, при частоте смены кадров 24 кадра/с событие на экране замедлится в 10 раз. Ускоренную съемку применяют для демонстрации событий, процессов или явлений, недоступных для восприятия из-за большой скорости их протекания. В тех случаях, когда замедление в 10-12 раз недостаточно для доступного отображения событий, на экране используют скоростную, или рапид-съемку. Для скоростной съемки используют специальную съемочную аппаратуру, которая обеспечивает экспонирование от 250 до 50 000 кадров/с. Скоростная съемка делает доступными для восприятия явления, которые протекают практически мгновенно, - электрический разряд, взрыв и т. д.

Если ускоренная и скоростная съемки позволяют замедлить, растянуть во времени события на экране, то замедленная и покадровая съемки решают обратную задачу - они ускоряют темп событий на экране.

Такие виды съемок, и особенно покадровая, делают доступными события, которые из-за малой скорости их протекания плохо воспринимаются: разрушение металла под воздействием агрессивной среды, образование кристаллов льда, прорастание семян и др. Замедленная съемка проводится с частотой от 4 до 16 кадр/с, что позволяет в 1,5-6 раз ускорить событие по отношению к действительному времени их протекания. При покадровой съемке частоту смены кадра можно устанавливать произвольно, в зависимости от времени протекания события, которое отображается в фильме, -1 кадр/с, 1 кадр/ч.

Микросъемка, рентгеносъемка и съемка в крайних лучах производятся с помощью оптических приборов, когда объекты или явления не воспринимаются невооруженным глазом.

Для микросъемки кинокамеру объединяют с микроскопом, имеющим большую разрешающую способность, и проводят съемку нормальную или с измененной частотой смены кадров в зависимости от характера микропроцессов, о которых создается кинофильм. Кинопособия, созданные с использованием микросъемки, позволяют показать учащимся процессы, происходящие на молекулярном и атомном уровнях: функционирование кровеносной системы, процесс деления клетки и т. д.

В научно-популярном, художественном и учебном кино для отображения на экране событий или явлений, которых в действительности не было, используют комбинированную съемку. Комбинированная съемка позволяет объединить на экране события, которые происходили в разное время, и объекты, разделенные большими расстояниями. Результаты комбинированной съемки получаются не только за счет съемочных операций, но и вследствие сложного процесса лабораторной обработки пленки.

В комбинированных съемках используют несколько способов: дорисовку кадра, съемку макетов, мультипликацию, метод проекционного совмещения, рирпроекцию, блуждающую маску.

Большое значение в учебном кино имеет мультипликация (от лат. multiplico - умножаю, увеличиваю). Чтобы получить на экране необходимое движение, художник-мультипликатор должен изготовить (размножить) много рисунков, раскладывающих это движение на составляющие его последовательные фазы.

С помощью мультипликации показывают главным образом объекты и процессы, которые нельзя непосредственно наблюдать. Движущийся мультипликационный рисунок условен, но его применяют обычно в сочетании с натуральными кадрами. Сравнивая и сопоставляя кадры мультипликации с действительным видом объекта съемки, зритель не так явно чувствует условность рисунка.

Мультипликация помогает создать у учащихся наиболее полные и точные представления о сложных биологических, физических, химических процессах, происходящих внутри объекта съемки, в соответствии с их действительным ходом. Школьники знакомятся с работой любого органа человека или действием сложных механизмов и машин, следят за реакцией в огромных химических аппаратах и получением готовой продукции в заводских установках и т.д. Динамический мультирисунок показывает расположение и взаимодействие деталей машин, их назначение и место во всем сложном механизме, наконец, их относительные размеры. Мультипликация может показать то, чего нет в действительности, но создано человеческим воображением (например, различные машины будущего или жизнь в отдаленные от нашей эпохи времена и т.п.).

Мультирисунок требует большой и сложной работы: каждое движение разлагают на множество положений, которые изображают на отдельных рисунках; получают сотни и тысячи кадров - рисунков фаз движения в зависимости от сложности и характера изображаемого движения. Отдельные рисунки фаз движения снимают методом покадровой съемки на специальном мультипликационном станке по одному кадру, аналогично цейтраферной съемке. Затем эти рисунки в строгой последовательности «собирают» на пленку и, пропуская через кинопроекционный аппарат со скоростью 24 кадра/с, заставляют двигаться на экране изображенные на них предметы, схемы, чертежи, карты и т. п. В настоящее время широкое распространение получает компьютерная анимация, которая позволяет создавать очень интересные сюжеты.

Кроме мультипликации в учебных фильмах используются специальные виды съемок, кадры из других видов фильмов.

В учебной работе можно применять кинопособия, созданные с использованием подводной съемки и съемки в условиях опасных сред. Особенностью этих видов съемки является качество применяемой аппаратуры и кинопленки.

В процессе съемки выразительность изображения на экране, его доступность, образность и эмоциональность обеспечиваются не только использованием различных видов съемки, но и применением специальных кинематографических приемов: варьирование планом и ракурсом, движение киносъемочного аппарата.

План съемки определяет размер (масштаб) отображения объекта на экране и зависит от расстояния между кинокамерой и объектом съемки. Различают четыре вида плана: общий, средний, крупный и деталь.

Общий план используют в тех случаях, когда нужно показать обстановку, в которой происходит действие, познакомить зрителя с объектом съемки, показать его взаимосвязь с окружающей средой.

Средний план является как бы частью общего плана, он уточняет, о чем пойдет речь в фильме, направляет внимание на тот предмет, который является объектом рассмотрения. Из кадра убирают далекую перспективу, общий вид окружающей обстановки, оставляют только элементы, связанные с объектом съемки.

Крупный план используют для увеличения показа наиболее важных элементов объекта съемки, показа их взаимодействия.

Отснятые кинокадры монтируют, т. е. объединяют в единое сюжетно законченное произведение - учебный кинофильм.

Полнометражный фильм состоит из 8 частей общей длиной 960 м (длина кинопленки одной части 120 м, продолжительность демонстрации - 11 мин).

Короткометражный фильм состоит из 2-3 частей, общая продолжительность демонстрации кинофильма - 30 мин.

Кинофрагмент имеет продолжительность демонстрации от 3 до 15 мин.

Киноколъцовка имеет продолжительность демонстрации 1-1,5 мин.

Определение длительности демонстрации учебного фильма ведется из расчета 24 кадра/с, что равняется 18 см кинопленки. Длина учебного кинофильма указывается в его техническом паспорте.

Киноаппаратура, используемая в школьной практике, также постепенно вытесняется современными средствами демонстрации видеофильмов, теле- и компьютерными системами. Современные школы уже не оснащаются киноустановками. Учебные кинофильмы износились и практически становятся непригодными для демонстрации, школьные фильмотеки или прекратили свое существование, или постепенно переходят на видеофильмы. Видеофильмов появляется все больше, но, к сожалению, многие из них, великолепно выполненные технически, нередко малоэффективны для использования в учебном процессе, так как их выпустили фирмы, не учитывающие психолого-педагогические и методические аспекты подготовки учебных материалов. Это требует от учителя и воспитателя тщательного подхода при отборе видеофильмов для использования в детской аудитории. Основные недостатки таких видеофильмов: маловыразительная и слишком продолжительная монологическая речь тех персонажей, которые рассказывают о предмете фильма; речевой ряд доминирует над зрительным; съемки того, что проще, интереснее и убедительнее можно рассказать и показать на других наглядных средствах, не используя для этого ТСО; много фоновых кадров, не несущих никакой полезной нагрузки; многотемность, а отсюда - поверхностность и неубедительность видеофильма и др.

Видеотехнологии перспективны для использования в учебно-воспитательном процессе. Видеомагнитофоны, телевизионные приставки сравнительно недороги, просты в обращении. Не представляет большой сложности запись на видеокассету любого материала с экрана телевизора, переписывание фильма с кассеты на кассету. Видеофильм в процессе просмотра очень легко вернуть назад, быстро прокрутить то, что не представляет в данный момент интереса, поставить на паузу, просматривать столько раз, сколько необходимо ученику для усвоения материала. На видеокассету можно записать лекцию, урок, экскурсию, любой наглядный материал или ситуации и т. п. Видеокассеты свободно транспортируются, хорошо хранятся. Учитель и воспитатель могут собрать богатые видеотеки по различным вопросам и областям знания.

Видеофильмы достаточно быстро вошли в повседневный обиход людей, а затем и в образовательные учреждения.

Основы учебного телевидения

Телевидение -использование радиоволн для передачи изображений движущихся объектов на расстояние.

В 80-е годы XIX в. - 30-е годы XX в. разрабатывались системы механического телевидения, впервые реализовавшего основной принцип современного ТВ - последовательную передачу элементов изображения. Указанный принцип был выдвинут в конце XIX в. португальским ученым А. ди Пайва и независимо от него - русским ученым П.И. Бахметьевым. В 1884 г. немецкий инженер П. Нипков получил в Германии патент на «оптико-механическое устройство», представлявшее собой диск с 30 отверстиями, расположенными по спирали Архимеда. Изображение объекта проецировалось на верхнюю часть диска с рамкой для кадра. При вращении диска каждое отверстие прочерчивало одну строку кадра, т.е. один кадр содержал 30 строк, по 40 элементов в строке.

В дальнейшем позади диска поместили фотоэлемент, который вырабатывал видеосигнал, передававшийся в эфир. В телевизионном приемнике с помощью диска Нипкова происходило преобразование видеосигнала в развернутое изображение объекта. В начале 30-х годов в нашей стране действовала система механического ТВ, которая имела существенный недостаток - низкую четкость изображения (причина - малое количество строк), поэтому в дальнейшем от нее отказались.

30-80-е годы явились периодом разработки систем электронного телевидения. В основе современного телевидения лежат принципы разложения изображения объекта на множество элементов (образование растра), преобразование потока света от каждого элемента в электрические видеосигналы, передача их в эфир и обратное преобразование видеосигналов в изображение объекта. Процесс осуществляется с помощью электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) с магнитной фокусировкой луча. Прообразом послужила электронно-лучевая трубка, созданная в 1907 г. профессором Петербургского университета Б.Л. Розингом. Трубка, находящаяся в передающей камере, называется иконоскоп, в приемнике - кинескоп.

С начала 30-х годов системы электронного телевидения разрабатывали многие ученые: В.К. Зворыкин и Ф. Фарнсуорт (США), К. Свинтон (Великобритания), И.А. Адамиан, В. П. Грабовский, С. И. Катаев (СССР) и др.

В современных телевизионных системах изображение объекта проецируют на фотомишень - светочувствительную мозаику из частиц серебра, нанесенных на слюдяную пластинку-изолятор, обратная сторона которой металлизирована. В результате фотоэффекта на каждой частице мозаики образуется электрический заряд (видеосигнал). Сила видеосигнала соответствует яркости отдельного элемента изображения объекта.

Электронный луч, создаваемый электронной пушкой, передвигается по поверхности мозаики слева направо и сверху вниз, считывая видеосигналы каждой строки. Передвижением луча управляет электрический ток пилообразной формы, подаваемый на электромагниты отклоняющей системы ЭЛТ. На каждый отдельный элемент фотомишени падает пучок электронов диаметром всего 0,02 мм. Это обеспечивает возможность считывать 820 элементов в каждой строке. Согласно стандарту, принятому в нашей стране в 1948 г., один кадр изображения на телевидении содержит 625 строк, передаваемых с частотой 25 кадров/с. От количества строк развертки зависит четкость изображения. Частота строк, принятая в других странах: в Великобритании - 405, США и Канаде - 525, в Западной Европе - 819.

Полученные видеосигналы поступают на видеоусилитель, где после усиления они смешиваются с синхронизирующими импульсами, обозначающими начало и конец каждой строки и кадра. Таким образом формируется полный телевизионный сигнал. Он поступает на радиопередатчик телецентра для передачи в эфир.

Телевизионное вещание традиционно ведется на метровых волнах - с первого по пятый канал на частотах 48,5-100 МГц (6,2-3 м); затем во избежание ТВ-помех в близко расположенных к телецентру городах было добавлено семь каналов в диапазоне частот 174-230 МГц (1,7-1,3 м). В настоящее время 12 ТВ-каналов оказалось недостаточно и к ним добавили 20 каналов на дециметровых волнах в диапазоне 470-630 МГц (64-47 см), исходя из того, что чем выше частота канала, тем шире полоса ТВ-сигнала. Для передачи изображения, содержащего 625 строк с частотой 25 кадров/с, нужен спектр частот около 8 МГц. Это и есть полоса частот одного ТВ-канала.

В телевизионном приемнике принятый из эфира сигнал усиливается и подается на кинескоп. Из ТВ-сигнала выделяются синхроимпульсы, управляющие работой генераторов строчной и кадровой развертки. Экран кинескопа покрыт люминофором, который светится при попадании на него луча электронного прожектора. Движущийся с большой скоростью по строчкам кадра электронный луч вызывает свечение отдельных точек экрана. Вследствие инерции зрения это создает иллюзию свечения всего экрана. Так создается изображение кадра. Звуковое сопровождение передается по отдельному частотно-модулированному каналу (рис. 13).

Рис. 13. Схема телевизионного приемника

Для передачи цветного изображения в полный ТВ-сигнал добавляют сигналы цветности. Для этого цветное изображение объекта раскладывают на три одноцветных изображения (красного, зеленого и синего цветов), которые передают три ЭЛТ. Соответственно, в ТВ-приемнике предусмотрены три электронных прожектора, лучи которых, проходя через отверстия в маске, вызывают свечение люминофоров красного, зеленого и синего цветов. Маска представляет собой тонкий металлический лист, имеющий 550 тыс. отверстий диаметром 0,25 мм. Люминофор цветного кинескопа содержит 1,5 млн зерен люминофоров красного, зеленого и синего свечения, расположенных точно напротив отверстий группами по три зерна каждого цвета. Три луча от трех ЭЛТ, сведенные в одну точку, падают в каждый отдельный момент времени на одну группу люминофоров, при этом каждый луч вызывает свечение одного зерна люминофора «своего» цвета. При развертке лучи перемещаются к следующему отверстию в маске, что позволяет совместить на экране сигналы трех одноцветных изображений.

Регулярные передачи черно-белого ТВ начались в нашей стране в 1938 г., цветного - в 1967 г. В настоящее время в мире существует три системы цветного ТВ. Система НТСЦ действует в США, Канаде, Японии и ряде стран Центральной и Южной Америки. Система ПАЛ действует в Германии, Великобритании и других странах Западной Европы. Система СЕКАМ действует в СНГ и ряде стран Восточной Европы. Системы различаются особенностями формирования сигналов цветности, но их может объединить разрабатываемый в настоящее время единый стандарт цифровой видеозаписи.

Период в истории развития ТВ, начавшийся в 80-е годы, характеризуется применением новых информационных технологий: лазерное телевидение, применение супербольших интегральных схем и микроЭВМ, создание новых типов экранов и т.д.

Совершенствование цветного телевидения нового поколения ведется по следующим направлениям:

1) внедрение цифровых методов видеозаписи;

2) автоматизация управления ТВ-системами;

3) включение вставок из телепрограмм, ведущихся по параллельным каналам, в изображение просматриваемой программы;

4) создание портативных (плоских) телевизоров;

5) увеличение размеров ТВ-экрана до 60 м²;

6) разработка миниатюрных ТВ-приемников;

7) конструирование многоракурсных (голографических, стерео и др.) ТВ-систем, дающих трехмерное изображение объекта;

8) поиск способов передачи запахов с помощью электрических сигналов для реализации «эффекта участия зрителя»;

9) создание телевидения высокой четкости (до 1500 строк в кадре);

10) разработка телевизоров для среды мультимедиа.

В этом направлении есть видимые результаты. В нашей стране в 1985 г. под руководством И. Г. Басова реализована идея лазерного телевидения с экраном 12 м². Разработана также модель планарного кинескопа, обеспечивающего повышенную яркость и сочность цветов изображения. С технической точки зрения у цветного ТВ есть особенность, заключающаяся в том, что в нем техническое устройство и носители информации не разделены, как в ранее описанных статических, звуковых и дотелевизионных экранно-звуковых средствах (рис. 14).

Рис. 14. Телевизор

Проекционный широкоэкранный телевизор с ЖК-экраном. Диагональ видимой части экрана 127 см. Проекционная пушка для ЖК-экрана с 1,54 млн точек на дюйм². Цифровое постоянное изображение, антибликовый экран высокой контрастности с защитой от механических повреждений, цифровой гребен-чатый фильтр, цифровое подавление шумов, видеовыход НТСЦ, стереозвук, система 3D Sound, функция «Картинка и Картинка», телетекст Fastext с памятью на 100 страниц, таймер автовыключения, средства защиты от использования детьми, автонастройка и сортировка каналов, гнездо для наушников, аудиовыход с фиксированным уровнем на задней панели, аудио/видеовход на передней панели и 3 - на задней панели.

Уникальные возможности ТВ (эффект присутствия, документальность, интимность) создают впечатление, что передача адресована лично зрителю. Эта иллюзия общения обеспечивает высокий психолого-педагогический эффект. В прошлые годы существовали два вида учебных ТВ-программ: учебные передачи, подготовленные на Центральном ТВ (ЦТ) или местных студиях ТВ, имеющих телепередатчики (так называемое эфирное телевидение), и собственные ТВ-передачи учебных заведений, подготовленные в виде видеозаписей для замкнутых систем ТВ, не имеющих выхода и эфир (так называемое «замкнутое» телевидение). Первая учебная передача но физике для школьников состоялась 10 ноября 1958 г. в Москве. Теперь в основном школы сами создают в рамках замкнутых телевизионных систем необходимые видеоматериалы для собственного пользования, что имеет как преимущества, так и негативные стороны. Положительными моментами такого вещания является то, что можно подготовить любой оперативный материал, широко использовать местные возможности и особенности. С другой стороны, создание высококачественного учебного материала требует соответствующего уровня психолого-педагогической, методической и специальной подготовки, которой в большинстве своем учителя школ в силу целого ряда причин не всегда обладают.

Кабельное телевидение, появившееся в стране в конце 80-х, может предоставить широкие возможности для использования телевидения в учебных целях.

В системе кабельного телевидения США в настоящее время начали применять волоконно-оптический кабель вместо обычного коаксиального. Это позволило во много раз расширить полосу частот, а значит, и число программ, которые можно передавать одновременно. Кроме того, оптический кабель полностью защищен от электромагнитных помех и сам не создает помех другим устройствам.

Вместо телепрограмм, полученных из телецентра, на вход такого телепередатчика можно подавать, например, сигнал с видеомагнитофона или телекамеры, создавая местные ТВ-программы школьного технического центра и т. п.