Технические средства обучения и методика их использования

Для подключения персональных компьютеров к каналам связи используют специальные устройства - модемы. Модем (МОДулятор-ДЕМодулятор) преобразует дискретные сигналы, поступающие от ЭВМ через последовательный канал, в сигналы, передаваемые по линии связи, а также осуществляет обратное преобразование полученных по линии сигналов во входные сигналы компьютера.

За последние 20 лет в промышленности средств связи большое внимание уделялось системам передачи данных на значительные расстояния. Индустрия глобальных сетей и в настоящее время занимает прочные позиции. Вместе с тем развитие персональных ЭВМ привело к появлению локальных сетей, являющихся относительно новой областью средств передачи данных.

Локальные сети, в отличие от глобальных, характеризуются тем, что расстояния между наиболее удаленными электронными машинами здесь невелики. Это позволяет обеспечивать высокие скорости передачи информации и, кроме того, дает возможность делать локальные сети экономичными и надежными.

Локальная сеть состоит из аппаратуры и каналов передачи данных, которые соединяют указанные аппараты как друг с другом, так и с компьютерами, подключаемыми к сети. Каналы передачи данных -это достаточно сложные компоненты сети. В них роль физической среды чаще всего играют плоский многожильный, оптоволоконный, коаксиальный кабель, витая пара проводов, эфир (радиоканал).

В качестве основного элемента аппаратуры передачи данных в компьютерах используют специальное устройство, называемое сетевым адаптером.

С помощью аппаратуры и каналов передачи данных компьютеры могут быть объединены в различные формы локальных сетей: линейную (шинную), звездообразную, кольцевую.

При общении компьютеров в сети необходимо соблюдать определенные правила - протоколы, подразделяемые на две группы: протоколы высшего и низшего уровней. Различие их состоит в том, что протоколы высшего уровня ведают процедурами взаимодействия решаемых прикладных задач (вычислительных, информационных и т. д.) друг с другом через сеть связи, а низшего - процессами связи в сети. Для того чтобы двум вычислительным процессам, происходящим в машинах, которые находятся на различных концах сети, обмениваться необходимой информацией, нужна одновременная работа всех протоколов. Протоколы высшего уровня способны интерпретировать переданную информацию и тем самым обеспечивать взаимодействие обоих вычислительных процессов. Низший же уровень протоколов обеспечивает лишь передачу информации через сеть связи, «не задумываясь» о ее смысле.

Современные информационные сети - это ассоциации машин в органах управления, на производстве, в учреждениях, институтах, школах. В памяти систем информационных сетей постепенно накапливается все ценное, что сделано человечеством за многие годы. Без их использования в настоящее время научно-технический прогресс невозможен.

Появление новых поколений ЭВМ обусловлено расширением сферы их применения, требующей более производительной, дешевой и надежной вычислительной техники, возникновением новейших электронных технологий, которые позволяют:

а) работать с базами знаний в различных предметных областях и организовывать на их основе системы искусственного интеллекта;

б) обеспечивать простоту применения компьютера путем реализации эффективных систем ввода-вывода информации голосом, диалоговой обработки информации с использованием естественных языков, устройств распознавания речи и изображения;

в) упрощать процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ.

Применение новых информационных технологий позволяет сегодня учителю и воспитателям детских дошкольных учреждений пересмотреть вопросы методики организации учебного процесса.

В настоящее время для детей от ясельного возраста появилось множество электронных развивающих игр - прекомпьютеров. Это электронные устройства со строго очерченным кругом выполняемых задач, работающие с программами обучающего, воспитывающего, развивающего и развлекательного характера. Название «прекомпьютеры» означает «предшествующие компьютерам», т. е. это простейшие персональные компьютеры с ограниченными возможностями. Главное их отличие от настоящих персональных компьютеров состоит в том, что в них заложен принцип выполнения тех или иных программ, записанных фирмой-изготовителем в прекомпьютер, или находящихся на прилагаемых сменных картриджах. Обычно фирмами-производителями являются те фирмы, которые ориентируются в своей деятельности на производство детского компьютерного игрового оборудования, например Sony, Panasonic и т. д.

Вопросы и задания

1. Воспроизведите основные понятия, связанные с компьютером.

2. Как можно классифицировать ЭВМ?

3. Расскажите о поколениях ЭВМ.

4. Как Вы поняли устройство компьютера? Опишите принципы Джона фон Неймана.

5. Какие виды памяти имеются в компьютере и в чем их специфика?

6. Какие программы необходимы для работы компьютера? Дайте им характеристику.

7. Дайте общее определение персонального компьютера и приведите основные характеристики.

8. Каковы перспективы развития вычислительной техники?

§ 7. Мультимедийная аппаратура

Следует упражнять чувства посредством

внимательного ознакомления с предметом,

сохранять прирожденную впечатлительность

и живость и заботиться об основательном усвоении.

А. Дистервег

Современная проекционная аппаратура, представленная на отечественном рынке огромным количеством моделей, в основном зарубежного производства, является, как правило, мультимедийной (многофункциональной). Многие модели сопряжены с компьютерами, которые тоже представляют собой мультимедийное устройство.

Термин «медиа» происходит от латинского слова media, переводимого как «среда, или носитель информации». «Мультимедиа» означает возможность работы с информацией в различных видах, а не только в цифровом виде, как у обычных компьютеров. Прежде всего, здесь имеется в виду звуковая и видеоинформация. Мультимедиа-компьютеры - компьютеры с совокупностью программных и аппаратных средств, позволяющие воспроизводить звуковую (музыка, речь и др.), а также видеоинформацию (видеоролики, анимационные фильмы и др.). Мультимедиа-средства распространяются все шире, и многие программы чисто делового назначения тоже стали в той или иной мере мультимедийными.

Мультимедиа-компьютер должен иметь:

- дисковод для компакт-дисков;

- звуковую карту, позволяющую воспроизводить звуковые записи, а также синтезировать музыку, записанную в формате MIDI (электронный аналог нот);

- видеосистему, позволяющую работать как минимум в видеорежиме с разрешением 640 х 480 точек с 65 536 цветами на экране;

- программный, или аппаратный, MPEG - 1 декодер, позволяющий просматривать видеодиски в стандарте CD-Video с разрешением 352 х 240 точек и 32 768 цветами с частотой 30 кадров в/с без пропусков кадров.

Кроме перечисленного для воспроизведения звука необходимы еще акустические системы (колонки) или наушники.

Современный компьютерный центр, реализующий все мультимедийные возможности компьютера (видеофильмы, музыка на CD, игры, Интернет, дизайнерские программы, библиотеки фотографий, создание музыки и т. д.), сканирование любых необходимых материалов, их распечатку (рис. 20).



Рис . 20. Компьютерный центр

Рассмотрим несколько моделей современных мультимедийных проекционных аппаратов (рис. 21).

Рис. 21. Мультимедийный проектор

Серия проекторов Philips ProScreen совместима со всеми графическими стандартами от VGA до XGA благодаря специально разработанному конвертеру LIMESCO TM (Line MEmory Scan Converter). Этот конвертер обеспечивает возможность проецирования с компьютеров любого типа, что снимает проблему несовместимости компьютера с проектором. Для этой серии специально разработана лампа UHP, которая может работать до 1000 часов без потери яркости, давая устойчивый световой поток. Лампа не греется, вентилятор работает практически бесшумно. Проекторы этой серии управляются компьютером или мышью дистанционно (в проектор вставлен инфракрасный приемник, работающий под любым углом). Мгновенная инсталляция - «подключи и работай», технология удвоения строки для обеспечения идеального качества видеоизображения (видеоформаты PAL/SECAM/NTSC). Проекторы не очень тяжелые - 8 кг.

Современный компьютер в сочетании с мультимедийной проекционной аппаратурой в принципе может заменить практически почти все традиционные ТСО, но это не всегда оправдано с психолого-педагогической и методической точки зрения и из соображений высокой стоимости подобного оборудования.

Вопросы и задания

1. Что такое мультимедийная аппаратура?

2. Подумайте, как и где ее можно использовать в учебно-воспитательном процессе.

§ 8. Вспомогательные технические средства обучения

Вспомогательные ТСО столь же важны в учебном процессе, как и основные, которые при их отсутствии могут быть менее эффективны. Думается, в данном пособии нет смысла подробно останавливаться на разнообразных системах зашторивания, устройствах для более эффективного использования школьных досок и т. п. В давно работающих школах, если считали нужным приобрести такие устройства или сделать их своими силами, их приобрели и сделали. В современных школах в очень многих традиционных вспомогательных средствах нет необходимости, так как мультимедийные ТСО применяются в других условиях. Кроме того, появилось много современных вспомогательных ТСО, которые также многие сложные устройства прошлого делают ненужными. Однако среди молодых и будущих учителей встречаются энтузиасты ТСО, готовые все механизировать, электрифицировать, объединить в системы, автоматизировать. Им можно посоветовать для дополнительной информации ранее вышедшие пособия по ТСО, в которых этому вопросу уделяется много внимания (см. список литературы в конце пособия), и один из наиболее полных и содержательных справочников по техническим устройствам (Богатых В. М. и др. Технические устройства обучения. - Киев, 1985). Именно из этого справочника (с. 268, 269) ниже приводятся примеры некоторых достаточно интересных вспомогательных ТСО, которые в свое время не были широко известны и очень редко встречались в школах.

Световая таблица «Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева» - это стенд прямоугольной формы размером 1750 х 1730x200 мм со 104-мя химическими элементами. В окнах 76 элементов производится смена информации при нажатии на соответствующую кнопку пульта управления переключателями (плотность, химическая характеристика, температура плавления, год открытия, электропроводность, ионные и атомные радиусы, электроотрицательность). Высвечивание установившейся в окне информации для каждого элемента производится нажатием на одну из клавишей пульта управления клавиатурой. При установке переключателя пульта управления в соответствующее положение на стенде можно получать расположение химических элементов по группам и подгруппам, периодам, четным и нечетным рядам, что позволяет сравнивать изменения их свойств и соединений в пределах малых и больших периодов в зависимости от выставленной в окнах информации.

Пользуясь таблицей, можно наблюдать зависимость свойств химических элементов от строения их атомов, дать характеристику свойствам элементов и определить внешние свойства простого вещества (металличность, неметалличность), составить формулу важнейших соединений элементов и определить характеристику этих соединений (окислы, гидроокислы). Установка может быть использована при объяснении нового материала преподавателем и для самостоятельной подготовки обучающихся и самопроверки.

Питание от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Мощность, потребляемая от сети, - 1 кВт.

Стенка аудиторная передняя «ОА 1» предназначена для меловых записей и экранной демонстрации. Она состоит из двух подвижных меловых панелей, стационарного киноэкрана, электропривода, двух направляющих стоек, противовеса, двух кнопочных постов управления, двух дифференциальных подвесок, трансмиссии, включающей в себя вал, звездочки, фрикционную муфту.

Конструкция стенки позволяет изменять положение меловых панелей относительно вертикали рабочего поля. Панели могут перемещаться по направляющим на высоту до 2,8 м или убираться за лицевую часть обрамления, освобождая при этом поле киноэкрана. Перемещение панелей осуществляется электромеханическим приводом посредством цепной передачи и управляется с двух кнопочных постов, расположенных на передней части обрамления. С целью уменьшения мощности электродвигателя меловые панели уравновешены противовесом, выполненным в виде балки из швеллера с набором чугунных грузов. Панели и противовес соединены между собой двумя цепями, перекинутыми через звездочки общего вала. Общий вал посредством фрикционной муфты соединен с электромеханическим приводом.

Электрическая схема стенки включает в себя электродвигатель, два реле реверсивного движения, два кнопочных поста управления и общий автоматический выключатель напряжения сети. Питание осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Мощность, потребляемая от сети, - 500 Вт. Максимальная площадь рабочей поверхности меловых панелей -8м². Максимальная площадь киноэкрана - 8 м². Максимальная высота подъема меловых экранов - 1800 мм. Скорость перемещения панелей - 0,15 м/с.

Габариты 5400 х 2900 х 450 мм. Масса - 600 кг.

Механизированная аудиторная доска «РР182» предназначена для оснащения лекционных аудиторий в учебных заведениях. Она выполнена из матированного оргстекла и имеет цветной фон. Ее подъем и опускание на необходимую высоту осуществляются электродвигателем с редуктором с двух пультов управления, смонтированных на горизонтальной панели, установленной перед доской. Доска оснащена специальными зажимами для подвески плакатов и устройствами для стирания записей.

Питание осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Мощность, потребляемая от сети, -500 Вт. Скорость подъема-опускания - 0,14 м/с. Размер рабочей поверхности 4500 х 2000 мм. Максимальная высота подъема-1000 мм.

Масса (с приводом, противовесами и системой монтажа) - 480 кг.

Информационное поле «ММА 311.01» предназначено для работы в составе комплексов технических средств обучения. Оно позволяет производить запись мелом на доске, демонстрировать на разворачивающемся отражательном экране учебные фильмы, диафильмы, диапозитивы, демонстрировать на просветном полиэкране диапозитивы, поднимать с помощью механизированной рейки закрепленные на ней планшеты, схемы, карты и т.п., управлять работой четырех диапроекторов, управлять работой разворачивающегося экрана, механизированной рейки и подсветной меловой доски, использовать микрофон выносного пульта для усиления речи преподавателя.

Использование всякой проекционной аппаратуры связано с наличием и качеством экранов. Экран - плоская или криволинейная поверхность для рассеивания в направлении зрителя света от каждого участка спроецированного на него изображения. Экраны бывают светоотражающие (изображение рассматривается с той же стороны, с которой проецируется) и просветные (проецирование ведется на просвет - обратная проекция). От экрана и его свойств во многом зависит качество изображения. Традиционные экраны и их вариации по размерам, материалам, из которых они выполнены и т. д., достаточно хорошо известны и в том или ином наборе имеются в любой школе.

Рассмотрим современные модели и их характеристики. Различают два типа экранов: тип D и тип S. Первый - рассеивающий, обеспечивает равномерное распределение светового потока на экране и имеет идеальную матово-белую поверхность. Второй тип - собирающий имеет металлизированное серебристое покрытие, которое отражает световые лучи, подобно зеркалу, и подходит для стереоскопических трехмерных проекций. Бывают экраны с вогнутой поверхностью, которая обеспечивает более высокую плотность светового потока за счет концентрации света. Имеются экраны сферической, цилиндрической и параболической формы. Параболические экраны - это сверхъяркие экраны с высоким коэффициентом усиления благодаря сильной концентрации света. Существует много вариаций стационарных и переносных экранов разных размеров и конструкций. Среди них можно назвать экраны на штативах с продуманными системами крепления и регулировки; складывающиеся экраны, устанавливающиеся в считанные минуты без дополнительных инструментов.

Интересны появившиеся свыше 10 лет назад ЖК-панели. С помощью мощного оверхед-проектора можно получить прекрасное качество изображения наглядной информации с экрана компьютера, подключенной видеокамеры или видеомагнитофона. Многие модели имеют функции «увеличение», «указка», «занавес», которые позволяют разнообразить демонстрацию. Панель снабжается небольшими громкоговорителями. ЖК-панели хороши для использования в стационарных условиях компьютерных классов или конференц-зала.

Современным вариантом проекционной плоскости являются плазменные панели. Плазма-технологии - технологии будущего. Плазменные панели становятся все более и более популярны, так как они ярче и больше, чем ЖК-дисплеи, тоньше, легче и компактней CRT-дисплеев.

Плазменные панели обеспечивают чрезвычайно высокое качество изображения с высокой яркостью и контрастностью. Источником излучения служат люминофоры (красный, синий и зеленый), свечение которых в свою очередь вызывает ультрафиолетовое излучение разряда в газе. Такая панель очень удобна в обращении, имеет широкий угол обзора, поддерживает все популярные видеоформаты, может быть прикреплена к стене или потолку или размещена на подставке.

Спектр применения плазменных панелей очень широк - это деловые презентации, учебные и информационно-справочные табло, домашнее видео. Панели занимают мало места, могут быть расположены в любом помещении.

В панели предусмотрено четыре режима работы: нормальный (изображение 4:3 - в центре, края дисплея не используются), широкий (изображение 4:3 равномерно растягивается к краям), растянутый (изображение 4:3 растягивается неравномерно - от центра к краям), автоматический (режим определяется в зависимости от вида сигнала). Видеостандарты: PAL, SECAM, NTSC. Есть встроенная аудиосистема. Масса - 40 кг (рис. 22).

Рис. 22. Плазменная панель

К вспомогательным ТСО можно отнести и современные электронные доски (рис. 23, 24). Это доска с интерактивными возможностями и возможностью передачи данных на расстояние. Все, что пишется на этой доске, автоматически появляется в приложении Windows или на компьютере Macintosh. Рисунки и данные, записанные на доске, можно сохранить и использовать в различных приложениях, распечатать и раздать слушателям, переслать заочным участникам семинара по факсу или электронной почте. В основе такой доски лежит технология лазерного сканирования, позволяющая отслеживать цвет, положение и движение маркера и передавать их на монитор компьютера без задержки.

Рис. 23. Электронная доска

Рис. 24. Напольная презентационная доска

Электронные доски характеризуются:

- высококачественной фарфоровой поверхностью на металлической основе;

- возможностью сохранять и репродуцировать данные;

- полноцветным изображением и принтерным интерфейсом;

- цветными копиями, полученными посредством компьютерного принтера;

- интерактивностью и другими приложениями;

- возможностью фронтальной проекции;

- легкостью использования.

Программное обеспечение Release 2.0. включает следующие программы:

1. Программы просмотра записанного материала в любом удобном режиме: строчка-за-строчкой, страница-за-страницей, в быстром темпе с первой до последней страницы или в обратном направлении. ПО позволяет изменить выбранные цвета, ширину линий, сохранить любую часть экрана. Все исправления, сделанные на доске, можно сохранить или уничтожить.

2. Программы поддержки компьютерной связи с удаленным компьютером или объединенными сетевыми компьютерами. Это дает возможность привлекать участников, находящихся на отдалении друг от друга, участвовать в обсуждении проблем в реальном времени. Пользователи сети, содержащей до 50 персональных компьютеров, могут одновременно читать файл, используя самые различные каналы коммуникации (включающие обычные телефонные линии).

3. Программы использования различных шаблонов на электронной доске и на мониторе компьютера - такие, как, например, «пустые бланки», созданные пользователем, карты или просто разлинованные страницы.

4. Программы, превращающие электронную доску в интерактивную доску. Дотрагиваясь маркером до поверхности доски, можно изменить или подчеркнуть данные, набросать рисунок, т. е. легко проделать все, что необходимо для обычной работы на компьютере.

5. Программы, позволяющие делать пометки поверх приложений, демонстрируемых на PC, запоминать и распечатывать примечания.

К некоторым моделям электронных досок при покупке в комплекте с доской прикладываются маркеры черного, красного, синего и зеленого цветов, фетровые салфетки. Два ластика стирают написанные данные одновременно с доски и с экрана монитора. Имеются и стойки на колесиках.

Для копирования информации с доски или информационной панели разработаны устройства для копирования. Одна из таких моделей (рис. 25) простым нажатием на кнопку позволяет сделать бумажные копии с маркерных досок, флип-карт, презентационных досок. С помощью видеоискателя можно скопировать информацию целиком или какие-либо необходимые фрагменты. Устройство имеет термопринтер, рулонную термобумагу. Скорость около 20 страниц для обычной печати и 30 -для высокой. Питание от батареек. Размеры - 6,28 х 21 х 29,8 см. В комплекте - тренога с фиксирующими защелками. Изображение можно воспроизводить вертикально и горизонтально. Общая масса с треногой - 3,15 кг.

Рис. 25. Устройство для копирования

В параграфе о компьютерах были перечислены основные устройства ввода-вывода информации в компьютер, относимые к периферийным устройствам. Рассмотрим их подробнее.

Стандартным устройством ввода является клавиатура (рис. 26). Контроль вводимых данных осуществляется на экране монитора.



Рис. 26. Клавиатура компьютера

Обычно используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля может быть дополнительно нанесена разметка букв национального алфавита. Для работы в режиме национального алфавита необходима специальная программа - драйвер клавиатуры. На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:

- форму буквы V, W и разъединение посередине, угол между частями можно плавно менять по своему желанию;

- большие опоры для запястий, поддерживающие кисти в прямом положении;

- мембранную бесшумную замену клавишам;

- сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет манипуляции с мышью.

Принцип ввода данных в сенсорных устройствах аналогичен принципу ввода в манипуляторах-координаторах.

Сенсорный манипулятор - класс координатных устройств - представляет собой коврик без мыши. В данном случае управление курсором производится простым движением пальца по коврику. Отсутствие механических частей обеспечивает небывалую долговечность таких устройств. Несмотря на компактные размеры коврика, увеличиваются полноэкранное управление курсором и разрешающая способность - 1000 точек на дюйм.

Сенсорный, тактильный, экран представляет собой поверхность, которая покрыта специальным слоем. Это устройство дает возможность выбирать действие или команду, дотрагиваясь до экрана пальцем. Сенсорный экран удобен при использовании, особенно когда необходим быстрый доступ к информации.

Световое перо имеет светочувствительный элемент на своем кончике. Соприкосновение пера с экраном замыкает фотоэлектрическую цепь и определяет место ввода или коррекции данных. Световое перо используется в различных системах проектирования и дизайна.

Графический планшет, дигитайзер, используется для ввода в компьютер чертежей или рисунков. Изображение преобразуется в цифровые данные, отсюда название устройства от английского слова digit, что означает - «цифра». Условия создания изображения приближены к реальным, достаточно специальным пером или пальцем сделать рисунок на специальной поверхности. Результаты работы дигитайзера воспроизводятся на экране монитора и в случае необходимости могут быть распечатаны на бумаге. Дигитайзерами обычно пользуются архитекторы, дизайнеры. Другие виды манипуляторов - джойстик и мышь. Джойстик (рис. 27) представляет собой ручку управления и наиболее часто используется в компьютерных играх. Джойстики управляют перемещениями курсора по экрану. С целью обеспечения эргономических требований ручка джойстика имеет форму, повторяющую рельеф кисти руки при обхвате ручки. Современный рынок джойстиков очень разнообразен. Созданный для досуга, он совершенствуется, и работа с ним все точнее воссоздает условия имитируемой ситуации. Среди последних моделей наиболее удачен джойстик с силовой обратной связью на события, происходящие на экране. Например, если в ходе игры играющий ведет машину по ухабистой дороге под вражескими пулями, то джойстик дрожит в -руке, и чувствуется, как пули попадают в автомобиль.



Рис. 27. Джойстик

Мышь (рис. 28) - наиболее распространенный тип манипуляторов. В корпусе мыши установлены кнопки для выполнения действий и шарик для ее перемещения по коврику. Движение мыши отражается на экране монитора перемещением ее указателя. Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм - dpi (dot per inch). Эта характеристика определяет, насколько точно курсор будет передвигаться по экрану. Для мыши среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.

Рис. 28. Мышь

Отличительные черты мыши:

- способ считывания информации (механические, оптико-механические и оптические);

- количество кнопок (2- и 3-кнопочные мыши);

- способ соединения (проводные или беспроводные мыши).

Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций; наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность, обеспечивают естественность размещения кисти руки на ее поверхности.

Современный рынок устройств ввода постоянно пополняется новыми экзотическими координатными устройствами. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мыши обеспечивает перемещение по документу без использования экранных линеек-прокруток. Мышь с аналогичными свойствами с миниатюрным джойстиком вместо колесика получила название -мышастик.

Новинкой является беспроводная «летучая» мышь, работающая почти в любом месте. На столе она работает как обычная мышь; если поднять и нажать кнопку на основании, то ее можно использовать прямо в воздухе на расстоянии до 10 м от подставки.

Трекбол (шаровой манипулятор) - это шар, расположенный на поверхности клавиатуры вместе с кнопками. Перемещение указателя по экрану обеспечивается вращением шара, не требуется коврика и места для перемещения манипулятора по столу. Трекболы широко используются в портативных компьютерах (рис. 29).

Рис. 29. Трекбол

Большое распространение в наше время приобрели устройства сканирования изображения, текстов, рисунков. Термин «сканирование» происходит от английского глагола to scan, что означает «пристально всматриваться». Изображение преобразуется в цифровую форму для дальнейшей обработки компьютером или воспроизведения на экране монитора (рис. 30).



Рис. 30. Сканер

Сканер распознает изображение, автоматически создает его электронную копию, которая может быть сохранена в памяти компьютера.

Отличительные черты сканеров:

- глубина распознавания цвета: черно-белые с градацией серого, цветные;

- оптическое разрешение, или точность сканирования, измеряется в точках на дюйм (dpi) и определяет количество точек, которые сканер различает на каждом дюйме; стандартные разрешения - 150, 300, 600, 1200 точек на дюйм;

- программное обеспечение: обучаемые сканеры имеют образцы почерков для распознавания рукописного текста, интеллектуальные - сами обучаются;

- конструкция: ручные, страничные (листовые) и планшетные. К важным характеристикам сканера также относятся время сканирования и максимальный размер сканируемого документа.

Сканеры находят широкое применение в издательской деятельности, системах проектирования, анимации. Сканеры незаменимы при создании иллюстративных материалов.

Перспективны разработки программ, позволяющих с помощью обычного микрофона ввести речь человека в компьютер и преобразовать ее в цифровой код. Большинство систем распознавания речи могут быть настроены на особенности человеческого голоса. Это реализуется путем сравнения сказанного слова с образцами, предварительно записанными в памяти компьютера. Некоторые системы могут определять одинаковые слова, сказанные разными людьми. Однако список этих слов ограничен. Лучшие системы распознают до 30 тыс. слов с адаптацией к индивидуальным голосам.

Системы распознавания речи находят широкое применение в сфере образования; например, при изучении языков функция распознавания и коррекции речи незаменима для формирования правильного произношения.

Устройства вывода преобразуют машинное представление информации в форму, понимаемую человеком. К основным устройствам вывода персонального компьютера относятся мониторы, принтеры, плоттеры, а также устройства вывода звуковой информации.

Монитор, или видеотерминал, предназначен для отображения символьной и графической информации. Большинство мониторов реализовано на базе электронно-лучевых трубок, напоминающих кинескопы обычных телевизоров. Это не касается портативных компьютеров, чьи мониторы обычно реализуются на основе жидкокристаллических индикаторов. Компактные размеры мониторов на основе жидкокристаллических панелей, которые представляют собой плоские экраны, а также отсутствие вредных излучений, влияющих на здоровье, делают данный вид монитора все более популярным (рис. 31).

Рис. 31. Монитор

Основными характеристиками мониторов, реализованных на базе электронно-лучевых трубок, являются: разрешающая способность экрана, расстояние между точками на экране, величина диагонали экрана.

Любое изображение на экране представляется набором точек, которые называются пикселями (от английского словосочетания Picture's Element - элемент картинки). Число точек по горизонтали и вертикали экрана определяет разрешающую способность монитора. Стандартный режим работы современного монитора поддерживает разрешение 800 х 600,1024 х 768 точек. Чем выше разрешающая способность монитора, тем качественнее изображение.

В текстовом режиме на экран выводятся только известные компьютеру символы, в графическом режиме - любое изображение, состоящее из точек. Для представления символов текстовой информации используется матрица с фиксированным количеством пикселей, например, 8 x 8 или 8 x 14.

Мониторы бывают черно-белые (монохромные) и цветные.

Расстояние между точками на экране, или величина шага, определяет четкость изображения на мониторе. Величина шага колеблется от 0,22 до 0,43 мм. Чем меньше эта величина, тем качественнее изображение.

Величина диагонали экрана измеряется в дюймах и колеблется в диапазоне от 9" до 41". Выбор размера экрана монитора зависит от сферы использования персонального компьютера. Для учебных, бытовых задач наиболее популярными являются 14- и 15-дюймовые мониторы. Работа со специализированными графическими пакетами требует использования мониторов большей диагонали, например 17-дюймовых. Для эффективной работы с системами автоматизированного проектирования, где одновременно отображается большое количество графической информации, используются 21-дюймовые мониторы.

Принтеры предназначены для вывода данных на бумагу. Они преобразуют машинное представление информации в символы, буквы, знаки. Любой символ представляется на бумаге набором точек. Формирование изображения осуществляется головкой печатного устройства. Печать производится в двух направлениях: печатающая головка двигается слева направо и справа налево. Получение последовательных строк осуществляется с помощью специального механизма протягивания бумаги между валиками принтера. Функциональные возможности современных принтеров позволяют печатать на бумаге рисунки и графики, а также могут распечатывать информацию и на специальной пленке, например для создания слайдов.

По способу формирования изображения на бумаге принтеры делятся на:

а) последовательные, когда документ формируется символ за символом;

б) строчные, когда формируется сразу вся строка;

в) страничные, когда формируется изображение целой страницы. По количеству цветов, используемых при печати документа, принтеры бывают черно-белые и цветные.

По способу печати принтеры бывают ударные и безударные. Важнейшими характеристиками принтеров являются:

- ширина каретки принтера, определяющая максимально возможный формат документа: А4 или A3;

- скорость печати, определяющая число знаков или число страниц, распечатываемых принтером в секунду или минуту;

- разрешающая способность принтера, определяющая качество печати как число точек на дюйм - dpi при печати символа.

По способу получения изображения на бумаге, способу нанесения красящего материала (тонера) принтеры бывают: матричные, струйные, лазерные, светодиодные, термические, литерные.

Матричные принтеры относятся к ударным печатающим устройствам, так как изображение формируется с помощью иголок, ударяющих по бумаге через красящую ленту. Красящая лента оставляет оттиск изображения на бумаге. Головка принтера, содержащая набор иголок, активизирует нужные иголки для получения требуемого изображения. Чем больше иголок, тем выше качество печати. Матричные принтеры бывают 9-, 18- и 24-игольчатые. Наибольшее распространение они имели в 80-х и в начале 90-х годов. В настоящее время они сильно потеснены струйными и лазерными.

Струйные принтеры относятся к безударным устройствам, так как головка печатающего устройства не касается бумаги. Для получения изображения используют чернила, поэтому головка принтера представляет собой чернильницу, в которой из дырочек-сопел выбрасываются тонкие струи чернил. Мельчайшие капельки, достигнув бумаги, наносят требуемое изображение. Количество сопел колеблется от 12 до 64. Чем меньше диаметр сопел, тем больше количество сопел на единицу площади и тем выше качество печати. Струйные принтеры дают изображение, по качеству близкое к типографскому, что определяет широкую сферу их использования для создания различных документов. Струйные принтеры работают тихо. Скорость и стоимость печати струйных принтеров выше, чем у матричных. Но работая со струйным принтером, нельзя забывать, что чернила при соприкосновении с водой могут растекаться. По этой же причине в струйном принтере используется только качественная гладкая бумага.

Лазерные принтеры для формирования изображения используют лазерный луч. С помощью систем линз тонкий луч лазера формирует скрытое электронное изображение на светочувствительном барабане. К заряженным участкам электронного изображения притягиваются частички порошка-красителя (тонера), который затем переносится на бумагу.

Лазерные принтеры обеспечивают высокое качество печати, высокую скорость печати - от нескольких страниц в минуту при цветной печати и свыше десяти страниц при черно-белой печати. Эти свойства лазерного принтера определяют его использование в качестве сетевого принтера, обеспечивающего режимы коллективного доступа. Лазерные принтеры находят широкое применение в издательской деятельности.

Светодиодные принтеры выполнены на основе светодиодной технологии (LED). В отличие от лазерного принтера, в нем отсутствует сложная и дорогостоящая оптико-механическая часть. Вместо нее применена линейка светодиодов. Такая конструкция повышает надежность, простоту обслуживания, экономичность и снижает стоимость. Светодиодная технология имеет следующие преимущества перед лазерной:

- формирователь изображения (линейка светодиодов) значительно компактнее лазерной оптико-механической системы;

- система проще и надежнее из-за отсутствия в механизме формирования изображения подвижных частей;

- снимаются проблемы с качеством изображения по краям листа из-за использования неподвижной линейки, где каждый светодиод находится над определенным участком фотобарабана.

Цветной светодиодный принтер работает па оригинальной тандемной технологии, благодаря которой полноцветная страница формируется в принтере за один проход. Таким образом достигается небывалая для цветных офисных принтеров скорость печати - 8 страниц в минуту. В принтерах такого формата применены раздельные фотобарабан и тонер-картридж. Это позволяет заменять тонер по мере его расходования, не трогая барабан до тех пор, пока устраивает качество отпечатков. Выпускает такие принтеры фирма OKI.

Принцип работы литерных принтеров схож с принципом работы печатающей машинки: смоченные краской молоточки (литеры) бьют по бумаге. Литеры размещаются на барабане или резиновой ленте. Барабан (или лента) поворачивается так, чтобы в нужном месте ленты оказалась нужная литера, и происходит удар литерой по ленте. Удары происходят очень быстро с характерным потрескиванием. Предварительно литеры смазываются краской специальным красящим валиком. Литерные принтеры весьма просты и надежны, но могут печатать только цифры и некоторые специальные символы. Использование подобных принтеров ограниченно.

Работа термопринтеров основана на использовании специальной термочувствительной бумаги, которая протягивается через гребенку полупроводниковых нагревательных элементов, быстро нагревающихся или остывающих и оставляющих в нужных местах отметки - от нагревания термобумага темнеет. Из таких отметин и складывается изображение. У термопринтеров много достоинств: высокая надежность из-за отсутствия большого количества движущихся и трущихся частей; отсутствие бумажной пыли, бесшумность работы; режим экономии бумаги, так как шрифт можно сделать каким угодно малым. Основной недостаток - необходимость специальной термобумаги.

Плоттеры, или графопостроители, предназначены для вывода графической информации, создания схем, архитектурных чертежей, художественной и иллюстративной графики, карт, объемных изображений. Плоттеры используются для производства высококачественной цветной документации и являются незаменимыми для художников, дизайнеров, оформителей, инженеров, проектировщиков. В образовательном учреждении они могут использоваться для подготовки любого наглядного материала как для учебных целей, так и для внеклассной работы (рис. 32).

Рис. 32. Плоттер

Максимальная длина печатаемого материала ограничена, как правило, длиной рулона бумаги, а не конструкцией плоттера. Изображение на бумаге получается с помощью печатающей головки. Точка за точкой наносится изображение на бумагу (кальку, пленку), отсюда и название графопостроителя - плоттер (to plot - «вычерчивать чертеж»).

К основным характеристикам плоттеров относятся:

- скорость вычерчивания изображения, измеряемая в миллиметрах в секунду;

- скорость вывода, определяемая количеством листов, распечатываемых в минуту;

- разрешающая способность, измеряемая, аналогично принтеру, в dpi.

Плоттеры подключаются к компьютеру через параллельный или последовательный интерфейс либо в слот расширения встраивается плата.

По конструкции плоттеры делятся на планшетные и барабанные. В планшетных плоттерах бумага неподвижна, а печатающая головка перемещается по двум направлениям. В барабанных по одной координате двигается головка, а по другой оси с помощью системы прижима двигается бумага.

По принципу действия плоттеры делятся на перьевые, струйные, электростатические, с термопереносом, карандашные.

Перьевые плоттеры используют для получения изображения обычные перья. Для получения цветного изображения используется несколько перьев различного цвета.

Струйные плоттеры формируют изображение подобно струйным принтерам, разбрызгивая капли чернил на бумагу. Качество печати, превосходящее возможности перьевых плоттеров, определяет широкое распространение струйных плоттеров в различных областях человеческой деятельности, включая автоматическое проектирование, инженерный дизайн.

Электростатические плоттеры создают изображение с помощью электрического заряда. Электростатические плоттеры очень дороги и используются, когда требуется высокое качество выходных документов.

Плоттеры с термопереносом создают двухцветное изображение, используя теплочувствительную бумагу и электрически нагреваемые иглы.

Карандашные плоттеры используют для получения изображения обычный грифель. Они самые дешевые и требуют дешевого расходного материала.

Для вывода звуковых сигналов используются звуковые колонки.

Для обеспечения обработки звуковой информации современный компьютер оснащается звуковой картой (SoundBlaster). Звуковая карта устанавливается в свободный слот расширения и обеспечивает подключение к компьютеру микрофона, наушников или звуковых колонок, различное аудиооборудование: магнитофоны, усилители, музыкальные синтезаторы, а также имеет игровой порт для подключения джойстика. Возможности звуковой карты обеспечивают ввод, обработку и вывод звуковой информации, синтез стереозвучания, широкого набора музыкальных инструментов.

Современный компьютер все чаще имеет средства телекоммуникации, которые обеспечивают интеграцию персонального компьютера в информационное пространство, подключение к компьютерным сетям. Телекоммуникации буквально означают связь на расстоянии. Основным средством телекоммуникации является модем, который посылает и получает данные с удаленных компьютеров.

Модем преобразует выходную информацию компьютера в форму, доступную к передаче по различным каналам связи. Как правило, для передачи используется телефонная сеть. При получении информации из сети от другого компьютера модем преобразует входную информацию в форму, доступную для обработки компьютером (рис. 33).



Рис. 33. Принцип работы модема

Модем реализуется в виде внешнего или внутреннего устройства. Внешний модем подключается к компьютеру через один из последовательных портов компьютера. Внутренний модем представляет собой плату, которая устанавливается в свободный слот расширения. Выход модема подключается к телефонной сети.

Основной характеристикой модема является количество бит информации, передаваемых в секунду. Современные модемы оснащаются голосовыми функциями, например голосовой почтой, поддерживают функции автоматического распознавания номера, позволяют принимать участие в многосторонних конференциях через сеть Интернет.

Существуют и другие вспомогательные ТСО, например, видеокамеры современных моделей.

Есть миниатюрная видеокамера весом около 500 г, размером с фотоаппарат, простая в обращении. Имеет 44-кратное увеличение, электронный стабилизатор и многое другое. Обеспечивает хорошее воспроизведение видео- и звуковых записей (рис. 34).



Рис. 34. Видеокамера

В настоящее время выпускается другой формат миниатюрной видеокамеры, с помощью которой можно показать любые иллюстрации, тексты и трехмерные объекты. С помощью специального кабеля она подключается к любому аппарату с видеовходом PAL: ЖК-проектору, телевизору, компьютеру. Камера очень маневренна благодаря гибкой шее, на которой она держится. Объектив FlexCam обеспечивает резкость от 1 см до бесконечности и позволяет увеличивать изображение в 50 раз. Высокая разрешающая способность дает хорошее изображение в любых условиях. Встроенные стерео-микрофоны позволяют эффективно использовать камеру для мультимедийных приложений. К отдельным моделям можно подсоединить несколько камер, приставки к микроскопу (рис. 35).

Рис. 35. Настольная видеокамера

В цифровом фотоаппарате (рис. 36) снимки записываются на специальную карту флэш-памяти или на миниатюрный жесткий диск. После съемки фотографии переносятся в компьютер, если подсоединить к нему фотокамеру с помощью кабеля. В компьютере отснятое можно отредактировать, подкорректировать цвета, а при наличии печатающего устройства и распечатать. Снимки, хранящиеся в электронном виде, удобны для монтажа, иллюстрирования любого материала или передачи на другие компьютеры.

Рис. 36. Цифровой фотоаппарат

Диктофон - это аудиоустройство, предназначенное для записи и воспроизведения речи или звуков. Такое устройство можно назвать компактным аудиомагнитофоном (рис. 37).

Рис. 37. Диктофон

Лазерная указка точно направляет луч в нужную точку (в зависимости от модели от 50 до 500 м) в затемненном помещении. Масса от 44 до 100 г с батарейками. Срок работы батареек до 25 ч. Можно выбрать постоянное или мигающее свечение точки. Подходит к работе с любой экранной проекцией. На рисунке изображена лазерная ручка-указка, которой можно писать (рис. 38).

Рис. 38. Лазерная ручка-указка

К современным вспомогательным ТСО следует отнести машинки для ламинирования. Наглядные пособия на бумажных носителях, сделанные для учебных целей фотографии и другие иллюстративные материалы и документы могут обветшать и порваться, но обретут долгую жизнь, если будут покрыты слоем защитной пленки. Существуют разные модели таких машинок. Они просты в обращении, многие модели не требуют специальной настройки. Есть машинки для горячего и холодного ламинирования (рис. 39).

Рис. 39. Машинка для ламинирования

Начинают приобретать популярность различные машинки для переплета, которые позволяют переплетать подготовленные пособия.

В настоящее время получили широкое распространение всевозможные лазерные принтеры, копировальные аппараты, а также комбинированные универсальные устройства, которые просты в использовании и обеспечивают практически полиграфическое качество печати (рис. 40).

Рис. 40. Лазерный принтер

Перечисленные вспомогательные ТС не только являются помощниками в организации учебного процесса, но и раскрывают широкие возможности наполнить совершенно невозможными ранее формами работы внеклассную и досуговую деятельность воспитанников образовательных учреждений.

Вопросы и задания

На основании изложенного в данном параграфе, до того, как Вы познакомитесь с методикой использования ТСО, попробуйте представить себе варианты использования описанных вспомогательных средств в учебной и внеклассной работе.

§ 9. Аудиторные технические комплексы

Введенная около 30 лет назад кабинетная система организации учебного процесса в общеобразовательных школах во многом способствовала более широкому использованию разнообразных ТСО и созданию аудиторных технических комплексов. Аппаратура в таких комплексах может быть закреплена стационарно, быть передвижной или создаваться как комбинированная система. При этом весьма существенным является то, насколько автоматизированы используемые ТС. В таком технически оснащенном кабинете создаются оптимальные условия для организации учебного процесса и деятельности учителя и учащихся, однако нецелесообразно всю техническую аппаратуру закреплять стационарно, так как это приведет к ограничению ее использования в тех случаях, когда занятия проводятся в других помещениях. Поэтому наиболее целесообразен вариант, когда на каждом этаже создается кабинет с комбинированной системой размещения аппаратуры, часть из которой может легко перемещаться на специальных тележках или современных передвижных демонстрационных столиках.

К аудиторному оборудованию (АО) следует отнести оборудованное место учителя со встроенными пультами дистанционного управления кинодиапроекционной аппаратурой, звуковоспроизводящей и телевизионной аппаратурой, зашториванием и освещением аудитории, а также экранные стенды и диаграммы, информационные доски на световых индикаторах, магнитные доски с «прилипающими» учебными пособиями, подъемные и раздвижные меловые доски, аудиторные стенки, отражательные экраны и экраны, работающие на просвет, стойки и навески для подъема плакатов, электрифицированные таблицы химических элементов, лазерные указки, регламентаторы времени, подставки и полки-кронштейны для технических устройств предъявления информации. Например, разработанная в 80-е годы автоматизированная лекционная аудитория - «АЛА-50/250», предназначенная для обеспечения оперативной внешней обратной связи в лекционной аудитории на 50, 100, 150, 200 или 250 мест и дистанционного управления аудиовизуальными техническими устройствами преподавания.

Система дистанционного управления техническими устройствами обучения представляет собой пульт управления, состоящий из коммутационных устройств, вмонтированных в оборудованное место учителя и предназначенных для дистанционного управления кинопроектором «Украина», диапроектором, эпидиаскопом, базовым усилителем НЧ, аудиторным освещением, механизмами зашторивания, группами учебного телевидения. Пульт управления оборудован встроенным магнитофоном и проигрывателем.

Система обратной связи с выборочным способом ввода ответа (одна из двух или пяти альтернатив) предназначена для контроля усвоения излагаемого на лекции материала и состоит из пульта преподавателя и пультов обучаемых. Программа - линейная. Контрольные вопросы предъявляются устно, письменно на доске или плакате, на экране с помощью диапроектора. Число вопросов при контроле ограниченно. Регистрация результатов опроса осуществляется автоматически и индицируется на световом табло пульта преподавателя. Результаты опроса могут быть выражены в абсолютной (до 250) или относительной (процентной) форме.

Зашторивание оконных проемов: горизонтальное - высота не более 4 м, ширина 2-5 м, скорость зашторивания 0,41 м/с; вертикальное - высота не более 3 м, ширина не более 3 м, скорость зашторивания 0,24 м/с.

Достаточно распространенным в общеобразовательных школах аудиторным техническим комплексом является лингафонный кабинет. Это специальная аудитория, оборудованная комплексом звукотехнической, проекционной и кинопроекционной аппаратуры, а также соответствующими звуковыми, экранными и экранно-звуковыми средствами обучения и воспитания, позволяющими создавать оптимальные условия для самостоятельной работы учащихся по овладению навыками устной речи, культурой речи родного языка, а также профессионально-исполнительскими навыками по специальности в театральных и музыкально-педагогических учебных заведениях.