Анализ эффективности использования мультимедиа в учебном процессе

Изменение форм учебной и педагогической деятельности обусловлено применением мультимедиа средств и приводит к перераспределению нагрузки преподавателей и студентов.

Использование мультимедиа в учебном процессе позволяет изменить характер учебно-познавательной деятельности студентов, активизировать самостоятельную работу студентов с различными электронными средствами учебного назначения. Наиболее эффективно применение мультимедиа в процессе овладения студентами первичными знаниями (в условиях отсутствия преподавателей, читающих лекции), а также отработки навыков и умений, необходимых для профессиональной подготовки.

Применение в учебном процессе мультимедиа приводит к сокращению объемов и одновременному усложнению деятельности преподавателя по сопровождению учебного процесса. Так, например, для усвоения теоретического лекционного материала при дистанционном обучении используются не только аудиторные занятия, но и созданная система педагогической поддержки, включающая сетевое консультирование, осуществление текущего контроля, проведение компьютерного тестирования, работу с мультимедиа курсами и другими учебно-методическими материалами. Для проведения практических занятий применяются не только традиционные аудиторные занятия, проводимые обычно под руководством тьютора, но и сетевые консультации, работа с тренажерами, осуществление контроля и самоконтроля. Усложняется структура и таких форм учебной деятельности, как контроль, консультации и самостоятельная работа студентов. При этом изменяются цели консультаций: они теперь более предметно ориентированы на то, чтобы помочь студентам усвоить теоретический материал курса, приобрести практические навыки, осуществить лабораторный практикум и т.д.

Общее сокращение нагрузки преподавателя при дистанционном обучении происходит, главным образом, за счет сокращения лекционных и частично практических занятий. В этих формах организации учебного процесса мы наблюдаем наиболее высокие коэффициенты эффективности работы преподавателя: 66-81 % по лекциям и 28-59 % по семинарским и практическим занятиям. Коэффициент эффективности при проведении практических занятий по решению задач, например, при дистанционном обучении составляет от 28 до 56 % по отношению к очным практическим занятиям. Эффективность достигается, главным образом, за счет использования компьютерных тестирующих программ, а также других организационных форм и технологий для решения задач, стоящих обычно перед практическими занятиями.

Более низкий коэффициент эффективности при проведении лабораторных работ (11 %) объясняется спецификой этой формы учебной деятельности, предполагающей обязательные аудиторные занятия. Но и здесь применение мультимедиа помогает снять часть рутинной работы с преподавателя, переложив на компьютерные лабораторные работы задачу начального знакомства студентов с лабораторными установками, условиями проведения работ и т.д. Функции преподавателя при этом главным образом заключаются в том, чтобы подготовить методическое обеспечение и поддерживать учебный процесс консультациями.

Эффективность текущего и промежуточного контроля измеряется 11-50 %, что зависит от характера дисциплины и степени разработанности учебно-методических материалов.

Произведенные расчеты показали, что при дистанционном обучении возрастает объем и расширяются организационные формы самостоятельной работы студентов: объем самостоятельной работы студентов (СРС) при дистанционном обучении составляет от 177 до 249 % по отношению к объемам СРС при очном обучении, что приводит, на первый взгляд, к снижению эффективности учебной работы. Реально именно увеличение доли СРС приводит к уменьшению нагрузки преподавателя и снижению затрат на организацию учебного процесса. При дистанционном обучении доля СРС по отношению к организованным формам учебной деятельности резко увеличивается, превышая их объем в 1,25-2 раза.

Таким образом, при дистанционном обучении принципиально меняется соотношение самостоятельной и организованной работы студентов в учебном процессе, а значит, усиливается значение электронных средств учебного назначения. Если при очном обучении доля СРС в общем объеме дисциплины составляет примерно 30-33 %, то при дистанционном обучении доля СРС в общем объеме дисциплины составляет примерно 55-68 %. При этом наиболее существенно увеличение объемов самостоятельной работы студентов при изучении гуманитарных дисциплин, что объясняется, в частности, более широкими возможностями их формализации

Теоретические основы работы со звуком

Понятие о звуке

Звуком называется колебательное движение частиц воздуха, воспринимаемое слухом. Вокруг всякого колеблющегося тела возникают колебания частиц воздуха. Их порождают колебания струны, вибрация камертона, движение диффузора громкоговорителя и др. Колебания воздуха от источника звука в виде звуковых волн распространяются во все стороны со скоростью приблизительно 340 м/с. Звуковой волной называется процесс направленного распространения колебаний воздуха от источника звука. Область пространства, в которой распространяется звуковая волна, называется звуковым полем (рис 1).

Звуковая волна представляет собой чередование сжатий и разряжений воздуха. В области сжатий давление воздуха превышает атмосферное, в области разряжений - меньше его. Переменная часть атмосферного давления называется звуковым давлением Р. Единицей измерения звукового давления является паскаль (Па). Па = Н/м². Звуковое давление составляет очень небольшую часть атмосферного давления. Если излучающее звук тело колеблется по закону синусоиды, то звуковое давление также изменяется по синусоидальному закону. Колебательное движение частиц воздуха в звуковой волне характеризуется рядом параметров. Время, за которое совершается одно полное колебание, называется периодом колебания Т. Период колебания выражается в секундах (с).

Число полных колебаний, происходящих в 1 с, называется частотой колебаний f. Единицей измерения частоты является герц (Гц) или килогерц (1 кГц=1000 Гц).

Расстояние, на котором укладывается один период колебания (между соседними сжатиями или разряжениями воздуха), называется длиной волны К. Длина волны выражается в метрах (м). Длина волны и частота колебания связаны соотношением К = c/f, где с - скорость распространения звука. Максимальное отклонение колеблющейся величины от среднего положения называется амплитудой колебания или просто амплитудой. Для синусоидальных колебаний обычно определяют не амплитудное, а действующее (эффективное) значение, которое меньше амплитудного в 1,41 раза.

Звуковая волна способна огибать препятствия, если ее длина больше размеров препятствия. Это явление называется дифракцией. Дифракция особенно заметна для низкочастотных колебаний, которые имеют значительную длину волны. Например, длина звуковой волны частотой 100Гц равна 3,4м. При этом препятствия, размер которых менее 0,3 м, практически не оказывают влияния на распространение звуковой волны. Для частоты 10000 Гц длина волны составляет 3,4 см. В этом случае за преградой образуется область акустической тени, куда не проникает звуковое излучение.

Если две звуковых волны имеют одинаковую частоту, то они взаимодействуют между собой. Процесс взаимодействия называется интерференцией. При взаимодействии синфазных (совпадающих по фазе) колебаний происходит усиление звуковой волны. В случае взаимодействия противофазных колебаний результирующая звуковая волна ослабляется (рис. 2).

Звуковые волны, частоты которых значительно отличаются друг от друга, не взаимодействуют между собой. Звуковые колебания могут быть затухающими и незатухающими. Амплитуда (интенсивность) затухающих колебаний постепенно уменьшается. Примером затухающих колебаний может служить звук, возникающий при однократном возбуждении струны или ударе гонга. Причиной затухания колебаний струны является трение струны о воздух, а также трение между частицами колеблющейся струны. Незатухающие колебания могут существовать, если потери на трение компенсируются притоком энергии извне. Примером незатухающих колебаний являются колебания чашечки школьного звонка. Пока нажата кнопка включения, в звонке существуют незатухающие колебания. После прекращения подвода энергии к звонку колебания затухают.

Распространение звуковых волн сопровождается уменьшением их интенсивности. Кроме того, распространяясь во все стороны от источника, волна охватывает все большую область пространства, что приводит к уменьшению количества звуковой энергии на единицу площади. Достигнув барабанной перепонки, которая является чувствительным элементом уха, звуковые волны вызывают ее колебания. Имеющиеся в ухе нервные клетки воспринимают колебания барабанной перепонки и человек ощущает колебания воздуха в виде звука. Не всякие колебания воздуха воспринимаются человеком как звук. Человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания с частотой приблизительно от 16 до 20000 Гц. Верхняя и нижняя границы частотного диапазона звуков, воспринимаемых человеческим слухом, различны для разных людей. Звуковые колебания с частотой ниже 16 Гц и выше 20 000 Гц не воспринимаются слухом. Колебания с частотой ниже 16 Гц называются инфразвуковыми, а с частотой выше 20000 Гц - ультразвуковыми.

Слуховой аппарат человека воспринимает звуковые колебания в определенном диапазоне звуковых давлений. Очень слабые звуки не воспринимаются на слух. Звуки очень большой интенсивности воспринимаются как боль в ушах. Нормальное ощущение звука возможно, если интенсивность звука находится между порогом слышимости и болевым порогом.

Звуки, интенсивность которых приближается к болевому порогу, оказывают вредное воздействие на слух.

Для определения параметров звука чаще всего используются понятия громкость, высота и тембр звука.

Громкость звука определяется величиной звукового давления. Увеличение звукового давления вызывает увеличение ощущения громкости звука. Ощущение высоты звука определяется его частотой. Плавное изменение частоты звуковых колебаний от 16 до 20000 Гц воспринимается вначале как низкочастотное гудение, затем как свист, постепенно переходящий в писк. Весь звуковой частотный диапазон условно разбит на три поддиапазона: низшие частоты-16...300 Гц; средние частоты-300... 3000 Гц; высшие частоты-3000...20 000 Гц. Интервал изменения частоты звука вдвое называется октавой.

Звуковое колебание синусоидальной формы называется гармоническим, или простым. Такое колебание излучает камертон. Другие источники звука, например колеблющаяся струна, излучают сложный звук, состоящий сразу из нескольких синусоидальных составляющих (гармоник).