Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Биология»Содержание №21/2008

Курсы повышения квалификации

А. Г. Козленко

Информационная культура и/или компьютер на уроке биологии

Продолжение. См. № 17, 18, 19, 20/2008

Учебный план курса

№ газеты

Учебный материал

17

Лекция 1. Информационная культура учителя как высокое искусство авторизации

18

Лекция 2. Уровни работы с текстом на уроке биологии

19

Лекция 3. Математика в биологии: культура числовых заданий

Контрольная работа № 1

20

Лекция 4. Образ и звук: управление мультимедиа на уроке

21

Лекция 5. Биологическое видео: источники и цели применения

Контрольная работа № 2

22

Лекция 6. 3D-модели в биологии: оценка эффективности, анализ альтернатив

23

Лекция 7. Интерактивность на уроке биологии: уровни решений

24

Лекция 8. Оценивание как тест на информационную культуру

Итоговая работа

Лекция 5. Биологическое видео: источники и цели применения

...универсальность языка для умственной деятельности человека. Без языка не было бы ни самоутверждения, ни множества типичных для нас начинаний и занятий, включая и сферу искусства. ...В конце века подал голос атавизм, парадоксально усиленный средствами массовой информации (особенно телевидением). В них львиную часть программного времени во всем мире занимают те действия человека, которые подчиняются не столько мозгу, сколько мозжечку (Cerebellum). Будет ли это спорт во всех его видах… или соревнования по танцам, или акробатика, или искусство фокусника – все они создают набор, подверженный сильной регуляции, синхронизации и контролю мозжечком с точки зрения огромного количества степеней свободы, коей наделено тело человека. Тогда можно было бы отважиться на констатацию того факта, что усиленная зрелищная «безъязыковость» в медиа представляет своего рода отступление от действий центральной нервной системы, от «новой мозговой коры» (neocortex). Является ли это случайным следствием демографического взрыва и скрещиванием растущих потребностей с технологиями «максимального облегчения исполнения желаний», не смею утверждать. В любом случае тенденция, когда мы невольно передаем машинам растущий с цивилизацией труд МЫШЛЕНИЯ, дает почву для размышлений...

Станислав Лем. Языки и коды

Хотя переложить труд мышления на машины пока не удалось, сделать существенный шаг к избавлению людей от мыслительных процессов средства массовой информации вполне в состоянии. Особая роль в этом принадлежит видеоряду, способному активировать бессознательное внимание, опираясь на архаичный ориентировочный рефлекс. Эксплуатацией архаичных экспресс-методов обработки видеопотока мозгом можно объяснить и re-сформированное у людей современным телевидением и отчасти кино a’la Бекмамбетов «клиповое мышление»: лучше всего воспринимаются видеосюжеты, состоящие из сцен продолжительностью не более пяти секунд. При этом совершенно иное обращение с содержимым демонстрируют «анимации» и «фильмы» до-кинематографической эпохи, например икона как соединение разновременных событий и разных по значимости персонажей и явлений (например, «Рождество», «Преображение»). Отсюда – «хорошесть» некоторых графических заданий, как то: икона клетки, показывающая клетку на разных этапах жизни (плюс в разных пропорциях по важности, как в средневековой живописи), или других процессов – но в статичном изображении. Столь же переходен комикс: не случайно в качестве примера эффективной мультимедийности часто приводится иллюстрированное пособие времен Великой Отечественной войны по управлению штурмовиком «ИЛ-2», выполненное в жанре классического комикса.

В нашем наивном детстве мы рисовали простенькие анимации (футболистов, гоняющих мяч, гимнастов на снарядах) в блокнотах или на уголках страниц учебника и при быстром пролистывании получали самодельный мультфильм. Новое поколение начинает с неприличных анимашек на Flash, но может с помощью этого программного средства выполнять и полезные задачи: создание грамотной и научно достоверной анимации – вполне приемлемое проектное задание. Анимация (буквально – оживление) действительно мощное средство оживления предъявляемого зрительного ряда. Если результат, конечно, отвечает требованиям учителя по авторизации мультимедиа. Что, в свою очередь, возможно чаще всего при собственноручном создании анимаций.

Примитивные функции мультипликации первоначально возлагались на анимированный GIF-формат (т.н. gif-анимация). Его достоинства состояли в простоте создания покадровой анимации (подготовить набор рисунков можно в простейшем графическом редакторе – Paint) и небольших размерах файлов, что было критически важно для юного Интернета. Для каждого изображения в gif-анимации отдельно задается момент, место и длительность показа на экране. Обычно этот формат не позволяет создавать последовательности изображений, которые плавно перетекают, перекрывая друг друга (твининг – автоматическое генерирование промежуточных кадров – используется редко).

Создание gif-анимаций может быть возложено как на специальные программы, так и выполняться мощными графическими редакторами, например Corel Photo-Paint, Adobe ImageReady, имеющими отдельный пункт меню, с помощью которого и задаются параметры покадрового показа, а также сборка и редактирование анимации (например, обрезание полей или изменение размеров мультика). Среди программ для gif-анимации есть признанные лидеры (каковым является Ulead GIF Animator) и большой набор бесплатных редакторов-аниматоров (Pencil1, Gif Construction Set Professional), и чистых аниматоров, не умеющих редактировать графические файлы, а только собирающих кадровый ряд (Animation Shop2, Gif Movie Gear, WWW Gif Animator).

Программа Ulead GIF Animator3 из графического пакета Ulead PhotoImpact считается одним из самых удобных и функциональных аниматоров. При некоторой сложности для новичков (снизить которую призвана функция Animation Wizard) и платности она является выверенным профессиональным продуктом, в котором все операции над изображением осуществляются в пределах одного окна. «Панель меню» обеспечивает доступ к любой команде программы. На «Стандартной панели» собраны команды общего действия (создать новый файл, сохранить, добавить картинку или видео и т.д.). «Панель инструментов» содержит инструменты редактирования образов анимации. «Панель атрибутов» инструмента меняется в зависимости от выбранного инструмента и позволяет менять его настройки. «Менеджер объектов» позволяет управлять каждым из объектов, включенным в анимацию, а «Панель образов» показывает каждый из кадров анимации в очередности, установленной пользователем. Программа может сохранять файлы в *.gif, в собственном формате *.uga, формате Adobe Photoshop *.psd, каждый образ как отдельную картинку, как видеофайл и как файл Macromedia Flash *.swf.

Собственно, именно формат векторной двумерной (2D) анимации Macromedia Flash (до покупки фирмой Adobe) *.swf, быстро завоевавший популярность, практически вытеснил из сайтостроения (и создания учебных объектов) gif-анимацию. Flash имеет группу эргономично интегрированных инструментов: встроенный редактор векторной графики, инструмент анимации изображения, библиотеку готовых компонентов, встроенный язык сценариев – ActionScript, схожий по своему синтаксису с языком программирования Си. Рассмотрение создания объектов в Adobe Flash выходит за рамки разговора, а применение будет более детально обсуждаться в разделе об интерактивности – именно возможность внесения управляющих элементов, обеспечивающих взаимодействие со сложным содержимым (контентом), делает Flash больше чем аниматором.

Популярна, особенно при современных мощных графических станциях, трехмерная (3D) графика и анимация, которая по технологии напоминает кукольную: в программе-моделере (3D Studio MAX, Maya, TrueSpace) создаются каркасы объектов сцены, выбираются материалы, их обтягивающие (текстуры поверхностей), устанавливаются освещение и положение камеры, а затем задаются количество кадров в фильме и движение предметов, в т.ч. персонажей.

Урочное применение анимаций не составляет труда: файлы (как в формате *.gif, так и экспортированные в видео) проигрываются программами-просмотрщиками графики, встраиваются в презентации и т.п. Вопрос лишь в их поиске (создании). Более того: если есть серия фотографий, сделанных цифровым фотоаппаратом (в идеале – закрепленным на штативе) и расположенных в нужном порядке, при помощи вьюера и мыши с колесиком можно получить на экране вполне анимированный «ролик» (причем эффект анимации возникает уже на двух-трех похожих изображениях, в чем убеждались многие, просматривая серии цифровых фотографий). При этом темп, возможность возврата и остановки, продолжения – всё полностью определяется одним движением.

Рис. 5.1. Окно программы ProShow Gold с диалоговым окном эффектов движения в кадре

Рис. 5.1. Окно программы ProShow Gold с диалоговым окном эффектов движения в кадре

Массовое распространение цифровой фотографии вызвало (наряду с новым витком редакторов статичной графики, программ-просмотрщиков и каталогизаторов) появление нового ПО, позволяющего создать из фотоальбома анимационный фильм, слайд-шоу, в котором кадры сменяют друг друга в заданной последовательности и продолжительности, с применением эффектов смены кадров и действий с самими кадрами (вращение, «наезд камеры» на определенную точку), добавлением титров и звукового сопровождения. Таких продуктов уже около десятка, ориентация на массового пользователя обеспечивает как достаточную простоту работы в них, так и относительно небольшую цену (800–1500 руб.). Кроме того, часть функций по созданию CD-DVD из фотоальбомов реализована в каталогизаторах (Picasa, ACDSee). Заслуженной популярностью пользуется программа ProShow Gold4 фирмы Photodex (рис. 5.1), среди явных достоинств которой (для учителя) возможность почти 500% приближения к заданной точке кадра, возможность управления продолжительностью показа каждого кадра, простота демонстрации и хороший общий функционал. Кроме того, программа позволяет сочетать в одном слайд-шоу фотографии и фрагменты видео. Photo DVD Maker Professional 7.925 также соединяет в одном окне функции файл-менеджера, отображая дерево папок и файлов компьютера, с редактированием видеоряда (монтажная линейка, таймлайн) и действиями с фотографиями. Программа позволяет указать продолжительность показа каждой фотографии и эффекта перехода, который будет идти вслед за ней, выбрать тип этого эффекта из нескольких сотен доступных переходов, настроить эффекты анимации каждой фотографии, используя несколько десятков заготовок, дополнить снимки текстом и векторными рисунками. CyberLink MediaShow6, кроме создания слайд-шоу для записи на DVD, может использоваться для импорта файлов с мобильных телефонов, DV-камер, дисков, фотоаппаратов и пр., для организации библиотеки графических и видеофайлов, для улучшения фотографий и видео, а также для загрузки снимков и роликов на популярные сервисы Flickr и YouTube; впрочем, возможности настроек самого слайд-шоу у этой программы скромнее.

Следующим средством из учительского арсенала медиа является цифровое видео, вместившее в себя и важнейшее для большевиков искусство кино, и документальные съемки (как профессиональные продукты, так и любительские записи). Дерево происхождения видеофайлов и операций с ними представлено на рис. 5.2.

Рис. 5.2. Диаграмма востребованных операций (и программного обеспечения) для работы с видео различного происхождения

Рис. 5.2. Диаграмма востребованных операций (и программного обеспечения) для работы с видео различного происхождения; иконками (использованы практически все – по смыслу, иконки утилиты для работы с цифровым видео Nero Vision из пакета Ahead Nero 7) обозначены действия: 1 – найти в Интернете, 2 – сохранить на жесткий диск компьютера, 3 – записать на CD-DVD, 4 – показать с фирменного CD-DVD, используя закладки и фрагменты, 5 – перевести в цифровой вид (оцифровать), 6 – редактировать, 7 – захватить видеопоток с web-камеры, 8 – захватить с магнитной ленты (miniDV-кассеты), 9 – каталогизировать, 10 – показать через мультимедийный проектор (с экрана монитора), 11 – опубликовать в Интернета

Так же как появление формата сжатия аудиофайлов МР3 открыло эру свободного обмена звукозаписями через Интернет, создание форматов сжатия изображений в видеофайлах (в объединении с удешевлением процесса записи компакт-дисков) открыло доступ широкой массе пользователей к видео-продукции разной направленности, в т.ч. и учебным клипам. Во многих учебных мультимедийных пособиях и энциклопедиях, на разных образовательных (и не только образовательных) сайтах Интернета есть изрядные подборки видеофрагментов, пригодные для повседневной образовательной практики. Хотя простота обращения с видеотехникой (как аналоговой, так и цифровой) делает очень привлекательной замену демонстрационных опытов (а подчас и лекций) показом видеозаписей, общеизвестно, что оправданность такой замены весьма сомнительна.

Задание 5.1. Для иллюстрирования каких процессов (явлений) вы бы предпочли создать:

– собственную анимацию;
– «анимацию» из серии изображений в просмотрщике (например, в AVDSee или Picasa);
– анимацию в программах генерирования слайд-шоу по фотографиям (например, в Pro-Show Gold);
– икону;
– комикс?

Аргументируйте свой выбор.

Использование самодельных видеофильмов, при том что их качество зачастую ниже, чем у продуктов профессиональных студий, важно в авторизации преподавания через привычные ученикам реальности предметного и социального мира (см. эпиграф к первой лекции); прогресс техники, упрощающий взаимодействие и повышающий качество продуктов Digital devices, тому способствует. В создании же фильмов силами учеников (особенно на первых порах) зачастую целью работы при съемке фильма становится не результат (сам фильм, его научные, иллюстративные и прочие свойства), а процесс его подготовки и появление на экране самих учеников, их сверстников и одноклассников. При умелой организации процесса (по сценарным правилам и ролям) могут получиться предметно-интересные действа, разыгранные учениками – например, с плаванием в бассейне или беганьем по лужайке с предметами, имитирующими хромосомы, в «репортажах» о митозе и мейозе или с выполнением условий при представлении передачи возбуждения в ЦНС, разыгрываемой учениками-«нейронами». Кроме того, такие фильмы могут быть важны и как средство мотивации: демонстрация (и выкладывание наиболее удачных роликов в Youtube) повысит престиж всех участников процесса.

Развитие технологий цифровой видеозаписи сделало реальной казавшуюся недостижимой роскошью возможность протокольной видеозаписи урока для последующего анализа и самоанализа. В минимальном режиме такая съемка может осуществляться одной-двумя любительскими видеокамерами, установленными в фиксированных положениях таким образом, чтобы захватывать всю рабочую часть класса. Они устанавливаются на автоматический режим съемки, включаются еще до урока и пишут в течение всего занятия. При необходимости их можно скрыть в картонных боксах с прорезанным отверстием для записи. Ручная съемка может дополнять общие планы с фиксированных камер. Монтаж можно осуществить, синхронизировав по времени и выделив наиболее значимые части всех видеорядов (или не осуществлять вообще, использовав сырые данные видеозаписи). Важным педагогическим требованием к видеозаписи как измерительному инструменту является документальность: обязательно включите режим отображения даты и времени на записи, предварительно проверив его настройки. При съемке длительного мероприятия (урока или пары) желательно обеспечить непрерывность записи (даже в ущерб эстетическим свойствам) – паузы возможны только в том случае, когда учащиеся выполняют длительную однообразную работу (например, пишут контрольную). Групповые формы работы с обсуждением желательно снимать не общим, а средним планом, чтобы зафиксировать активность при обсуждении. Т.к. видеосъемку будет вести приглашенный человек (хорошо, если это оператор с опытом работы), его перед началом видеосъемки надо ввести в курс предстоящего урока, сделав ксерокопию плана урока или распечатав из электронной версии, отметить в ней наиболее важные моменты и то, как (предположительно) все участники процесса будут действовать в такие моменты.

Роль натурных съемок биологических объектов трудно переоценить. С развитием технологий все большее значение приобретают требования к дидактической насыщенности образов, их эффективности в учебном процессе (включая эстетическую и этическую составляющие). Собственно, применение видео пока мыслится только в двух режимах: фронтальный показ в демонстрационном режиме (на весь экран монитора или через мультимедийный проектор) или работа с видеогруппами или индивидуально. Второе чревато (наряду с общей сложностью работы в компьютерных классах) рядом специфических проблем и ограничений: занятостью звукового канала коммуникации; желательностью оболочки, позволяющей непосредственно или через соответствующие ссылки просматривать файлы и сопровождать каждый из фрагментов комментариями и вопросами к клипу – а то и местом для ответов.

Для повышения «хорошести» заданий к видео придется попотеть. Конечно, самостоятельная работа учащихся в ходе и/или после просмотра может включать привычные задания по составлению к показанной записи вопросов, схем, диаграмм, чертежей, планов, изложения по содержанию – или рефлексию учащихся: выявление элементов новизны или высказывание оценочных суждений. Но только ради этого задействовать компьютерный класс вряд ли целесообразно. Задания же творческого, истинно индивидуального/группового толка надо придумывать: например, захватывать кадры из фильма (что не всегда получается кнопкой PrintScreen – требуются или специальные программы, включая софт интерактивных досок, или позволяющие это делать плееры) для комментариев на них либо – перенимая опыт физиков, начинавших с видеозадач и дошедших до больших продуктов, основанных на анализе видеозаписи, сделанной заранее или непосредственно в ходе лекции, – использовать средства анализа видео. Например, на рис. 5.3 показано окно одной из таких программ, которая позволяет по записи движения шарика изучить законы движения. Обычно такие программы содержат набор инструментов (линейки, часы, транспортиры) для получения числовых значений по видеозаписи и могут содержать оболочку, позволяющую вводить снятые данные и проводить их обработку (мини-процессор электронных таблиц). В таком анализе видео важным достоинством является сочетание натурности с вычислительными возможностями компьютера.

Рис. 5.3. Анализ видеозаписи. Фишман А.И., Скворцов А.И., Даминов Р.В., информационный источник сложной структуры «Весна» (проект НФПК)

Рис. 5.3. Анализ видеозаписи. Фишман А.И., Скворцов А.И., Даминов Р.В., информационный источник сложной структуры «Весна» (проект НФПК)

В отличие от статичных изображений файл видео представляет собой объединение нескольких (иногда десятков) технологий. Поэтому принято различать контейнеры, предназначенные для хранения информации – и именно с форматами контейнеров мы имеем дело, – и кодеки (от англ. codeccompressor/decompressor – способ сжатия-восстановления), специальные алгоритмы сжатия для уменьшения размеров аудио, видео и изображений.

Контейнер является своеобразным шкафчиком, в который можно положить аудио, видео, субтитры, меню или все это вместе. Каждый контейнер обязательно содержит блок служебной информации, позволяющей плеерам правильно воспроизводить и работать с медиафайлом, – данные о кодеках, индексы и теги (метки)7.

Задание 5.2. Предложите, какие (по содержанию) биологические видеозаписи вы бы рекомендовали для такого анализа. Какие данные можно было бы при этом получить? Чем это лучше простого показа видео?

Наиболее распространенными контейнерами для видеофайлов являются следующие.

AVI (Audio Video Interleave) – формат, появившийся в 1992 г. как часть технологии Video for Windows и один из наиболее распространенных в России, он поддерживается на всех платформах и практически всеми проигрывателями; в базовом варианте в нем почти не используется механизм сжатия файлов, поэтому AVI-файлы относительно большие по размерам (содержат обычно один поток видео и 0, 1 или больше потоков звука). Основной проблемой AVI (при редактировании) является отсутствие информации о соотношении сторон изображения (aspect ratio), a также слабая поддержка современных видеокодеков и субтитров.

MPEG (Moving Picture Experts Group) – формат и набор стандартов сжатия звука и видео, введенных объединенным техническим комитетом ISO/IEC по информационным технологиям. При MJPEG-кодировании (Motion JPEG) последовательность кадров обрабатывается JPEG-кодеком, эффективно сжимающим статичное изображение.

MPEG имеет несколько вариантов, предназначенных для использования в разных ситуациях. Так, формат сжатия MPEG-2, сохранявший достаточно высокое качество картинки, но не позволявший существенно уменьшать размеры файлов, был заменен более мощным MPEG-4, впервые позволившим (используя наиболее популярный кодек DivX) записать на оптическом носителе, CD-диске, полнометражный фильм без, как принято говорить, «видимой потери качества». MPEG-4 включает в себя также функции показа 3D объектов с поддержкой языка виртуальной разметки VRML, поддержки управления правами и разные типы интерактивного медиа. Из недостатков MPEG-4 можно назвать несколько повышенные требования к ресурсам компьютера, необходимые при проигрывании для декодирования сжатого потока.

Развитие средств записи информации, увеличение емкости (и удешевление) жестких дисков и появление оптических носителей большого объема (DVD) наряду с развитием пропускной способности каналов Интранет/Интернет (и цифрового спутникового телевидения) позволило уйти от форматов жесткого сжатия видеоизображений и представлять натурные съемки максимально качественно; этим (а также появлением телевидения высокого разрешения HDTV, где MPEG-2 был выбран в качестве основного) объясняется возрождение версии этого формата.

QuickTime Movie (MOV) – контейнер, разработанный фирмой Apple для компьютеров Macintosh, был не очень популярен в Windows-среде (с распространением цифровых фотоаппаратов, использующих его при записи видео, ситуация несколько изменилась). Видео в этом формате было в обучающих компакт-дисках и приложениях к учебникам, изданным в Европе и США (именно такие диски, ходившие в «списках» по учителям лет пять назад, например электронное приложение к Cell Biology Interactive или Molecular Cell Biology8, открыли мир клеточного натурного видео, включая запись объектов под флуоресцентным микроскопом, позволяющего показывать реальное протекание клеточных процессов, таких, как деление клеток, движение органоидов, транспорт веществ в клетку и др.). Особой дидактической ценностью отличаются 4D-видео и интерактивное видео в MOV-формате.

Существует много других контейнеров. Так, популярные Advanced Systems Format (ASF, Windows Media: WMA/WMV) и RealMedia (RM) используются преимущественно для передачи видео и аудио по Сети (как и появившийся относительно недавно и ставший весьма популярным благодаря сервисам Youtube формат Flash-видео FLV); потоковое видео отличается тем, что позволяет начать просмотр файла еще до того, как закончится его полная загрузка. Закрытый формат Video Object (VOB) является стандартом для DVD. Начинается экспансия и формата с открытым кодом Matroska (MKV, «матрешка»), который поддерживает большое количество аудио- и видеопотоков, множественные субтитры (в разных форматах), а также позволяет создавать меню; он также нашел применение в телевидении высокого разрешения HDTV.

Современные операционные системы обычно поставляются вместе с плеерами видео, например Windows Media Player в Windows и QuickTime в Mac OS X. Эти проигрыватели, как правило, имеют специфически ограниченную функциональность по сравнению с альтернативными решениями (так, Windows Media Player «не любит» форматы MOV и RM). Другой проблемой при воспроизведении видео может быть несоответствие не контейнера, а кодека, которым сжат файл. И хотя в последнее время такие проблемы весьма редки, все-таки желательно проверить перед уроком, воспроизводятся ли принесенные вами видеофрагменты именно на этом компьютере именно этим плеером, или загодя установить пакет всевозможных кодеков (K-Lite Mega Codec Pack). Другим вариантом является использование программных проигрывателей, которые поддерживают практически все форматы и кодеки и проигрывают всё, что движется (включая фрагментированные и поврежденные видеофайлы). Например, таков Movie Player (Mplayer)9, впрочем, его происхождение из ОС Linux наложило отпечаток в виде отсутствия панели управления просмотром видео, что не позволяет видеть, какая же часть файла уже воспроизведена, а также быстро перейти на конкретную часть ролика, остановить/продолжить воспроизведение (управлять воспроизведением можно только командами с клавиатуры). Впрочем, бесплатных плееров, различающихся отдельными удобствами и отношением к ресурсам компьютера (а также статей, посвященных их сравнению), можно найти много. Назовем буквально несколько: Media Player Classic10, внешне похожий на Windows Media Player 6, но обладающий значительно большими возможностями; GOM Player11 – многофункциональный плеер с набором встроенных кодеков; BSplayer – один из лидеров, сочетающий хорошее качество воспроизведения, умение масштабировать изображение и управлять скоростью показа с небольшой нагрузкой на процессор.

Для фронтальной демонстрации видеоклипов обычно специальной оболочки не требуется – достаточно открыть папку с нужными видеофайлами и воспроизводить их в удобном порядке с помощью установленного плеера. Конечно, полезно знать, при помощи каких команд можно управлять показом. Например, для полноэкранной демонстрации ролика в Windows Media Player после начала просмотра выбрать пункт главного меню Вид, а в нем – Во весь экран (Full Screen); команда дублируется одновременным нажатием клавиш клавиатуры Alt + Enter (заметим, что кнопка «Развернуть во весь экран» не помогает, т.к. разворачивает окно самого плеера, размер же видео остается прежним). Чтобы выйти из полноэкранного режима, нажмите клавишу Esc.

Задание 5.3. Найдите в справке к используемому вами плееру (по умолчанию – к Windows Media Player), какими сочетаниями клавиш можно управлять с клавиатуры показом видео во фронтальном режиме.

Бум на документальные фильмы 1990–2000-х гг., немного опередивший массовое распространение новых технологий записи на оптические носители (Digital Versatile Disc, DVD – цифровой многоцелевой диск емкостью 4,7 или 8,6 Гб) привел к тому, что сегодня для повышения наглядности практически всех разделов курса биологии можно подобрать набор документальных фильмов (лучшего или худшего качества, с переводом или без, более или менее соответствующих содержанию урока). Использование их в образовательных целях не запрещено Законом об авторском и смежных правах и соответствующими разделами Гражданского кодекса, однако работать с ними на уроке сложно: большая продолжительность фильма (серии) и неконцентрированное размещение в ней востребованных фрагментов создают изрядные неудобства: время, затраченное на поиск нужного фрагмента (даже если предварительно выписаны минута и секунда, с которой нужно начать его воспроизведение), потеряно безвозвратно, внимание учеников переключено на зрительный канал, и самый эмоциональный или мотивированный текст попросту «уходит в песок». Впрочем, большинство фильмов разбиты на смысловые фрагменты (особенно наглядно – в фильме о насекомых «Микрокосмос»)12, а в меню всех программных DVD-плееров есть выбор фрагментов (в контекстном меню Перейти – Эпизод – Фрагмент). Есть и механизм предпросмотра фрагментов (Броузер), меню фрагментов можно распечатать (сохранив предварительно как рисунок и подготовив к печати). Другим решением является создание закладок, к которым можно быстро перейти во время показа (закладки лучше создавать на том компьютере, с которого будет осуществляться показ; переносить их не всегда просто). Конечно, есть еще и возможность вырезать из фильма нужный фрагмент. Какой из трех вариантов выбрать, зависит от ряда факторов. Цитаты на уроке тоже можно зачитывать прямо из книги, а можно с карточки/ксерокопии; и каждый вариант имеет свои плюсы, не обязательно продиктованные удобством: книга в руках выглядит иначе, чем каталожная карточка. То же касается и видео, хотя, наверное, в меньшей степени.

Рис. 5.4. Окна программных DVDплееров Cyberlink PowerDVD (вверху, с открытой добавочной панелью и кнопкой «Добавить закладку») и WinDVD

Рис. 5.4. Окна программных DVDплееров Cyberlink PowerDVD (вверху, с открытой добавочной панелью и кнопкой «Добавить закладку») и WinDVD

Программные плееры DVD-видео достаточно сходны между собой (см. рис. 5.4). Проигрыватель WinDVD 9 фирмы Corel (после приобретения ею компании-разработчика InterVideo) воспроизводит все современные форматы, включая видео высокой четкости и Blu-ray, работает с разными типами защиты от копирования; помимо этого плеер вооружен рядом фильтров, позволяющих избавиться от часто встречающихся артефактов видеопотока в виде «квадратов», цифрового шума и других недостатков. Cyberlink PowerDVD 8 также поддерживает новые форматы AVCHD и Blu-ray, но главное его достоинство – наличие встроенного редактора, позволяющего вырезать фрагменты, делать из них собственные миксы, накладывать звук, добавлять субтитры и графические элементы – вплоть до публикации в Интернете. Обе программы позволяют переходить к фрагментам и созданным закладкам, делать моментальные снимки кадров в ходе показа видео (snapshots) и имеют дополнительные клавиатуры и панели, позволяющие управлять переходами без клавиатуры (что может быть удобно на интерактивной доске).

Программы для каталогизации видео могут упростить жизнь, если на жестком диске или оптических носителях скопилась обширная видеотека. Основной их функцией, конечно, является создание подробного каталога видеофайлов, но они также могут искать информацию по имеющимся фильмам (жанр, актерский состав, год выхода и т.п.), самостоятельно проигрывать и даже редактировать видео, отмечать дату и время просмотра, выдавать статистику по фильмам и многое другое. Принцип работы видеокаталогизаторов не отличается от их фотособратьев: после установки программа сканирует жесткий диск и составляет каталог всех имеющихся фильмов. Часть программ, занимая промежуточную нишу, аналогичную ACDSee для графики, объединяет функции каталогизации с редактированием (таков, например, Movavi Video Suite13, позволяющий конвертировать видео, в т.ч. для портативных устройств, как iPod; редактировать, выполняя коррекцию уровня яркости, контрастности, насыщенности цветов и баланса белого, добавляя спецэффекты; разрезать видео, выполнять захват, создавать CD/DVD или видеооткрытки), совмещает тщательную каталогизацию с проигрыванием (например, All My Movies 4.714, сочетающий эргономичный дизайн, широкий набор функций с поддержкой русского языка и экспортом созданного каталога в HTML-файл, в текстовый документ и в формат MS Excel). Но есть и чистые медиа-менеджеры с узкой специализацией на базе данных о найденных фильмах (Movie Collector, Movie Library, Private Video Database, VideoCat15). При средней цене 250–1000 руб. и некоторых полезных функциях их использование оправдает затраты на приобретение и освоение только в особых случаях.

В последнее время запись цифрового видео и его редактирование перестали быть уделом узкого круга профессионалов. В результате появились и стали распространенными новые программы работы с любительским видео, нацеленные на широкую аудиторию пользователей и потому достаточно простые в обращении.

Видеокамеры, пишущие в хорошем разрешении (приличном качестве), до совсем недавнего времени писали на специальные кассеты с магнитной лентой, но в цифровом формате (miniDV – Digital Video). Видео, записанное на такой кассете, должно быть переписано на компьютер (захвачено). Для подключения таких камер через интерфейс i.Link был специальный разъем. Программы, обеспечивающие захват видео и запись на жесткий диск компьютера для дальнейшего редактирования, достаточно многообразны как по функциональной вооруженности, так и по стоимости; объединяет их стандартная триада действий: перенос на жесткий диск (захват), монтаж (редактирование фрагментов, добавление и совмещение звуковых дорожек, эффектов, заставок и т.п.) и сохранение (включая кодирование – сжатие, вплоть до записи на CD-DVD). Это нашло отражение и в интерфейсе программ: наборы инструментов для каждой из операций сгруппированы в отдельные закладки (рис. 5.5, 2). Общей чертой интерфейса программ-редакторов являются монтажная линейка (таймлайн), позволяющая наглядно расположить смонтированные фрагменты видеоматериала, добавленные звуковые дорожки, примененные эффекты и т.п. (рис. 5.5, 3), а также встроенный плеер (рис. 5.5, 4).

Рис. 5.5. Окно программы Pinnacle Studio Plus 10

Рис. 5.5. Окно программы Pinnacle Studio Plus 10

Одной из наиболее популярных и эффективных является программа Pinnacle Studio Plus (рис. 5.5, стоимость около 100$). Программа находит подключенную через интерфейс i.Link видеокамеру16 и осуществляет (при наличии аппаратных средств – платы видеозахвата) загрузку видео на компьютер. Это достаточно емкая процедура – одноминутный ролик занимает около 270 Мб (в стандартном для камер разрешении 720?576 пикселей). При захвате каждое выключение камеры воспринимается программой как окончание фрагмента; таким образом, ролик оказывается разделенным на отдельные сцены. Следующим этапом является монтаж видео: программа позволяет отредактировать начало и конец фрагмента, добавить переходы между фрагментами из достаточно большого набора эффектов, ввести видеоэффекты (увеличение резкости, изменение контрастности или яркости), добавить титры – как поверх видео, так и на статичном кадре, захваченном из того же видео или добавленном из фотографии. Программа также позволяет редактировать аудио: изменять уровень громкости звука в разных участках фильма, добавлять звуковые дорожки с музыкой и голосом, в т.ч. меняя громкость звучания разных дорожек. Третьим этапом работы над фильмом является вывод фильма (сохранение итогового фрагмента); при этом задаются настройки формата сохранения (AVI, MPEG-4 или MPEG-2), и после рендеринга (применения выбранных настроек к кадрам видеозаписи) получается итоговый ролик (обычно при этом размер файла становится существенно меньше – итоговый минутный ролик занимает около 30 Мб в формате AVI).

Мощным (недавно – едва ли не единственным) видеоредактором является Adobe Premiere Pro 7.0.17. Эта программа поддерживает файлы форматов MOV и AVI, позволяет работать с большим количеством видео- и звуковых каналов, содержит набор переходов между кадрами, позволяет синхронизировать звук и изображение, ведет историю всех выполненных команд. Интерфейс пакета насыщен множеством элементов: окно управления проектами, временная линейка, модули выбора эффектов и переходов, а также монитор предварительного просмотра расположены в одном общем окне. Одной из причин популярности этого продукта является его тесная интегрированность с другими разработками этого же производителя: например, для качественной разработки титров или обработки изображений можно использовать Adobe Photoshop или Adobe Illustrator.

Примером бесплатно распространяемого и не требующего инсталляции редактора является VirtualDub18: при аскетичности интерфейса программа выполняет также основные функции захвата видео, редактирования фрагментов (в т.ч. убрать дефект цифрового захвата – чересстрочку, interlace), изменения яркости/контрастности, перекодировки в основные кодеки и записи видео. Интерфейс программы достаточно своеобразный: вместо таймлайна – скроллинговая панель с подписанными номерами кадров, позволяющая переместиться на нужный кадр видеозаписи. Под ней – кнопки для перемотки по кадру или на 15 кадров, для отметки начального и конечного кадров выделенного фрагмента. VirtualDub имеет два окна просмотра: в левом воспроизводится оригинальное изображение, в правом — изображение после применения эффектов или фильтрации (программа содержит в себе порядка 30 встроенных фильтров для очистки от шумов, стабилизации дрожания, изменения размеров и др., которые можно применять одновременно, накладывая их друг на друга). Возможности видеомонтажа ограниченны – фактически весь монтаж сводится к разбивке видеозаписи на фрагменты и последующей их склейке.

Для совсем простых задач – обрезки ненужных фрагментов, изменения размеров, разделения большого файла на несколько меньших или конвертирования из одного формата в другой – можно использовать еще более простые в освоении программы, такие как Free Video Dub или Avidemux. Свои редакторы есть и у известных софтверных фирм: CyberLink Power Producer, Ulead DVD Movier Factory и др.

Развитие пропускной способности каналов Интернета существенно удешевило передачу данных и сделало возможным широкое распространение видеоконференцсвязи. Бесплатные сервисы, такие как Skype и VideoPort, довольствуются для организации web-общения более простыми устройствами – web-камерами с разрешением на один-два порядка ниже, чем у видеокамер. Этого достаточно, чтобы передавать узнаваемое изображение собеседника, а т.к. программное обеспечение камер имеет такие функции, как автоматическая подстройка резкости и слежение за движениями объекта, диалог получается достаточно комфортным. И хотя до онлайнового проведения уроков для больных учреждения образования еще не дошли, web-камера в виде устройства для видеозахвата изображения микроскопа уже вполне распространена в школах. И самый распространенный представитель – цифровой микроскоп Intel Playtm QX3+tm Computer Microscope. Достоинства и приемы работы с ним исчерпывающе описаны в статье Надежды Дмитриевой, методиста по биологии Центра информационных технологий и учебного оборудования г. Москвы «Как папоротник разбрасывал споры» – см. список рекомендуемой литературы. Ограничимся здесь лишь краткой констатацией некоторых свойств.

Конечно, при индивидуальной (групповой) работе обучаемых с цифровыми микроскопами (особенно в сочетании с локальной сетью и программно-аппаратными комплексами, обеспечивающими получение на учительском компьютере изображений с ученических мониторов и выводом на проектор) это самый эффективный (из доступных) способ понять, то ли видел обучаемый, что хотел показать учитель. Особенно в русле современных тенденций, столь трепетно относящихся к отчуждаемым образовательным продуктам, портфолио учеников и т.п. Вместе с тем есть риск приобрести одни навыки – показывать что-либо на фотографии (скрине из виртуальной лабораторной работы) или изображении, непосредственно захваченном в цифровом микроскопе – за счет других: умения делать схематический обобщающий рисунок. В отличие от аналогового (карандашом на бумаге) рисунка, сделать что-то столь же близкое по уровню демонстрации понимания и обобщению увиденного на компьютере за урок практически невозможно.

При отсутствии цифрового микроскопа его можно сделать из обычного светового микроскопа и web-камеры. На рис. 5.6 приведено изображение, полученное с помощью самой недорогой и примитивной web-камеры Mustek, штатного ПО видеозахвата Windows и учебного микроскопа Микромед С-13.

Рис. 5.6. Пыльца на рыльце пестика, микроскоп Микромед С-13, увеличение 10 x 40

Рис. 5.6. Пыльца на рыльце пестика, микроскоп Микромед С-13, увеличение 10 x 40
Таблица. Достоинства и недостатки использования цифрового микроскопа на уроке

Достоинства

Недостатки

Невысокие требования к аппаратной части компьютера, к которому подключен микроскоп

Невысокое качество оптики, уступающее световым микроскопам

Возможность использования снятой web-камеры для демонстрации мезо- и макрообъектов (которые остаются живыми) с 10-кратным увеличением

В режиме снятой web-камеры отсутствует фокусировка

Возможность применения цифрового микроскопа (с мультимедийным проектором) для вводного инструктажа перед работой с обычными приборами: демонстрация того, что необходимо рассмотреть

Утрата навыков учебного рисунка

Возможность видеозаписи, создания (программно и кнопкой на камере) фотоснимков для последующего редактирования и включения в портфолио

 

Возможность создания замедленной записи (до 1 кадра в час) и ее воспроизведение в ускоренном темпе

 

Возможность вывода полученных изображений на печать

 

Среди оборудования, адресованного учителю биологии, есть также другие (не только зрительные) рецепторы компьютера – различные устройства, позволяющие фиксировать параметры среды (датчики рН, температуры, влажности и т.п.). Они могут подключаться как к КПК (наладонникам), так и к обычным компьютерам. Планирование экспериментов с их использованием – также в первую очередь методическая задача (одним из лучших ее решений является международный проект GlobalLab международного консорциума «Конкорд»): важно помнить, что в этом случае отрабатываются совершенно иные навыки и решаются иные задачи. И что из подключаемых датчиков, бытовых цифровых устройств (например, автоматических тонометров) или аналоговых навыков дает более востребованные компетенции, пока приходится решать самому учителю.

Задание 5.4. Вернитесь к рис. 5.2 и подпишите на нем, какое программное обеспечение используется вами (или может быть использовано) при работе с видеофайлами.

Задание 5.5. (Образная рефлексия.) Выполнив все предыдущие задания, оцените (в долях от единицы) и нарисуйте на предложенной системе координат параллелепипед полезности для вас данного занятия:

– по оси Х отложите новизну и полезность для вас теоретического материала лекции;
– по оси Y отложите новизну и полезность практических заданий (рост ИКТ-компетентности);
– по оси Z отложите собственное предметное приращение: свои идеи и возможные способы применения материала в урочной практике, возникшие у вас в ходе работы с лекцией (изменения в информационной культуре).

Достройте параллелепипед.

Рекомендуемая литература

Дмитриева Н.Д. Как папоротник разбрасывал споры // «Первое сентября», 2004. № 05; http: // ps.1september.ru/article.php?ID=200400527.

Осин А.В. Мультимедиа в образовании: контекст информатизации. – М.: Агентство «Издательский сервис», 2004. – 320 с.

Пилипенко О. Голливуд по-домашнему: Обзор инструментов для монтажа видеофильмов // CHIP (специальный выпуск), май 2004. № 2. С. 66–71.


1 http://les-stooges.org/pascal/pencil;   5 Мб в архиве.

2 www.jasc.com/as2.html

3 www.ulead.com/ga/;   около 8 Мб.

4 http://www.photodex.com/products/proshowgold/;   стоимость около $70.

5 http://www.dvd-photo-slideshow.com/

6 http://www.cyberlink.com/multi/products/main_5_ENU.html

7 Гарнова О. Емкость для видео. Обзор контейнеров для видео // CHIP, 2008. № 7. С. 119–123.

8 Lodish H., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., Baltimore D., Darnell J. Developed by the authors, W.H. Freeman and Company, and Sumanas Multimedia Development Services, Online Companion; www.whfreeman.com/biology

9 www.mplayerhq.hu

10 http://sourceforge.net

11 www.gomlab.com/eng/

12 Microcosmos: C. Nuridsany, M. Perennon / Galatee Films – France 2 Cinema – Bac Films.

13 http://movavi.com/ru/suite/index.html; 999 руб.

14 http://www.bolidesoft.com/rus/allmymovies.html; $34,95

15 http://www.collectorz.com, $33,95; http://www.wensoftware.com, $35; http://videodb.info, бесплатно; http://www.gyrus.org.ua, $10.

16 Новая эпоха видео связана с заменой DV-формата (кассет) на непосредственно цифровые носители в видеокамерах (DVD-диски емкостью 1,4 Гб, флэш-память до 16 Гб или HDD – встроеные винчестеры); необходимости в интерфейсе i.Link здесь также нет – обмен данными с жестким диском компьютера осуществляется через стандартный USB-интерфейс.

17 www.adobe.com/products/premiere/main.html

18 http://virtualdub.sourceforge.net/

Рейтинг@Mail.ru