CC BY
13НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 378+51-77
DOI 10.25257/KB.2022.2.69-74
Исследование эффектов синергии
при применении технологий мультимедиа
в образовательном процессе
Studying synergy effects when applying multimedia technologies in the educational process
С. П. ГРАБАРЕВ1, С. В. ФРОЛОВ1, С. С. ПОПОВ1, Б. Л. СПИРИН1, О. В. ТОКАРЕВА1, С. В. ДЕГТЯРЕВ1
1Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
S.P. GRABAREV1, S.V. FROLOV1,
S.S. POPOV1, B.L. SPIRIN1,
O.V. TOKAREVA1, S.V. DEGTYAREV1
1State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
В статье анализируется проявление синергизма при использовании мультимедийных технологий в процессе обучения. Представлено математическое описание эффекта синергии при одновременном использовании аудио- и визуального информационных каналов трансляции информации.
Ключевые слова: мультимедийные технологии, образовательный процесс, синергия, регрессионное уравнение
Abstract: The article analyzes synergy manifestation when using multimedia technologies in the learning process. A mathematical description of the synergy effect at the simultaneous use of audio and visual information channels of data broadcasting is presented.
Key words: multimedia technologies, educational process, synergy, regression equation
Для противодействия угрозам национальной безопасности в области повышения качества жизни российских граждан необходимо повышать защиту населения от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Это прописано в Указе Президента Российской Федерации от 12 мая 2009 г. № 537 «О Стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года».
Решение этой задачи обуславливает востребованность совершенствования профессиональной подготовки специалистов высокого уровня, отвечающего современным требованиям. Этому способствует стратегическая цель государственной политики в области образования, изложенная в Федеральной целевой программе развития образования на 2016-2020 гг., утвержденная постановлением Правительства РФ от 23 мая 2015 г. № 497:
- обеспечение доступности качественного образования, отвечающего требованиям современного инновационного социально ориентированного развития Российской Федерации;
- создание и распространение структурных и технологических инноваций в среднем профессиональном и высшем образовании;
- формирование востребованной системы оценки качества образования и образовательных результатов.
Достижение стратегической цели государственной политики в области образования осуществляется:
- формированием у обучающихся профессиональных компетенций и высоких этических норм;
- совершенствованием организации учебного процесса внедрением современных высокоэффективных инновационных методик обучения и воспитания обучающихся;
- внедрением современного учебно-методического и информационного обеспечения образовательного процесса, интеграцией учебного процесса с наукой и практикой в сфере обеспечения пожарной безопасности и защиты населения и территорий от угроз природного и техногенного характера;
- совершенствованием научно-исследовательской работы персонала и обучающихся [1].
Решение этих задач находится в тренде инновационного подхода, определяющего прогресс и успех в различных областях профессиональной деятельности человека, в том числе и образовательной.
Для целенаправленного совершенствования образовательного процесса и его оптимизации открываются новые возможности в связи с развитием современных компьютерных технологий.
При индивидуальном и коллективном обучении определяющими являются зрительная и слуховая модальности восприятия. Именно эти каналы информационного воздействия используют широко применяемые ныне системы мультимедиа, активное внедрение которых в образовательную среду преследует цель повышения эффективности обучения.
Мультимедиа (англ. multimedia: multi -много и media - носитель, среда, от лат. medium - посредник) - это совокупность аппаратных и программных средств, реализующих мультимедийные технологии, особый вид компьютерных технологий, которые объединяют в себе как традиционную, стандартную, статическую визуальную информацию (текст, графика, таблицы, схемы), так и динамическую (анимация, видеофрагменты, аудио эффекты, музыка), предполагая использование одновременного и сочетан-ного воздействия на зрительные и слуховые
органы чувств обучаемых, что позволяет создавать динамически развивающиеся образы в различных информационных представлениях (аудиальные, визуальные) [2].
Одновременное использование двух наиболее эффективных по воздействию на обучаемого информационных потоков -аудиального (звукового) и визуального (статического и динамического) позволяет предположить возможное возникновение эффекта синергии.
Синергия (от греческого ашеруга - сотрудничество, содействие, помощь, соучастие, сообщничество; комбинация греческого аш - вместе и греческого гpYov - дело, труд, работа, воздействие - это суммарный эффект воздействия двух или более факторов, отличающийся тем, что их совместное влияние на результат существенно превышает эффект каждого отдельного компонента и их суммы [3].
В окружающем нас мире явления синергизма распространены широко, например, в физике - это явления резонанса, в химии -каталитические процессы под действием небольших количеств веществ (катализаторов), в фармакологии, медицине - применяемые несколько лекарств в комбинации усиливают друг друга, превышая эффект от каждого из препаратов в отдельности [4]. Феномен синергизма известен в биологии (физиологии) [5], в системе образования, как синтез воспитания и самовоспитания, обучения и самообучения, образования и самообразования [6], а также применением матрицы синергии цифрового интеллекта для «совершенствования модели компетенций объектов образовательной сферы» [7].
Объектом данного исследования является современный образовательный процесс. Цель работы состоит в изучении эффектов синергии при одновременном воздействии информационных потоков разной модальности в образовательном процессе, математическая формализация экспериментальных данных с перспективной целью повышения эффективности восприятия при индивидуальном и коллективном обучении.
Для изучения эффекта синергии рассмотрим психофизиологические факторы, оказывающие влияние на процесс обучения. Согласно предположениям психолога Б. Г. Ананьева, восприятие через слуховую (аудиальную) систему происходит на одном уровне, а именно на уровне представления, в то время как через зрительную систему -по трем уровням: ощущение, восприятие, представление [8]. Это означает, что чтение (визуально) способствует более эффективному восприятию информации, чем на слух. В этом случае, по всей видимости, также можно наблюдать проявление эффекта синергии при сочетании трех уровней визуальной модальности, что предопределяет преимущество последнего. Кроме того, установлено, что 20 % поступающей аудиальной информации может «потеряться» по причине того, что мыслительный процесс протекает в 8-10 раз быстрее, чем звучит речь, и кроме всего прочего, вмешиваются отвлекающие факторы (внешние раздражители). Мозг через каждые 5-10 секунд отключается на доли секунды от приема информации. Отсюда становится актуальным повторение одной и той же информации разными способами и средствами.
Имеются исследования, которые утверждают, что человек запоминает 15 % информации, получаемой в речевой форме, и 25 % информации, полученной в зрительной форме [9]. Если использовать одновременно оба эти способа передачи информации, человек воспримет ее до 65 %. Это не что иное, как эффект синергии, наблюдаемый при совместном действии обоих видов модальности восприятия. По другим данным (институт «Евролингвист», Голландия), запоминается 5 % услышанного и 20 % увиденного. При одновременном использовании аудио-и видеоэффектов запоминаемость повышается до 40-50 % [10]. Легко заметить, что при различии конкретных значений усвоения информации тренды этого процесса в обоих случаях имеют одинаковый характер, и прослеживается эффект синергии (более высокий результат при одновременном воздействии, чем от суммы каждого в отдельности).
В общем виде функция воздействия на обучаемых п факторов может быть представлена рядом Винера, называемым еще полиномом Колмогорова - Габора [11]:
¥(Х1,...,Хп)=а0+±а{Х{+±±ауХ{Х^
1=1 г=1 у=1
(1)
¡=1 ]=1 к=}
При п = 2 формула (1) позволяет описывать эффект синергии при одновременном воздействии звука и изображения с учетом парного взаимодействия, и может быть представлена следующим образом:
Г = а0 + аХ + ^2X2 + а^ХД, (2)
где ai - коэффициенты уравнения; Х1 и Х2 -факторы речевые и визуальные, соответственно, принимают значения 0 либо 1; Г -процент запоминаемой информации.
Для вышеупомянутого случая при Г = 15, 25, и 65 %, коэффициенты принимают значения: а0 = 0, а1 = 15, а2 = 25, а12 = 25, а уравнение (2) принимает вид:
Г = 15Х1 + 25Х2 + 25Х1Х2. (3)
Для случая, при котором запоминается 5 % услышанного и 20 % увиденного, а при одновременном воздействии запоминаемость повышается до 50 %, коэффициенты принимают значения: а0 = 0, а1 = 5, а2 = 20, а12 = 25, а уравнение (2) примет следующий вид:
Г = 5Х1 + 20Х2 + 25Х1Х2. (4)
Коэффициент а12 оказался равным 25 в формулах (3) и (4), что позволяет предположить, что мы имеем дело с численно выраженным и оказавшимся одинаковым в разных исследованиях проявлением синер-гического эффекта.
Возникновение эффекта синергии при одновременной трансляции звука и изображения означает, что, возможно, следует ожидать
и другие проявления синергизма при более детальном исследовании иных факторов воздействия, например, морально-психологических. Представляет интерес также более детальное исследование визуальной информации с точки зрения комбинаций статических и динамических изображений и влияния их на процесс восприятия.
Одновременное и сочетанное воздействие на обучаемого звуковой и визуальной информации, создающее эффект синергии -возрастания эффективности воздействия на пользователя в результате соединения отдельных составляющих в единую систему, активизирует не только кратковременную, но также и долговременную память обучаемого. Через три часа человек забывает 30 % полученной аудиоинформации, 28 % визуальной и только 15 % аудиовизуальной, то есть одновременно услышанной и увиденной. Через три дня забывается соответственно уже 90, 80 и 35 % информации [12]. Таким образом, эффект синергии, с точки зрения воспринимающего субъекта, возникнув раз при соответствующих условиях, не исчезает с прекращением информационного потока разных модальностей, а продолжает свое пролонгированное действие. Это позволяет констатировать существенно более медленное уменьшение во времени такого важного показателя, как остаточные знания, которые являются одной из характеристик качества подготовки специалистов. Более высокий уровень остаточных знаний, в свою очередь, дает преимущество обучаемому в освоении новых дисциплин, более успешному применению полученных навыков на практике, способствуют эмоциональному и психофизическому подъему, развитию творческого мышления, и, в свою очередь, порождает обратную связь - увеличение эффекта синергии при первичном получении информации.
Таким образом, генерируется новый расширяющийся образовательный контур индивидуума с более высокой траекторией знаний в среде коллективного обучения.
Вызывает интерес также роль и место технологии мультимедиа в рамках компетент-ностного подхода. Формирование компетенций зависит от многих факторов: наполнения содержания образования, организационных и технологических решений профессорско-преподавательского состава, методов и стиля обучения, характера и сущности взаимодействия с обучаемыми, качества системы контроля образовательного процесса в вузе, креативности атмосферы вуза, и т. п. Все эти вопросы необходимо исследовать.
Математическая формализация экспериментальных данных в образовательной среде задает необходимый уровень математической культуры при совершенствовании учебного процесса, достаточную степень новизны и актуальности, открывает перспективы следующих направлений исследований:
- оптимального перераспределения интенсивности передачи данных между аудио-и визуальными информационными потоками;
- оптимизации скорости подачи визуальной информации на экран интерактивной доски на лекционных занятиях;
- оптимизации заполнения площади экрана визуальными данными; рационального цветового решения информационных визуальных потоков.
Вызывает интерес также возможное достижение эффекта эмерджентности (появление новых качеств) у обучаемых при оптимизации комбинаций воздействующих факторов. Все это будет способствовать более глубокому усвоению учебного материала, повышению качества образовательного процесса, в том числе бакалавров и специалистов в области технос-ферной и пожарной безопасности.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Система менеджмента качества Академии ГПС МЧС России. Руководство по качеству. М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. 11 с.
2. Семенова Н. Г. Мультимедийные обучающие системы лекционных курсов: теоретические основы создания и применения в процессе обучения студентов технических вузов электротехническим дисциплинам. Автореферат дис. докт. педагогических наук. Астрахань, 2007. 38 с.
3. Kenton W, Khartit K. Cost Synergy // Investopedia. 2021.
Режим доступа: https://www.investopedia.eom/terms/c/costsynergy.asp (дата обращения 13.02.2022).
4. Tripathi K. D. Essentials of medical pharmacology (Seventh ed.). New Delhi: JP Medical Ltd. 2013. 1002 с.
5. Corning P. A. Holistic Darwinism: synergy, cybernetics, and the bioeconomics of evolution. Chicago: University of Chicago Press Publ., 2005. 546 c.
6. Новикова И. Ю. Синергетический подход в образовательном процессе // Современная высшая школа: инновационный аспект. 2019. Т. 11. № 4.
С. 61-66. DOI: 10.7442/2071-9620-2019-11-4-61-66
7. Каменских Н. А. Матрица синергии цифрового интеллекта 2020 // Проблемы современного педагогического образования. 2020. № 69-3. С. 84-89.
8. Ананьев Б. Г. Психология чувственного познания. М.: Наука, 2001. С. 277.
9. Жук Ю. А. Мультимедийные технологии. Учебное пособие [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://62.182.30.44/ft/301-000285.pdf (дата обращения 15.06.2022).
10. Журкин А. А. Использование технологий быстрого и полисенсорного представления обучающего материала в интеллектуальных образовательных программах // Ученые записки. Электронный научный журнал Курского государственного университета. 2013. № 3 (27). Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-tehnologiy-vizualizatsii-i-polisensornogo-predstavleniya-obuchayuschego-materiala-v-intellectualnyh-obuchayuschih (дата обращения: 27.03.2022).
11. Ясинский И. Ф, Гвоздева Т. В., Тютиков В. В., Половинкина Н. Ю. О создании нейросетевой гибридной системы для профессионального ориентирования студентов // Вестник Череповецкого государственного университета. 2021. № 5 (104). С. 59-71.
12. Федько Н. Г., Федько В. П. Поведение потребителей: Учебное пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2001. 352 с.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR
Сергей Павлович ГРАБАРЕВ н
Sergey P. GRABAREV н
Кандидат технических наук, доцент
Профессор кафедры механики и инженерной графики
Академия ГПС МЧС России,
Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 2153-2166
AuthorID: 768745
нgrabarev1@ma¡l.ш
PhD in Engineering, Associate Professor Professor at the Department of Mechanics and Engineering Plan Drawing State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-Kog: 2153-2166 AuthorlD: 768745 Hgrabarev1@mail.ru
Сергей Владимирович ФРОЛОВ
Кандидат физико-математических наук, доцент
Заведующий кафедрой механики и инженерной графики
Академия ГПС МЧС России,
Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 5185-2992
Аи^огЮ: 1128865
Sergey V. FROLOV
PhD in Physics and Mathematics, Associate Professor
Head of the Department of Mechanics
and Engineering Plan Drawing
State Fire Academy of EMERCOM of Russia,
Moscow, Russian Federation
SPIN-Kog: 5185-2992
AuthorlD: 1128865
Сергей Сергеевич ПОПОВ
Старший преподаватель кафедры механики
и инженерной графики
Академия ГПС МЧС России,
Москва, Российская Федерация
Борис Леонидович СПИРИН Старший преподаватель кафедры механики и инженерной графики Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
Ольга Владимировна ТОКАРЕВА
Доцент кафедры механики и инженерной графики
Академия ГПС МЧС России,
Москва, Российская Федерация
БР!Ч-код: 6858-2900
Ди^огЮ: 767569
Сергей Викторович ДЕГТЯРЕВ
Кандидат химических наук, доцент
Заведующий кафедрой общей и специальной химии
Академия ГПС МЧС России,
Москва, Российская Федерация
БР!Ч-код: 1566-6268
Ди^огЮ: 164519
Поступила в редакцию 28.03.2022 Принята к публикации 24.05.2022
Для цитирования:
Грабарев С. П., Фролов С. В., Попов С. С., Спирин Б. Л., Токарева О. В., Дегтярев С. В. Исследование эффектов синергии при применении технологий мультимедиа в образовательном процессе // Культура и безопасность. 2022. № 2. С. 69-74. 00!:10.25257/КВ.2022.2.69-74
Sergey S. POPOV
Senior Lecturer, Department of Mechanics and Engineering Plan Drawing State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
Boris L. SPIRIN
Senior Lecturer, Department of Mechanics and Engineering Plan Drawing State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
Olga V. TOKAREVA
Associate Professor at the Department of Mechanics
and Engineering Plan Drawing
State Fire Academy of EMERCOM of Russia,
Moscow, Russian Federation
SPIN-Kog: 6858-2900
AuthorlD: 767569
Sergey V. DEGTYAREV
PhD of Chemical Sciences, Associate Professor
Head of the Department of General and Special Chemistry
State Fire Academy of EMERCOM of Russia,
Moscow, Russian Federation
SPIN-Kog: 1566-6268
AuthorlD: 164519
Received 28.03.2022 Accepted 24.05.2022
For citation:
GrabarevS.P., FrolovS.V., PopovS.S., Spirin B.L., Tokareva O.V., DegtyarevS.V. Studying synergy effects when applying multimedia technologies in the educational process. Kultura i bezopasnost (Culture and safety). 2022, no. 2, pp. 69-74. DOI:10.25257/KB.2022.2.69-74
