Новые образовательные технологии в вузе: Сборник материалов седьмой международной научно-методической конференции. Часть 2 (Екатеринбург, 8-10 февраля 2010 г.)

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» ГОУ ВПО «Уральский государственный университет им. А.М.Горького» ГОУ ВПО «Уральская государственная юридическая академия» ГОУ ВПО «Уральская государственная архитектурно-художественная академия»

ГОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ – 2010) Седьмая международная научно-методическая конференция 8 – 10 февраля 2010 г.

Сборник материалов Часть 2

Екатеринбург 2010

УДК 378:004.77 ББК 74.58+32.81 Н76

Н76 Новые образовательные технологии в вузе: сборник материалов седьмой международной научно-методической конференции, 8 – 10 февраля 2010 года. В 2-х частях. Часть 2. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина», 2010. 444 с.

Сборник содержит материалы конференции по дистанционной и мультимедиа технологиям образования, информационно-образовательной среде вуза на базе Интернет – технологий\\, инновациям в образовании. Часть 2 содержит материалы докладов 2 и 4 секций Конференция проведена на базе Института образовательных информационных технологий УГТУ – УПИ в г. Екатеринбурге.

Редакционная коллегия: проф. д-р химю наук А.И. Матерн, проф. д-р техн. наук С.Т. Князев, доц. канд. техн. наук А.В.Цветков (ответственный редактор). Доклады представлены в авторской редакции УДК 378:004.77 ББК 74.58+32.81 ГОУ ВПО «Уральский государственныйтехнический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина», 2010 Авторы, 2010

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Оглавление Секция 2. Электронные образовательные ресурсы .................................. 12 Абрамов Е.В., Смыковская Т.К. Создание тестовых оболочек как средства оперативного рубежного контроля ............................................................................................................... 12 Балыкина Е.Н., Сергеенкова В.В., Карбалевич Н. Н., Авласенко И. М., Глинский Е. С., Колб Е. Е. Электронное образовательное издание «Общественное движение в России во второй четверти XIX века» .................................................................... 15 Белоусова О.А. Практическое использование электронных материалов учебнометодического комплекса .................................................................................. 18 Вихрев В.В. Смена парадигмы: от электронного учебника к ЦОРу ................................... 20 Вихрев В.В., Шпакова Т.Ю. Компьютерное творчество учителей как ресурс информатизации образования ................................................................................................................. 24 Власов И.Б., Гришечкин Б.Ю., Мыкольников Я.В., Семенов Д.В., Шумов А.В. Удаленный сетевой практикум по глобальным навигационным спутниковым системам .................................................................................................. 29 Волков И.А., Долгирев Ю.Е. Решение теплофизических задач с помощью пакета ANSYS ........................ 33 Голубина В.В., Соломаха Э. ЭОР глазами преподавателя и студента ........................................................... 36 Гольдштейн С.Л., Кудрявцев А.Г., Алексеев А.С. Новая версия системы наполнения и обнаружения знаний для системного интеллектуального подсказчика ............................................................... 40 Гончаров К.А., Ковалев О.С., Поляков А.А. «Виртуальные» лабораторные работы в курсе сопротивления материалов ......................................................................................................................... 43 Дружинина Н.Г., Трофимова О.Г. Программный комплекс «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов» ....................................................................................................... 46 Жданов Д.Н., Баканова С.В., Егорова Е.В. Мультимедийный образовательный ресурс для обучения по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении» .................................... 51 Зюзев А.М., Нестеров К.Е. Программы-имитаторы устройств для проведения лабораторных работ по курсу СПУ ...................................................................................................... 55 Кокорин А.Ф., Ушаков М.В. Измерительный комплекс для изучения электронных схем в учебном лабораторном практикуме. ................................................................................ 58

3

Оглавление Кондратьев В.И. Опыт внедрения информационных технологий в образовательный процесс на кафедре информационных технологий и автоматизации проектирования ............................................................................................................. 61 Ларионова М.А. Использование интерактивных средств обучения на уроках информатики ........................................................................................................................... 63 Лебедев В.Э. Использование информационных ресурсов сети интернет в вузовском курсе “Отечественная история”......................................................................... 66 Левченков С.И. Электронный учебник истории и методологии химии на сайте кафедры физхимии Южного федерального университета ............................................. 71 Локтев В.И., Синельщикова О.Н. Многовариантные задания для самостоятельной работы студентов ............ 73 Львовский Л.Я., Цылова Е.Г., Экгауз Е.Я. Построение курса информатики для студентов с разноуровневой подготовкой ................................................................................................................... 76 Малолепшая Н.Э. Анализ эффективности внедрения информационных технологий в образовательный процесс на основе теории нечетких множеств .......................... 81 Мамалыга Р.Ф., Дудина Т.Ю. Электронный учебник «Путешествие в страну многогранников» как средство формирования ключевых компетентностей..................................... 84 Матвиенко В.А., Матвиенко А.В., Хмелевский И.В. Учебно-методический комплекс по изучению микроконтроллеров ST7 ..... 88 Мизгулин В.В., Гольдштейн С.Л., Каменцев С.А. Учебно-методический комплекс "Многомасштабное моделирование в нанотехнологиях" ................................................................................................ 91 Паниковская Т.Ю. Оптимизация режимов ЭЭС для рынка электроэнергии ................................ 95 Паниковская Т.Ю., Стаймова Е.Д. Анализ устойчивости ЭЭС с использованием прикладных программ ......... 98 Плотникова М.С. Роль мультимедийных проектов в подготовке специалистов в области информационных технологий.......................................................................... 101 Попов К.А. Тренажер для развития навыков html-программирования ........................... 104 Попова И.В., Морилов В.В., Верхотурцев М.С. Педагогический потенциал использования электронного образовательного ресурса «Проблема исчезновения видов» ............................................. 108 Приборович А.А. Генеалогический контент в проблеме компьютеризации истории ............. 112

4

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Приборович А.А. Сравнительный анализ компьютерных оболочек в медиатеке факультета ......................................................................................................................... 114 Спиричева Н.Р., Любимцев С.И. Выбор программных продуктов для лабораторного практикума по дисциплине “Методы и средства защиты информации” .................................... 116 Томашевский Д.Н. Мультимедийный комплект учебных материалов по курсу “Cиловая электроника”...................................................................................................... 120 Филосова Е.И., Рыкова О.В. Использование онтологий в объектной технологии обучения .................... 123 Харитонов В.В., Соломеин В.А. Совершенствование мультимедийной базы знаний – энциклопедии "Производство труб" ........................................................................................ 128 Хатьков Н.Д., Ефанов В.И., Шангина Л.И. Компьютерный практикум по созданию методических мультимедийных ресурсов преподавателем ......................................................................... 131 Цибанов Д.В., Костылев А.В. Виртуальный стенд цифровой системы управления на основе микроконтроллера TMS320LF2407A ........................................................................ 133 Шабанова И.В., Гайдукова Н.Г., Цимбал М.В. Электронные информационные технологии - фактор реализации нового образовательного стандарта при изучении химии ........................................ 137 Шерстнев Е.В. Применение элементарных онтологий в построении информационного образовательного ресурса ................................................................................ 140 Шилова О.В. Организация самостоятельной работы по философии в интернетпортале института ............................................................................................. 142 Школа Н.Ф. Интегрированный учебно-методический комплекс «Аналоговые устройства» ............................................................................................................. 147 Шопперт Н.В. Внедрение новых электронных разработок в образовательный процесс при изучении курса «Химия» .......................................................................... 152 Секция 4. Внедрение информационно-коммуникационных технологий в преподавание учебных дисциплин ............................................... 155 Авербух Н.В., Щербинин А.А. Феномен «присутствия» в виртуальной реальности в контексте интеллектуальной деятельности человека ............................................................... 155 Александров В.А., Бутаков С.В., Иванова Н.М., Тромпет Г.М. Использование автоматизированной интерактивной системы тестирования при проведении государственного экзамена по специальности ....... 158

5

Оглавление Алферьева. Т.И., Ассонова О.Ю. Сравнительный анализ программного обеспечения для компьютерного сопровождения курса «Эконометрика» .......................................................... 161 Ардовская Р.В. Компьютерные технологии в языковой подготовке студентов вузов ......... 164 Атепалихин М.С., Хмелев Е.Р., Хрычкина Е.П. Информационная система автоматизированного контроля знаний ............ 169 Ахметсафина И.С. О некоторых аспектах методики преподавания САПР ARCHICAD........... 172 Балыкина Е.Н., Кухаренко А.А. Родословная плантагенетов на основе инструмента для формирования и анализа генеалогических деревьев «Живая родословная 2.0» ..................... 176 Белоусова О.А. Аспекты применения пакета Excel при проведении лабораторных работ по курсу «Основы научных исследований» ................................................... 181 Бельков С.А., Гольдштейн С.Л. Обзор проблем систем(подсистем) мониторинга .......................................... 182 Берестова С.А., Мироненко А.А., Митюшов Е.А. Методическое и аппаратное обеспечение курса теоретической механики в УГТУ-УПИ ................................................................................................ 186 Борзенкова С.Ю. Аспекты изучения дисциплины «Криптографическая защита информации» с использованием программных средств компьютерной техники ..... 188 Борисова Е.В., Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е. Создание макета энергоблока №4 Белоярской АЭС с использованием 3D-технологий ................................................................................................... 191 Бортник Б.И., Кожин А.В., Судакова Н.П. Информационные технологии в организации учебного процесса по естественнонаучным дисциплинам .................................................................... 195 Бунаков П.Ю., Широких Э.В. Стимулирование творческого начала в процессе подготовки инженеров-технологов машиностроительного профиля ........................................... 198 Волкова А.А., Якшина Н.В., Привалов М.А., Яцюк И.С. Использование искусственных нейронных сетей в учебном процессе при решении задач, связанных с прогнозированием производственного травматизма ....................................................................................................... 203 Гетманова Е.Е. Интерактивное изучение волновых явлений ................................................. 205 Гольдштейн С.Л., Никифоров Д.А. Модель оценки эффективности деятельности медицинского учреждения со смешанным финансированием в условиях кризиса .......................... 210 Горчаков Л.В., Королев Б.В. Терморегулятор на основе платы AVR-IO-M16 ............................................ 215

6

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Горчаков Л.В., Королев Б.В. Использование микроконтроллеров для управления физическим экспериментом ............................................................................................................ 216 Данченко А. Л., Лябашкин В.С. Анализ систем дистанционного обучения на предмет использования в учебном процессе вуза ..................................................................................... 220 Дернов Г.С. Использование агентного подхода для разработки обучающей среды как средство обеспечения активного дидактического процесса ................. 224 Дудина М.Н. Информационно-коммуникационные технологии в вузовском образовании: проблема и повод для дискуссии ........................................................ 228 Ефанов В.И., Несмелова Н.Н. Повышение профессиональной компетентности преподавателей высшей школы в области инфокоммуникационных технологий и защиты информации ....................................................................................................... 232 Зайцева Е.В., Запарий В.В. Применение интернет технологий на факультете гуманитарного образования ............................................................................................................... 236 Захарова Г.Б. Концепция инструментальной среды для создания мультимедиа презентаций ............................................................................................................. 238 Зотов А.М., Решетников Д.Г., Гайдуков Д.В. Информационная модель учебного курса ...................................................... 242 Зраенко С.М., Володина С.А. Формирование базы данных лесных пожаров для исследования алгоритмов их обнаружения на космических снимках ........................................ 246 Зраенко С.М., Емельянов А.Ю., Ровенков С.С., Крупина О.А., Формирование тестовых изображений растительности по подспутниковым измерениям и данным ДЗЗ....................................................................... 249 Иванов О.Ю., Давыденко П.А. Возможности пакета Erdas Imagine по объединению снимков различных систем дистанционного мониторинга для отображения больших территорий земной поверхности ..................................................................... 252 Исламов Г.Г., Исламов А.Г. Гибридные вычисления при расчѐте балансовой модели экономики ......... 254 Карасик А.А., Наливайко Д.В. Информационно-образовательная среда российского государственного профессионально-педагогического университета: инструменты студента ......................................................................................................................... 258 Киреев К.В. Электронное учебное пособие по электротехнике для студентов заочной и дистанционной форм обучения ............................................................ 262

7

Оглавление Кисельников И. В. Структурирование учебного занятия в условиях использования информационных и коммуникационных технологий .............................................. 266 Климова В.А. Моделирование проточной части насоса в пакете программ COSMOSFLOWORKS ....................................................................................................... 269 Климова В.А. Анализ теплогидравлических характеристик рекуперативного теплообменника в пакете COSMOSFLOWORKS ....................................................... 272 Коберниченко В.Г. Информационно-телекоммуникационные средства и технологии при подготовке кадров в области информационной безопасности .................... 276 Коберниченко В.Г., Золотых М.О. Изучение методов обеспечения безопасности компьютерных сетей на базе современного телекоммуникационного оборудования ........................ 281 Коноваленко О.М. Современные инструменты реализации принципа наглядности в условиях применения информационно-коммуникационных технологий в образовании, ...................................................................................................... 284 Корепанов В.Е. Опыт использования сайта кафедры как информационно-справочного ресурса................................................................................................................ 288 Коршунова А.С. Теория и практика принятия управленческих решений на базе учебноисследовательского ситуационного центра. .................................................. 290 Котюжанский Л.А., Щелкунов М.Л., Коренберг В.М., Матвеева Т.А. Физическая симуляция и визуализация поверхности воды для интерактивной проекции изображения на плоскость ................................................. 293 Кравченко Н.С., Ревинская О.Г. Методика подсчета погрешностей в учебной физической лаборатории с использованием электронных таблиц ............................................................. 297 Крохин А.Л. Критический анализ опыта использования мультимедийных средств при чтении лекций по математическим курсам............................................. 301 Лазарева А.В. Анимация алгоритмов и обучение алгоритмическому мышлению ............ 304 Лаптева Н.Е., Чернобородова С.В. Внедрение информационно-коммуникационных технологий в преподавании гидравлики для студентов-дистанционников ..................................... 307 Лелевкина Л.Г., Гончарова И.В., Комарцов Н.М. Основные принципы организации самостоятельной работы студентов в рамках интеграции в Болонский процесс ....................................................... 309

8

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Мазеин П.Г., Панов С.С., Савельев А.А. Имитаторы-тренажеры ..................................................................................... 313 Майер Р.В. Компьютерная модель машины Тьюринга .................................................... 318 Макарова С.Ю. Информационно-коммуникационные технологии в современном вузе ..... 321 Маликова Ж.Г. Химия на компьютере для дополнительного образования детей ................ 325 Мартыновская Л.Н., Юстратов В.П. Организация учебного процесса по химии студентов специальности "Экономика и управление на предприятии" заочного обучения (дистанционная технология) ......................................................................................... 329 Марцев Ю.П., Марцева Е.Ю. Активизация познавательной деятельности обучаемых во время самостоятельной работы под руководством преподавателя с применением современных информационных технологий ................................................. 331 Марцев Ю.П., Марцева О.В., Марцева Т.Ю., Марцева Е.Ю. Автоматизированная система тестирования .................................................. 335 Матвеев А.В. Перспективы применения автоматизированных систем научных исследований в образовательном процессе вуза..................................................... 338 Машкова Н.В. Внедрение инновационных образовательных технологий как необходимое условие развития дополнительного профессионального образования ................................................................................................................... 342 Мельников Ю.Б. Презентации учебного назначения как средство обучения реализации стратегий ............................................................................................................ 346 Минеева О.П. Методическое обеспечение самостоятельной работы студентов с использованием информационно-коммункационных технологий ................. 350 Мухин О.И., Полякова О.А Обеспечение качества высшего образования через формирование информационных компетенциий......................................................................... 353 Небогатикова П.В. Об использовании метафор при изучении процессов в предметах естественно-научного профиля средней школы ................................................... 354 Неупокоева Е.Е., Медведева О.О. Структура учебно-методического комплекса для студентов дистанционной формы обучения .................................................................................... 358 Новгородова Н.Г. Внедрение информационно-коммуникационных технологий в учебный процесс профессионально-педагогического образования ............................ 363

9

Оглавление Паршина В.С., Семенова Н.В. Автоматизация обработки экономической информации по труду .............. 366 Пирогова Т.А. Что могут дать системы электронного обучения нашей системе образования ................................................................................................................... 369 Польщиков А.В., Тутарова В.Д., Гладышева М.М. Об актуальности разработки и внедрения интеллектуальной информационно-тестирующей системы ........................................................................ 373 Попов К.А. Использование Mathcad при изучении кривых.............................................. 376 Проскунов И.В. Виртуальная химическая лаборатория как элемент системы дистанционного образования........................................................................................... 381 Савина Е.А. Применения тестового контроля для проверки базовых знаний по теоретической механике ........................................................................................ 384 Серков Л.А., Русских Н.А. Применение технологии Macromedia Authorware при подготовке электронных образовательных ресурсов ............................................................... 386 Стожко Н.Ю., Калугина И.Ю., Чернышева А.В., Белышева Г.М., Мирошникова Е.Г. Информатизация в обучении химии ............................................................... 388 Стровский Л.Е., Гордеев Г.Д. О повышении качества образования экономистов-международников ....... 391 Ступникова Т.В., Косицына О.А. Использование инновационных технологий для оптимизации учебного процесса ............................................................................................................. 395 Сутужко В.В. Информационно-коммуникационные технологии в психологии ................ 397 Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е. Новые технологии подготовки специалистов для инновационного энергоблока АЭС с реактором БН-800 ................................................................... 401 Тютюков С.А., Гольдштейн С.Л. О методологии системной интеграции в педагогике .................................... 406 Тютюков С.А., Гольдштейн С.Л., Тютюков В.С. Пакет научных прототипов системы интеграции технологий в педагогике ..................................................................................................................... 408 Усманова Г.Р. Применение графических пакетов свободного программного обеспечения в образовательном пространстве вуза ..................................................... 412 Ушаков М.В., Кокорин А.Ф. Обучение основам программирования современных цифровых интерфейсов................................................................................................................. 416

10

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Ушкова В.И., Герасименко Т.П. Мультимедиа в организации лекционных занятий по физике в военном вузе ..................................................................................................................... 418 Филимонова О.В., Цапенко В.Н. Формирование профессиональной электротехнической компетентности студентов при внедрении интерактивных эвристических образовательных технологий ................................................................................................. 421 Черешнев В.А., Максимова Н.Е., Мочульская Н.Н., Емельянов В.В. Система преподавания медико-биологических дисциплин в техническом университете ............................................................................................ 425 Чернобай Е.В. К вопросу о формировании готовности будущего учителя к использованию средств информационно-коммуникационных технологий .............. 427 Шехерева О.И. Информационные технологии и инновации в преподавании специальных дисциплин на факультете дизайна в евроуниверситете ....................... 431 Яковлев С.А., Райков Д.В., Викторов Л.В. Автоматизация исследовательской системы АСНИ РОСТТ ....................... 436 Алфавитный указатель авторов материалов ................................. 439

11

Секция 2 Секция 2. Электронные образовательные ресурсы Абрамов Е.В., Смыковская Т.К. Smikovskaya T.K., Abramov E.V. СОЗДАНИЕ ТЕСТОВЫХ ОБОЛОЧЕК КАК СРЕДСТВА ОПЕРАТИВНОГО РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ CREATION OF TEST COVERS AS MEANS OPERATIVE LEVEL CONTROL [email protected] ВИСТех (филиал) ВолгГАСУ г. Волжский В статье представлен материал по анализу электронных образовательных ресурсов, определению места тестирующих программ в типологии электронных образовательных ресурсов. В условиях модернизации образования актуализируется проблема создания тестирующих программ самими педагогами. В статье приведен пример использования MS Excel для создания электронного образовательного ресурса тестирующего характера. In article the material under the analysis of electronic educational resources, definition of a place of testing programs in typology of electronic educational resources is presented. In the conditions of an education modernisation the problem of creation of testing programs is staticized by teachers. In article the example of use MS Excel for creation of an electronic educational resource of testing character is resulted. Под электронными образовательными ресурсами, вслед за В.В. Ильиным, мы понимаем дидактические средства, созданные с помощью информационных технологий и позволяющие создавать дидактическую компьютерную среду, обеспечивающую обучение предмету и формирование умений и качеств личности. Классификации электронных образовательных ресурсов посвящены многие исследования. Это сделано в работах Б.С. Гершунского [1], В.А. Каймина, М.П. Лапчика, А.С. Лесневского, В.А. Лецко [2], И.В. Марусевой, Ю.А. Первина, И.В. Роберт [3], Е.С. Смирнова и др. Т.А. Невуева и Т.А. Сергеева [4] по своему целевому назначению электронные образовательные ресурсы подразделяют на следующие категории: программы для диагностики и контроля; тренажеры; информационносправочные системы; обучающие программы (программы для объяснения нового материала); средства демонстрации и поддержки изложения; средства компьютерного моделирования; развивающие программы; средства подготовки раздаточных материалов. Неотъемлемой частью подавляющего большинства электронных образовательных ресурсов является возможность проверки полученных знаний. Среди рассматриваемых тестирующих электронных образовательных ресурсов особое место занимают продукты, получившие широкое распространение и не требующие глубоких знаний программирования, когда педагог может создать тестовую оболочку своими силами. Анализ инструментальной осно12

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 вы показал, что программа MS Excel является наиболее простым инструментом для создания тестирующих продуктов. Остановимся на описании методики создания тестирующего электронного образовательного ресурса средствами MS Excel. Для составления тестовой программы понадобятся несколько листов рабочей книги MS Excel. Один лист будет титульным, второй будет служить для показа итогов тестирования, третий – расчетным, на нем будут содержаться все формулы и вся информация, которая будет дублироваться в вопросах, предъявляемых обучаемым. Остальные листы будут использованы под вопросы с вариантами ответов, в которых тестируемые будут выбирать правильные ответы. На титульном листе резервируются ячейки или группы ячеек для ввода тестируемым информации (например, фамилия – Е8:Н8, учебная группа – Е10 и дата – Е12:Н12), поэтому с них должна быть снята защита: Формат → Ячейка → вкладка Защита → снять флажок Защищаемая ячейка. Информация, содержащаяся в ячейках Е8:Н8, Е10 и Е12:Н12, нужна для учета результатов. На итоговом листе все ячейки защищаемые. Информация на итоговый лист будет поступать как с титульного листа, так и с расчетного, который будет скрыт от тестируемого и защищен от подсматривания и внесения какихлибо изменений. На итоговом листе располагаются фамилия тестируемого, учебная группа, таблица с указанием верных ответов и сама оценка. Теперь перейдем непосредственно к самим вопросам. На каждом листе книги указывается номер вопроса, сам вопрос, в столбик – варианты ответа (с одним правильным), кнопка перехода к следующему вопросу (гиперссылка). На рис. 1 приведен пример вопроса № 1 по теме «Информационные технологии».

Рис. 1. Пример оформления вопроса теста

Для того чтобы все вопросы оформить одинаково, надо нажать клавишу Shift и, удерживая ее, общелкать все ярлыки листов, в которых будут рас-

13

Секция 2 полагаться вопросы. Все ярлыки станут белыми. Теперь, перейдя на любой лист, можно начать оформление дизайна вопросов. После оформления вопросов (пока без ввода вопросов) листы следует разгруппировать: щелкнуть правой кнопкой мыши на ярлыке любого листа и выбрать соответствующий пункт меню. После этого можно вводить вопросы, создавать гиперссылки и защищать листы от несанкционированного изменения данных: Сервис → Защита → Защитить лист → отметить все пункты → ввести пароль. Перед этим следует снять защиту с ячейки, в которую вводится ответ (на рис. 1 это ячейка D12), иначе тестируемый не сможет ввести свой ответ. Следующий шаг – создание расчетного листа. На рис. 2 приведен пример оформления пяти вопросов теста. В ячейку В1 следует ввести формулу =ЕСЛИ(Вопрос1!D12=3;1;0). Вопрос1! – это ссылка на тот рабочий лист, на котором находится первый вопрос. Имя листа может быть различным и задается самим составителем теста. Следовательно, Вопрос1!D12 – это относительный адрес ячейки на первом листе, для которой проверяется, содержится ли в данной ячейке число 3, которое и является номером правильного ответа на первый вопрос. Если в ячейку D12 введено число 3, то значение ячейки В1 становится равным 1 (ИСТИНА), иначе 0 (ЛОЖЬ). И так для каждого вопроса заполняется своя ячейка на расчетном листе для проверки совпадения введенных данных и истинных.

Рис. 2. Пример оформления расчетного листа

В ячейку В6 надо ввести формулу для расчета среднего значения по блоку ячеек В1:В5. Именно в этой ячейке определяется доля правильных ответов по всем вопросам. В ячейку В7 вводится следующая формула: =ЕСЛИ(В6<0,66;2;ЕСЛИ(B6<0,75;3;ЕСЛИ(В6<0,9;4;5))). Если значение в ячейке В6 менее 0,66 (т. е. ответы получены только на две трети вопросов), то оценка 2; если в ячейке В15 значение менее 0,75 (но более 0,66), то оценка 3; если значение менее 0,9 (но более 0,75), то оценка 4; если значение в ячейке В15 более 0,9, то оценка 5. В любую свободную ячейку можно ввести (без пробелов) следующую формулу: =ЕСЛИ(В6<0,66;»ПЛОХО, ПРИДЕТСЯ ПЕРЕСДАТЬ»; ЕСЛИ(В6<0,75;»ТАК СЕБЕ»; ЕСЛИ(В6<0,9;»ОЧЕНЬ НЕПЛОХО!!»;»ПРЕКРАСНО!!!»))) 14

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Она аналогична формуле, которая приведена выше, но вместо оценок приводится текст. Вернемся к итоговому листу. В его ячейке (например, ячейка Н5) дублируется содержимое ячейки В6 расчетного листа, но уже крупным шрифтом и на цветном фоне (программой выставляется оценка за пройденное тестирование). На итоговый лист дублируются также фамилия тестируемого, учебная группа и дата тестирования. Защитить расчетный лист можно следующим образом. До того, как файлу, содержащему тест, будет присвоен атрибут Только для чтения, необходимо записать макрос, который подготовил бы MS Excel к проведению теста, т. е. очищал бы все ячейки, которые тестируемый будет заполнять, от возможных остатков предыдущего тестирования, убирал бы все ярлыки рабочих листов, сетку, которая будет отвлекать тестируемого, строку формул, строку состояния, разворачивал изображение рабочего листа во весь экран и проводил другие мероприятия по усмотрению составителя теста. Итак, надо активизировать итоговый лист, так как тестирование заканчивается именно на нем, выбрать команду Сервис → Макрос → Начать запись → задать имя макроса, например «Подготовка_теста». БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и перспективы. М.: Педагогика, 1987. – 264 с. 2. Лецко В.А. Дидактические условия использования компьютера как средства обучения будущих учителей решению поисковых задач : автореф. дисс…канд. пед. наук. –Волгоград, 1995. 3. Роберт И.В. Экспертно-аналитическая оценка качества программных средств учебного назначения // Педагогическая информатика. –1993. -№ 1. –С. 54-62. 4. Сергеева Т.А., Рекомендации по проектированию педагогических программных средств./ Т.А. Сергеева, Т.А. Невуева –М.: НИИ ШОТСО АПН СССР, 1990. – 50 с. Балыкина Е.Н., Сергеенкова В.В., Карбалевич Н. Н., Авласенко И. М., Глинский Е. С., Колб Е. Е. ЭЛЕКТРОННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ИЗДАНИЕ «ОБЩЕСТВЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ В РОССИИ ВО ВТОРОЙ ЧЕТВЕРТИ XIX ВЕКА» Белорусский государственный университет г. Минск, Республика Беларусь В данной работе даѐтся описание (область применения, назначение, цель и задачи, источники, компоненты; навигация, технологии, методы и методика обучения; системные требования и эффективность) электронного образовательного издания «Общественное движение в России во второй четверти XIX века».

15

Секция 2 Кто владеет информацией, тот владеет миром. В современном мире с его разнообразными информационными потоками процесс овладения информацией становится особенно сложным. Остро встает проблема поиска наиболее продуктивных, отвечающих индивидуальным потребностям человека способов получения, усвоения и осмысления информации. Использование в системе высшего образования электронных образовательных изданий (ЭОИ) является одним из таких способов. Электронные издания позволяют «оживить» процесс обучения: делают его более мобильным, отвечающим требованиям времени, более доступным и привлекательным для студентов; позволяют компактно изложить обширный объѐм информации и облегчить ее использование; позволяют преподавателю наиболее оптимальным способом организовать учебный процесс. Также особенно важно то, что ЭОИ незаменимы в применении наглядного метода обучения, ведь жизненная мудрость «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать», безусловно, работает и в процессе обучения. Электронное образовательное издание «Общественное движение в России во второй четверти XIX века» с одной стороны, служит для электронной поддержки лекционного курса по истории России XIX века в учебных заведениях гуманитарного профиля, с другой – адресовано студентам гуманитарных вузов для самостоятельного изучения указанной темы и всем, кто интересуется данной проблемой, т.е. для изложения учебного материала, закрепления и контроля знаний и умений, формирования социально-личностных и профессиональной компетенций, навыков самостоятельной работы с фактами и схемами. Цель проекта: углубить знания по истории России XIX века, акцентировать внимание на роли общественных движений XIX века и их влиянии на дальнейшее развитие России. Задачи проекта: обучающая – сформировать представление о развитии общественного движения в России в указанный период, проанализировать его особенности и условия развития, проследить связь с последующим развитием России; развивающая – развить умение работы с фактологическим материалом, наглядными пособиями, улучшить навыки построения причинно-следственных связей, поспособствовать развитию логического мышления; воспитательная – воспитать чувство уважения к мыслям, идеям и чувствам других людей, групп и сообществ на основе осознания уникальности каждого человека и его взглядов, привить культуру научного восприятия общественных течений и их идеологий. ЭОИ состоит из 3 частей. 1. Информационно-содержательная часть – около трѐхсот кадров включает четыре тематические главы с наглядным материалом, для более полной систематизации и улучшения усвоения которого использованы различные виды представления материала - 14 схем, 2 диаграммы, 25 эффектов анимации, 3 видеофрагмента, 1 фонограмма, 75 иллюстраций; и раздел, посвященный персоналиям (88 персоналий). К основной части прилагаются текст е-лекций, хрестоматия в трех форматах: текстового документа (*.doc - 68 стр.), электронной книги (e16

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 book.exe - 164 стр.), формат Интернет страницы (*.html – 60 «стр.»), что обеспечивает индивидуальный подход в обучении, так как позволяет каждому обучающемуся выбрать наиболее удобный для себя вариант; терминологический глоссарий (30 терминов). Е-издание также содержит релаксирующий компонент «Делу – время, потехе – час»; а категория «Это интересно» позволяет осуществлять переключение внимания студентов непосредственно при изложении конкретного материала, не отвлекая от процесса обучения, так как факты подобраны тематически относительно излагаемого материала. На протяжении всей информационно-содержательной части возможно тематическое музыкальное сопровождение. 2. Закрепление материала осуществляется несколькими путями: кроссворды – 4 варианта – позволяют закрепить фактологический материал, еще раз обратить внимание на основные термины и понятия, фамилии и названия; мозаики – иллюстративный; проблемные задания для самостоятельного изучения - 16 заданий 3-х уровнейс– позволяют закрепить в памяти обучающихся основные тенденции в общественной жизни России данного периода, разноуровневость этого рода заданий позволяет осуществлять индивидуальный подход не только при изложении материала, но и при его закреплении; практические занятия подводят итог закреплению материала путем артикуляции полученных знаний и коррекции полученных результатов преподавателем; также процесс закрепления информации может осуществляться за счет прохождения многоуровневых тестовых заданий в режиме обучения, с корректирующими воздействиями, без ограничения времени при использованием всего банка (120) мультимедийных тестовых заданий (ТЗ) четырѐх форм. 3. Контроль осуществляется за счет применения итогового теста (датчиком случайных расстановок 50 из 120 мультимедийных ТЗ 4-x форм). Таким образом, в электронном образовательном издании применены элементы технологии полного усвоения знаний за счет разных форм изложения материала – печатно-словесный, наглядный; разноуровневой системы закрепления, контроля; игровых технологий. Использованы общие методы обучения: печатно-словесный (лекционный материал), наглядный (иллюстрации, схемы, анимированные объекты), практический (работа с документами), проблемный (проблемные задания) и дидактические методы – метод изучения нового материала (объяснительно-иллюстративное изложение), метод закрепления знаний (проблемные задания, кроссворды и мозаики), метод контроля (тестовые задания). Е-издание может быть использовано как полностью, так и частично (например, только как электронная поддержка лектора; или для студентов только как средство компьютерного контроля, или и для восприятия материала, и для его разноуровневого тренинга, и для контроля). Оригинальный дизайн ЭОИ способствует улучшению восприятия материала и концентрации внимания обучающихся. ЭОИ удобно при самостоятельном использовании, что достигается за счет введения в оборот оптимального количества управляющих пиктограмм, созданных по ассоциатив17

Секция 2 ному принципу, и широкой системы гиперссылок; поисковая система представлена навигатором и структурной интерактивной схемой. Эффективность применения в учебном процессе достигается за счет четкой структуры изложения и выверенности материалов, применения статичной и динамичной наглядности; чередования фаз работы с управляемыми паузами отдыха; за счет использования широкого спектра общих и дидактических методов, направленного на решение триединой задачи: обучение, развитие, воспитание – путем прохождения схемы: изложение, закрепление и контроль. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Аванесов, В.С. Система полного усвоения знаний / В.С. Аванесов // Управление в школе. – 1999. – № 26. – С. 3–4. 2. Аванесов, В.С. Форма тестовых заданий : учеб. пособие для учителей школ, лицеев, преподавателей вузов и колледжей / В.С. Аванесов. – М., 2005. – 156 с. 3. История России XIX-начала XX в.: учеб./ В.А. Георгиев, Н.Д [и др.]/ отв. ред. В.А. Федоров. М.: ТК Велби: Проспект, 2006. – 536 с. 4. История России и Украины (XIX-начала XX в.) : пособие для студентов ист. фак. спец. 1-210301 «История (по направлениям)». В 2 ч. Ч.1/ О. Яновский [и др.] ; под ред. О.А. Яновского, В.В. Сергеенковой. – Минск: БГУ, 2008. – 367 с. 5. Короткова М.В., Методика обучения истории в схемах, таблицах, описаниях: практ. пособие для учителей. / М.В.Короткова, М.В.Студеникин – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. – 192 с. 6. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования : учеб. пособие / Е.С. Полат [и др.] ; под ред. Е.С. Полат. – М.: Академия, 2005. – 48. Белоусова О.А. Belousova O. A. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ МАТЕРИАЛОВ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Experience of the use of electronic materials is Considered on-course «Bases of scientific researches and planning» at reading of lectures. Possibilities and advantages of application are rotined. В настоящее время имеется возможность размещать на сайте study.ustu материалы учебно-методических комплексов (УМК) по учебным дисциплинам. В состав УМК входит в числе других материалов конспект лекций. Особенно это необходимо при отсутствии учебников по курсу. Также краткий

18

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 конспект лекций более востребован при чтении курсов нынешним поколением студентов, менее привыкшим к чтению объемных книг. В 2008-2009 учебном году при чтении курса «Основы научных исследований и проектирования» выяснилось, что часть студентов группы четвертого курса следит за новинками сайта института, воспользовалась услугами сайта study.ustu и на руках у них есть распечатанные конспекты лекций. На предложение не диктовать лекционный материал, а разбирать его подробно на конкретных примерах большая часть студентов выразила согласие. Отметим, что в дальнейшем активно участвовали в освоении материала около 3040 % студентов группы, примерно столько же участвовали не каждое занятие и остальные присутствовали на занятиях, но не решались участвовать в обсуждении примеров и материала лекций без понуждения к тому со стороны преподавателя (примерно такое же распределение наблюдается при проведении обычных практических занятий). Например, при обсуждении раздела «Структура процесса проектирования» разбираем иерархические уровни проектирования: системный, макро- и микроуровень. В конспекте лекций имеются формулировки, поясняющие, что представляют собой эти уровни, но нет конкретных примеров. Первый пример и разбор его по уровням проводится преподавателем, далее примеры предлагают сами студенты, исходя из опыта производственной практики, а также знаний, полученных при изучении спецкурсов. Казалось бы, обычное занятие любого преподавателя, но обычно такое обсуждение проводится не на лекции, а на практических занятиях. Благодаря имеющемуся конспекту лекций есть возможность на лекционном занятии привести и обсудить не один пример, а несколько, есть время, освобожденное от записывания для высказываний и работы студентов, обсуждения не только на уровне преподаватель-студент, но и студент-студент. Таким образом, использование информационно-образовательных ресурсов позволяет дифференцировать обучение в соответствии с уровнем способностей студента (более способные приводят больше примеров, участвуют в обсуждении примеров других студентов, дополняют высказывания своих коллег), дополнительно развивать их, активно дополняет изучение курса знаниями, полученными студентами на производственной практике и при изучении специальных дисциплин.

19

Секция 2 Вихрев В.В. Vikhrev V. СМЕНА ПАРАДИГМЫ: ОТ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА К ЦОРУ A PARADIGM SHIFT: FROM THE ELECTRONIC TEXTBOOK TO DIGITAL EDUCATIONAL RESOURCES [email protected] ИПИРАН г. Москва В сфере информатизации общего образования комплекс подходов к внедрению ИКТ, объединяемый понятием «электронный учебник», сменяется подходами, опирающимися на ключевое понятие «коллекция ЦОР». Рассмотрены вызвавшие данное явление концептуальная причина, ограничения «снизу» и «сверху». Указывается на важность рассмотрения его как смены парадигмы. Делаются предположения о новых направлениях развития. In the field of informatization of education, complex approaches to the introduction of ICT, united by the notion of «electronic textbook», is replaced by approaches based on the key concept of «collection of digital educational resources». I consider conceptual reason, limiting «bottom» and «top» caused this phenomenon, indicate the importance of considering it as a paradigm shift. I make assumptions about new directions for development. Бывает момент, когда просто нужно назвать вещи своими именами. То, что формируется сейчас в сфере распространения ИКТ в среднем образовании, очень похоже на смену парадигмы. На протяжении с лишком двух десятилетий ключевым понятием этой сферы, явно или не явно, являлось словосочетание электронный учебник. Что бы ни вкладывали авторы всех существующих определений в это понятие, его сущность в конечном итоге определялась родовым понятием – учебник, т.е., по своей сути, книга, ориентированная на персональную работу, а в электронной форме еще и соединенная с персональным компьютером. Электронный учебник за прошедшее двадцатилетие сделал заметную карьеру. Но его успехи достигнуты вне стен школы - в домашнем кругу. Попытки переноса накопленного фирмами опыта и софта в школу имели, в лучшем случае, половинчатый успех. Назовем, с нашей точки зрения, узловые причины. Прежде всего, хотелось бы понять, насколько легко учителю применять электронный учебник. Цифры, характеризующие реальный уровень компьютеризации, известны, например [1]. Однако всегда ли они получают верную трактовку? Что говорит цифра 10 учеников на компьютер или, в среднем, 1 компьютерный класс в школе? Проведем небольшой умственный эксперимент. Представим абстрактную школу, в которой есть 11 классов, с 1 по 11, и один кабинет информатики. Возможное наличие другого оборудования, типа компьютеров с проектором или интерактивных досок для наших рассуждений не имеет значения, как и количество компьютеров в кабинете информатики. Предположим,

20

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 что пять дней в неделю в этой школе в каждом классе проходит по 6 уроков. Будем брать в расчет лишь классы с 5 по 11, в которых проводятся уроки информатики. За неделю (5 дней) в этих 7 классах проходит 7 * 6 * 5 = 210 уроков. Исходя из расчета 1 урок информатики в неделю для каждого класса, компьютерный класс будет занят 7 учебных часов. Значит 210 – 7 = 203 урока потенциально могли бы быть проведены в компьютерном классе. Но в нем можно провести всего лишь 6*5 – 7 = 23 урока. Таким образом, в нашей гипотетической школе лишь примерно 1 урок в неделю помимо информатики можно провести в каждом классе с применением компьютеров. Пусть в каждом классе изучают по десять предметов. По каждому предмету в неделю проводится от одного до трех занятий. Значит, лишь один педагог-предметник из десяти может провести свое занятие в компьютерном классе. Причем нетрудно посчитать: если педагоги одинаково активны, то каждый из них, чередуясь, может проводить свое занятие в компьютерном классе примерно 1 раз в четверть. Для такой схемы применения ИКТ в преподавании предмета просится название «точечная». Но даже если лишь один из десяти хочет применять ИКТ, то он сможет полностью перейти на компьютерное обучение только в том случае, если по его предмету запланировано одно занятие в неделю (это линейная - непрерывная линия - схема применения ИКТ). Во всяком другом случае у него есть реальная возможность применять ИКТ лишь на одном из 2-3 занятий (пунктирная и штрихпунктирная схемы). Если исследовать нашу модель на «устойчивость», то несложно убедиться, что она, в принципе, весьма неустойчива. При появлении второго кабинета информатики каждый класс может работать с компьютерами уже 4 урока в неделю. Т. е. каждый педагог при равной активности всех педагогов может проводить здесь свои уроки уже 1 раз в две с половиной недели. Понятно, что при 7 компьютерных классах мы получим школу завтрашнего дня. Неустойчивость системы, так сказать, в другую сторону еще выше. Предположим, что в школе не 11, а 22 класса. Это означает, что в кабинете информатике проводится не 7, а 14 уроков и на 406 предметных уроков остается лишь 16 свободных часов. Со всеми вытекающими последствиями. Итак, умственный эксперимент позволил нам четко выявить то, что можно назвать «ограничениями на применение ИКТ снизу». Логично предположить по данной формулировке, что автор предполагает и наличие «ограничений сверху». Обратимся к закону РФ «Об образовании». Пункты 14, 18, 18.1 статьи 28 в компетенцию Российской Федерации включают «утверждение федеральных государственных образовательных стандартов; утверждение порядка проведения экспертизы учебников, рекомендуемых или допускаемых к использованию в образовательном процессе…, а также ежегодное утверждение на основе экспертизы федеральных перечней таких учебников; утверждение порядка отбора организаций, осуществляющих издание учебных пособий…, а также утверждение перечня этих организаций» [2]. Другими слова, государство в лице уполномоченных органов формирует цели образования (объем остаточного знания) в форме стандарта и совокупности 21

Секция 2 учебников и контролирует доведение этих целей до образовательных учреждений. В компетенцию образовательного учреждения, согласно пп. 1, 5, 6, 7, 23 статьи 32, входит обеспечение реализации поставленных целей: «материально-техническое обеспечение и оснащение образовательного процесса, оборудование помещений в соответствии с государственными и местными нормами и требованиями, осуществляемые в пределах собственных финансовых средств; использование и совершенствование методик образовательного процесса и образовательных технологий; разработка и утверждение образовательных программ и учебных планов; разработка и утверждение рабочих программ учебных курсов, предметов, дисциплин (модулей); определение списка учебников в соответствии с утвержденными федеральными перечнями учебников». То, что условно можно назвать «ограничением сверху», состоит в том, что федеральный перечень учебников не может быть заменен «федеральным перечнем электронных учебников» до тех пор, пока последний не станет столь же ясным, понятным и однозначным в плане реализации, как первый. Ибо иначе государство утратит едва ли не главный рычаг управления образованием. Здесь мы переходим к главному ограничению, концептуальному. Что такое обычный школьный учебник? По сути дела – это «магический кристалл технологии». Когда бы вы ни раскрыли учебник (если это не праздное перелистывание страниц), вы оказываетесь внутри той или иной процедуры обучения. Обратите внимание, как меняется роль учебника, когда учитель готовится к уроку; когда проводит урок, читая лекцию; когда проводит опрос; когда дает задания на дом; когда ученик готовится к уроку дома; когда ученик судорожно перелистывает его на перемене. Не поражает ли та малая цена, которую приходится платить за столь совершенное технологическое устройство образования? При этом большинство технологических операций обучения с учебником формируются уже на начальных этапах школьного обучения и в силу своей универсальности сопровождают человека всю жизнь. И при этом работа с учебником – лишь часть общей технологии обучения, хотя и фундаментальная. Электронный учебник – не книга в 300 страниц. Это а) компьютер, который надо подключать, ремонтировать и охранять; б) операционная система; в) программная оболочка; г) данные. Это не закладка на нужной странице, а совокупность подготовительных и заключительных операций, которые надо правильно исполнить. Это совершенно новый и более сложный, и, главное, не универсальный набор технологических операций. Назовем все вышеперечисленное своим именем – барьер технологической громоздкости. Одновременно надо иметь в виду, что применение ИКТ в школе – это, в сущности своей, полифункциональная технология. Лекция сменяется опросом, затем идет групповое занятие, индивидуальное тестирование и выполнение домашних работ. Компьютер в этой цепочке событий выступает в целой гамме ролей: вот он проектор, затем справочная система, тестировщик, экспериментальная установка, взаимосвязанные рабочие станции, интерактивная доска и т.д. В какой-то момент компьютер – узловая точка, но тут же от22

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ступает на второй или даже третий план. Главный во всей этой технологии всегда – учитель. Он, теоретически, не должен терять контроль над ситуацией ни при каких обстоятельствах. Никакая из существующих концепций электронного учебника не способна ухватить такую технологию в целом и, главное, не утратить при этом гибкости и адаптивности. Попробуем сформулировать «закон» информатизации: применение ИКТ в учебном процессе идет тем быстрее, чем ниже барьер громоздкости, или чем выше потенциал по его преодолению. А главная проблема состоит в том, что по сущностной природе и «высота барьера», и «потенциал преодоления» величины, в первую очередь, субъективные. И нынешний уровень научного понимания технологии обучения не позволяет их объективизировать до необходимой степени. И вот появляется на свет и реализуется в форме Единой коллекции концепция ЦОР, цифровых образовательных ресурсов. «Цифровой образовательный ресурс (ЦОР) - совокупность данных в цифровом виде, применимая для использования в учебном процессе» [2]. Лаконичность определения возбуждает желание развернуть и уточнить его, что и наблюдается в Интернете. Причем «развертывание» идет по линии перечисления того, что такое данные в цифровом виде. Однако, на наш взгляд, это определение предельно точно и в развертывании не нуждается. Оно нуждается в корректной интерпретации. ЦОР, как он реализован в Единой коллекции, есть структура языка метаданных, причем в описании этой структуры совершенно однозначно определено, что она, структура, равным образом описывает и отдельный набор данных, элементарный ЦОР, и их совокупность, в терминологии Единой коллекции, коллекцию или рубрикатор. Другими словами, ЦОР – это не некое содержание (содержимое), ЦОР – это форма для содержимого. Такая формулировка выражает, прежде всего, несогласие автора с мнением участников проекта, что ЦОР – это эволюционный этап в развитии ИКТ образования [3], развитие линии электронного учебника. На наш взгляд, этот новый этап следует рассматривать именно как новую парадигму, ибо такой подход требует пересмотра многих положений под новым углом зрения. Например. Учитывая, что коллекции ЦОР не требуют жесткой регламентации, их не просто можно соединить с учебниками из федерального списка [4], но и ввести пункт о наличии коллекции ЦОР в требования к учебнику, представленному для экспертизы. Т.е. снять ограничение сверху на пути ИКТ. Немного модифицировав мета-описание ЦОР, можно обеспечить параллельное накопление ресурсов для всех 4 схем применения компьютера, обозначенных в «модели» школы. Ведь очевидно, что 1 раз в месяц и 2 раза в неделю требуют совершенно разного понимания роли компьютера в преподавании одного и того же предмета по одному и тому же учебнику. Т.е. снять ограничение снизу. И, наконец, параллельное накопление ресурсов позволяет «объективизировать» субъективное ощущение барьера учителем, ибо возникает возмож-

23

Секция 2 ность включить в разработку ИКТ самого учителя, отбирая созданные учителями ресурсы и анализируя возможные мотивы учительского творчества. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Оценка уровня информатизации общеобразовательных учреждений России (информационно-аналитические материалы) / под общей ред. А.Н.Тихонова. – М. : Информика, 2009. – 64 с. 2. Единая коллекция цифровых ресурсов. Режим доступа : http://schoolcollection.edu.ru/glossary/ 3. Барышникова М.Ю. Единая образовательная коллекция. Первый шаг в общество знания. / М.Ю. Барышникова// Учебные материалы нового поколения. Опыт проекта «Информатизация системы образования» (ИСО). – М. : Рос. полит. энцикл. (РОСПЭН), 2008. – сс.28-40 4. Босова Л.П. Наборы цифровых образовательных ресурсов к учебникам, входящим в Федеральный перечень, как способ массового внедрения ИКТ в учебный процесс российской школы \\ Учебные материалы нового поколения. Опыт проекта «Информатизация системы образования» (ИСО). – М.: Российская политическая энциклопедия (РОСПЭН), 2008. – С. 41-49 Вихрев В.В., Шпакова Т.Ю. Vikhrev V., Shpakova T. КОМПЬЮТЕРНОЕ ТВОРЧЕСТВО УЧИТЕЛЕЙ КАК РЕСУРС ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ COMPUTER CREATIVITY OF TEACHERS AS A RESOURCE OF INFORMATIZATION OF EDUCATION [email protected] ИПИРАН г. Москва При ориентации информатизации общего образования на коллекции ЦОР одним из ключевых направлений становится включение учителей в создание образовательных ресурсов. Социологические оценки уровня компьютерной грамотности учителей и характеристика возможных каналов реализации такого рода деятельности позволяют авторам доклада сделать некоторые выводы о возможных препятствиях и предложить определенные меры их предупреждения. At the orientation information of education at the collection digital educational resources one of the key areas is the inclusion of teachers in the creation of educational resources. Sociological evaluation of the level of computer literacy of teachers and characteristics of possible channels for the implementation of such activities help the authors of the report to draw some conclusions on possible obstacles and to propose some measures to prevent them. На наш взгляд, самодеятельное творчество учителей является одним из ключевых звеньев новой парадигмы включения ИКТ в образовательный про-

24

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 цесс. Поэтому хотелось бы сделать своего рода эскиз складывающейся в этой сфере ситуации. Начать естественно с того, чтобы оценить, насколько готовы учителя к такому творчеству. Во-первых, попробуем понять, в какой степени учителя освоили компьютер в качестве инструмента информационной работы. Данные для анализа мы можем получить из работы Собкина В.С., Адамчука Д.В [1] (опрос проведен по трем регионам, и состав общей выборки опрошенных 5037, правда, учителей всего 619). Оценка компетентности проводилась одновременно по шкале субъективной самооценки и по шкале объективной оценки уровня владения терминологией. Лишь 4% опрошенных учителей отнесли себя к «совсем не умеющим пользоваться компьютером», в то время как опытными пользователями сами себя считают примерно 17%. Одновременно специальный тест показал, что 15 процентов не владеют вообще компьютерной терминологией, в то время как верхнюю планку терминологической грамотности, заданную авторами, преодолели 21,3% учителей. Ситуацию с уровнем компьютерной грамотности, характеризующуюся подобным раскладом цифр, можно интерпретировать как продвинутую начальную стадию овладения компьютером как инструментом, когда совсем не общающихся с компьютером почти не осталось, и на фоне основной массы, способной выполнять простейшие процедуры типа набрать и распечатать текст, начинает формироваться группа «продвинутых» лидеров. Для уверенного владения компьютером, без чего невозможно творчество, важен такой показатель, как время практической работы на нем. Здесь нам подспорьем служит другое исследование (данные были получены на основе свыше 8000 анкет преподавателей из 50 регионов). По его результатам «большинство опрошенных преподавателей (более 60%) проводят за школьным компьютером от 2-х до 20 часов в неделю. Более 60% преподавателей проводят за домашним компьютером от 6 до 30 часов в неделю» [2]. Причем каждый четвертый проводит дома за компьютером 2 часа в день. Во-вторых, важно понять какую часть времени за компьютером учителя проводят в Интернете. К сожалению, прямых данных найти не удалось, но можно предположить, что эта цифра соизмерима с данными по ученикам тех же школ. А ученики тратят на Интернет 70% времени за домашним компьютером (в городских школах) и 56% (в сельских школах) [2, с.41]. При этом, согласно [1], 72,3%, т.е. три четверти учителей «указывают на информационный потенциал ресурсов Интернета, отмечая, что он “помогает получать им необходимую профессиональную информацию”. Гораздо менее значимыми для учителей оказались другие функции Интернета: ”возможность профессионального общения” – 19,1%, а также “возможность участия в совместных образовательных проектах” – 15,1%» [1, cc. 49-50]. Таким образом, отвечая на первый вопрос, мы можем осторожно предположить, что, теоретически, примерно 10-15% учителей реально готовы к тому, чтобы принять участие в создании тех или иных ресурсов. Следующий вопрос сформулируем так: а по какому «каналу» может быть направлена творческая энергия учителей, как можно будет собрать 25

Секция 2 урожай их творчества? Ответом может быть названа складывающаяся в Интернете система сетевых сообществ. Е.Д. Патаракин определяет сетевое сообщество как группу людей, поддерживающих общение и ведущих совместную деятельность при помощи компьютерных сетевых средств [3]. Сетевые профессиональные сообщества учителей – новая форма организации профессиональной деятельности в сети. Разновидностью сетевых сообществ, ориентированной, в первую очередь, на поддержку учителей являются педагогические сообщества. Полный перечень образовательных ресурсов можно найти в «Каталоге образовательных ресурсов сети Интернет для основного общего и среднего (полного) общего образования». Рассмотрим лишь 4. Их выбор определялся количеством зарегистрированных участников, а также активностью их функционирования: дата создания (возраст портала), постоянно обновляющаяся страница новостей, активные обсуждения в форумах, частота появления названия портала в сети. 1. Портал «Сеть творческих учителей» (http://it-n.ru/) Создан в 2006 г. при поддержке Майкрософт для того, чтобы дать возможность учителям общаться и обмениваться информацией и материалами по использованию информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в образовании, создавая таким образом Сеть творческих учителей (Innovative Teachers Network). С сентября 2006 года патронируется Академией повышения квалификации и переподготовки педагогических кадров в рамках программы "Академия учителей". По данным на август 2009 на портале зарегистрировалось 55 000 преподавателей. Его работа организована в более чем 80 сетевых сообществах и 40 творческих группах. Ежедневно портал посещает около 15 000 педагогов. По данным администрации портала наиболее активная часть составляет 3-5% от общего числа зарегистрированных пользователей. Одно из направлений деятельности портала - сообщества и форумы. В библиотеках сообществ публикуются методические материалы и образовательные ресурсы, созданные участниками сообщества. На портале опубликовано свыше 25 000 ресурсов. Реализована система открытой общественной профессиональной экспертизы и работают учительские мастер-классы, которые учат использовать современные программные приложения для создания собственных цифровых ресурсов. 2. ИнтерГУру (http://intergu.ru/) Интернет-государство учителей, (ИнтерГУру). Учредители проекта Министерство образования России, АНО «Компьютер и дети», фирма «1С», фирма «Кирилл и Мефодий». Участник проекта ИнтерГУру – Гражданин – человек, который по своей профессиональной деятельности или по сфере своих интересов имеет отношение к образованию и каким-либо образом взаимодействует с проектом ИнтерГУру. На 21 декабря 2009 года в проекте ИнтерГУру насчитывалось 25 000 участников (начало работы сайта – 2001 г.). Инфотека – одна из основных территорий портала – содержит базу данных методических, дидактических и др. материалов, урочных разработок, планов, разработанных и реализованных проектов, программных 26

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 продуктов, медиа-ресурсов, Интернет-ресурсов. В настоящее время в инфотеке находится свыше 23 000 ресурсов различных типов. 3. Завуч.инфо (http://zavuch.info/) Начал свою работу 28 июля 2008 года. В ноябре 2008 года портал был зарегистрирован в качестве СМИ.Основная идея проекта – популяризация и развитие системного подхода к использованию Интернета в работе педагогов. Основные задачи портала Завуч.инфо: создание и развитие базы методических пособий; организация и проведение сетевого конкурса учебнометодических материалов; организация и проведение семинаров, конференций, форумов; повышение квалификации педагогов с помощью средств сетевого обучения. На 1 мая 2009 г. – 62 000 пользователей. Число оригинальных обращений на страницу zavuch.info – около 7 000 в день. Число просмотренных пользователями страниц портала – около 40 000 в день. Одной из основных задач портала является создание методической коллекции материалов, разработанных членами сообщества. 4. Интернет-портал «Про Школу.ру» (http://www.proshkolu.ru/) Бесплатный школьный портал «Все школы России» создан в 2007 году на базе «Учительской газеты». Портал предназначен для размещения информации о школах. Существует возможность общения как внутри отдельной школы, так и межшкольное общение. На портале создаются сообщества для объединения пользователей как по принадлежности к какой-либо школе (ученики, учителя, родители, выпускники), так и по интересам. Важную часть портала составляют сообщества педагогов по предметам школьной программы (так называемые официальные клубы). Члены учительских сообществ (клубов) обсуждают актуальные проблемы, делятся методическими разработками. Итак, учителя вовлекаются в творческую работу разными методами и по разным направлениям. Чтобы понять, как вышесказанное характеризует творческий потенциал учителей, нужна некоторая точка отсчета. В качестве таковой естественно взять, в первую очередь, Федеральное хранилище Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://schoolcollection.edu.ru/). На конец 2009 г. здесь представлено 46 953 ресурса, из которых 29 365 относятся к предметным коллекциям. Число посетителей превышает 60 000 в день, просмотренных страниц примерно 250 000 в день (данные по предметным коллекциям скромнее – больше 20 000 посетителей в день и больше 40 000 просмотренных страниц). На сайте Федерального центра информационно-образовательных ресурсов (http://fcior.edu.ru/) размещено на конец 2009 г. 12 655 ресурсов, относящихся к общему образованию, средняя посещаемость сайта свыше 15 000 в месяц. (Правда, для обоих сайтов невозможно сказать, сколько из посетивших их – педагоги). Мы видим, что и активность учителей на трех из вышеперечисленных порталов, и даже количество накопленных, созданных учителями ресурсов, соизмеримы с официальными хранилищами ресурсов.

27

Секция 2 Зайдем с другой стороны. Мы оценили потенциал участников процесса – 10-15% от всех учителей РФ. Сколько учителей уже активно участвует в процессе? Нельзя просто суммировать количество зарегистрированных участников на рассмотренных порталах. Во-первых, самые многочисленные порталы имеют зарубежных участников, во-вторых, самые активные учителя регистрируются на нескольких порталах. Кроме того, как было отмечено, из числа зарегистрировавшихся только 3-5% являются активными участниками. Короче говоря, количество российских учителей, зарегистрировавшихся в качестве участников всех сообществ, можно оценить в 25 000 – 35 000 человек, из них активные 5% при самом положительном раскладе составят около 2000. По данным Федеральной службы государственной статистики, в России сейчас 1 425 000 учителей (наши пресловутые 10%-15% – 142 500213 750 учителей). Подытожим факты: процесс создания ресурсов ИКТ учителями только в начальной стадии, но его результаты уже соизмеримы с целенаправленно создававшимися объемами федеральных хранилищ. Вопрос о качестве мы намеренно выводим за скобки. У нас нет возможности оценить динамику ситуации. Можно с уверенностью сказать, что библиотеки и поисковые системы порталов справятся с любым количеством ресурсов. Но для простого учителя, если не принять определенных мер, скоро, с большой вероятностью, наступит информационный коллапс. Вроде того, что сейчас можно наблюдать, например, в Рамблере: по запросу «Византия» выдается сообщение о найденных 88 000 сайтов и 1 млн. доступных страниц. Причем второй строкой на первой странице списка идет «Теплоизоляция, гидроизоляция, вентилируемые фасады – ООО Византия». И, в сущности, решение этой проблемы не представляет сложности, оно лишь требует доброй воли и коммуникабельности основных «игроков» на поле. Требуется, по нашему мнению, прежде всего нечто, аналогичное библиографической системе, позволяющее соотносить уже при поступлении в любом месте Рунета каждый учительский ресурс с определенной классификационной таблицей. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Собкин В.С., Адамчук Д.В. Отношение участников образовательного процесса к информационно-коммуникационным технологиям. М.: Центр социологии образования РАО, 2006. – С. 42 2. 2.Оценка уровня информатизации общеобразовательных учреждений России (информационно-аналитические материалы) / Под общей редакцией А.Н.Тихонова. – М.: «Информика», 2009. – С. 37. 3. Патаракин, Е.Д. Сетевые сообщества и обучение/ Е.Д. Патаракин. – М.: ПЕР СЭ, 2006. – 112 с

28

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Власов И.Б., Гришечкин Б.Ю., Мыкольников Я.В., Семенов Д.В., Шумов А.В. Vlasov I.B., Grishechkin B.Yu., Mykolnikov Ya.V., Semenov D.V., Shumov A.V. УДАЛЕННЫЙ СЕТЕВОЙ ПРАКТИКУМ ПО ГЛОБАЛЬНЫМ НАВИГАЦИОННЫМ СПУТНИКОВЫМ СИСТЕМАМ REMOTE PRACTICAL WORK ON GLOBAL NAVIGATION SATELLITES SYSTEMS [email protected] Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана г. Москва В МГТУ им. Н.Э. Баумана создана Интернет-лаборатория «Глобальные навигационные спутниковые системы», предусматривающая проведение удаленных лабораторных работ по исследованию характеристик навигационной аппаратуры. Созданный программно-аппаратный комплекс является базовым учебно-методическим средством поддержки удаленных сетевых практикумов по глобальным навигационным спутниковым системам. Internet-laboratory “Global Navigation Satellites Systems” is created in the Bauman University. Laboratory allows carrying out remote practical works for investigations of technical characteristics of navigation equipments. The hardware and software system is basic educational and methodical facilities for supporting of remote practical works in navigation systems area. Созданные в 70-80 годы прошлого века глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) «ГЛОНАСС» (РФ) и «GPS» (США) по праву считаются одним из самых выдающихся научно-технических достижений ХХ столетия. Действующая в настоящее время в России федеральная целевая программа «ГЛОНАСС» предусматривает как глубокую модернизацию и развитие всех подсистем отечественной ГНСС, так и расширение подготовки, переподготовки и повышения квалификации специалистов в области спутниковой навигации. В настоящее время в учебных программах российских вузов отсутствует специальность или специализация по спутниковой навигации как самостоятельной области знаний. В ряде учебных заведений преподаются курсы «Радионавигационные системы», где в той или иной мере освещаются особенности построения и функционирования ГНСС. В числе этих вузов и МГТУ им. Н.Э. Баумана, где с 2000 г. соответствующий курс читается студентам кафедры «Радиотехнические системы и устройства». Несмотря на относительно невысокую стоимость оборудования, необходимого для проведения лабораторных работ по спутниковым навигационным системам, проведение практикумов по данной тематике вызывает определенные сложности в ряде вузов в связи с недостаточной методической проработанностью. В МГТУ им. Н.Э. Баумана создана Интернет-лаборатория «Глобальные навигационные спутниковые системы», сайт которой доступен в рабочее 29

Секция 2 время по адресу http://lab-gnss.bmstu.ru. В ней удаленные пользователи через сеть Интернет могут управлять режимами работы навигационного оборудования, получать и обрабатывать поступающие сигналы с применением статистических методов обработки. Схема Интернет-лаборатории приведена на рис. 1. Приемная антенна с малошумящим усилителем установлены на крыше главного корпуса МГТУ им. Баумана на высоте около 70 м для обеспечения приема радиосигналов максимально возможного количества навигационных космических аппаратов (НКА). По центральной жиле высокочастотного кабеля с помощью сплиттера подается напряжение питания на усилитель с одновременной развязкой его с радиочастотными сигналами НКА, поступающими от усилителя через Т-мост в навигационную аппаратуру потребителя (НАП) – приемник ГНСС.

Рис. 1. Структурная схема Интернет-лаборатории

Прием и обработку сигналов НКА осуществляет комбинированный 20ти канальный ГЛОНАСС/GPS приемник геодезического класса Topcon Javad Half Eurocard GG, работающий в диапазоне L1 с поддержкой системы WAAS (Wide Area Augmentation System - глобальная американская система распространения дифференциальных поправок, разработанная для повышения точности позиционирования и достоверности навигационных данных системы GPS). Приемник ГНСС осуществляет вычисления координат, вектора скорости, курса и времени (формирует секундную метку времени - 1PPS) по сигналам спутниковых навигационных систем. Соединение с управляющим компьютером (Lab-сервером) осуществляется по интерфейсу RS-232. Информационный обмен между приемным устройством и Lab-сервером поддерживается по протоколам BINARY и NMEA-0183. Первый используется для настройки режимов работы НАП, а второй – для получения навигационных параметров. Обмен данными между Lab-сервером и Web-сервером про30

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 исходит по сети Ethernet. Подключение терминалов удаленных пользователей осуществляется по протоколу TCP/IP через сеть Интернет. Вид главного окна клиентского программного обеспечения представлен на рис. 2.

Рис. 2. Внешний вид окна клиентского терминала в режиме сбора результатов навигационных измерений

Перед установлением связи с Web-сервером удаленный пользователь выбирает НКА из перечня спутников систем ГЛОНАСС и GPS, устанавливает объем статистической выборки (или времени сбора навигационной информации), а также логин и пароль. При нажатии кнопки «СТАРТ/СТОП» осуществляется подключение к серверу Интернет-лаборатории, а после автоматической перенастройки режимов работы приемника в соответствии с заданными пользователем параметрами начинается сбор результатов измерений. Во время получения данных в окне программы удаленного пользователя отображаются: диаграмма наблюдаемых НКА (позволяющая визуализировать данные о пространственном положении спутников), информации о текущих координатах приемника (навигационные дата и время, вектор состояния потребителя в геодезической системе координат, составляющие геометрического фактора), отношение сигнал/шум по каждому НКА в каналах приемника (в левой части по спутникам GPS, в правой - ГЛОНАСС), графики полученных значений геодезических координат (широта, долгота, высота) по номеру отсчета,

31

Секция 2 графики полученных значений геоцентрических координат (x, y, z) по номеру отсчета, диаграммы ошибок навигационно-временных определений вектора состояния. В отдельном окне пользователь имеет возможность наблюдать поступающие от приемника результаты навигационных измерений и служебную информацию по спутниковым группировкам в формате NMEA-0183, что позволяет ему получить представление о протоколе обмена данными между навигационной аппаратурой потребителя и компьютером. По окончании сбора указанного пользователем количества результатов навигационных измерений удаленное соединение автоматически закрывается. По полученной выборке осуществляется статистический расчет математических ожиданий и среднеквадратичных отклонений координат в геодезической и геоцентрической системах, которые отображаются в правой нижней части главного окна программы (см. рис. 2). Длительность одного эксперимента (сеанса связи с оборудованием) ограничена указанным пользователем объемом выборки (максимум 100 измерений) или временем сбора данных (до 100 с). В соответствии с разработанной методикой студенты выполняют серию экспериментов для различных конфигураций созвездия (количество и геометрия) наблюдаемых НКА и объемов выборки. В отдельном окне формируется отчетная информация о проведенной серии экспериментов в табличном и графическом виде. При этом пользователь может включать или исключать из отчета данные отдельных сеансов связи. Описанный подход позволяет значительно увеличить пропускную способность Интернет-лаборатории по сравнению с вариантом монопольного захвата управления оборудованием одним пользователем, поскольку все действия по выбору режимов работы аппаратуры и анализу информации пользователь осуществляет автономно без подключения к Web-серверу, который в этот момент времени может отрабатывать запрос другого удаленного пользователя. В настоящее время разработана методика проведения удаленного практикума «Исследование основных характеристик навигационной аппаратуры потребителя», включающего проведение лабораторных работ «Исследование зависимости точности навигационных определений от состава и геометрии рабочего созвездия НКА» и «Исследование работы навигационной аппаратуры потребителя в условиях постановки помех». В ближайшее время планируется разработка удаленного практикума «Спутниковая навигационная аппаратура потребителя с угломерным каналом».

32

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Волков И.А., Долгирев Ю.Е. РЕШЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ ПАКЕТА ANSYS THERMOPHYSICAL PROBLEM SOLVING WITH THE HELP OF ANSYS PACKAGE [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург С помощью пакета ANSYS поставлена и решена теплофизическая задача для элемента преобразователя тепловой энергии в механическую. Thermophysical problem has been set and solved with the help of ANSYS package for the element of in a transformer of thermal energy into mechanical. При подготовке магистров на кафедре молекулярной физики УГТУУПИ предусмотрено изучение и освоение пакета ANSYS для решения газогидродинамических и теплофизических задач, входящих в сферу научноисследовательских направлений кафедры. ANSYS – это универсальная программная система, способная решить очень широкий спектр физических задач и основанная на методе конечных элементов. Этот проект существует и интенсивно развивается на протяжении последних лет. На сегодняшний день с помощью ANSYS можно решить большинство линейных и нелинейных, стационарных и нестационарных пространственных задач механики деформируемого тела, газогидродинамические, теплофизические, электродинамические задачи, а также задачи акустики. Также ANSYS позволяет решать совместные задачи. Так, например, решение одной задачи может служить начальными условиями для другой. В данной работе рассмотрена постановка и решение теплофизической задачи для преобразователя тепловой энергии в механическую. Основой теплового анализа в ANSYS является уравнение теплового баланса, полученное в соответствии с принципом сохранения энергии. При помощи ANSYS задачи решаются методом конечных элементов, получая в результате поле температуры. Затем ANSYS использует температурное поле для определения других тепловых параметров. В дополнение к трем основным методам теплообмена в ANSYS можно учитывать специальные эффекты, такие, как смена фазового состояния и внутреннее тепловыделение. Алгоритмы проведения стационарного и нестационарного теплового анализа очень схожи. Для проведения стационарного теплового анализа нужно выполнить три основных шага: 1) построить модель; 2) задать граничные условия и получить решение; 3) вывести результаты. Для создания модели необходимо задать геометрию модели, указать все физические свойства материалов, типы элементов, вещественные константы. Эта последовательность общая для большинства задач. Далее опре-

33

Секция 2 деляется тип анализа, опции решения, граничные условия, опции шага нагружения и запускается конечно элементное решение. Под шагом нагружения понимается конфигурация нагрузок, действующих в течение заданного временного интервала, для которых мы получаем решение. Нагрузки включают в себя граничные условия, внешние и внутренние силовые функции. В тепловом анализе нагрузки – это задаваемые температуры, тепловые потоки, конвекция, энерговыделение и т.д. Время является основным параметром как стационарного, так и нестационарного анализа. В стационарном анализе, чтобы получить решение, мы должны задать время шага нагружения. Здесь оно выступает в качестве параметра слежения при решении задачи. Для более точного решения внутри шага нагружения можно задать определѐнное количество шагов приращения. На кафедре молекулярной физики были разработаны антигравитационные тепловые трубы, широко использующиеся сегодня в мире, и преобразователи тепловой энергии в механическую. В обоих этих устройствах происходит сложный теплообмен с фазовыми переходами. Принципиальная схема простейшего преобразователя показана на рис.1.

Камеры с теплоносителем

Испарение

Трубка t окр. среды

Вода

tв

Рис. 1. Принципиальная схема преобразователя

Преобразователь представляет собой замкнутый объем, состоящий из 2-х одинаковых камер, соединенных между собой трубкой, после вакуумирования заполненных на 0,75 общего объема жидкостью, в частности ацетоном. Ацетон выбран, т.к. крутизна линии насыщения его при комнатных температурах достаточна, чтобы создавать перепады давления для преодоления небольших гидростатических давлений Работа преобразователя зависит от температуры воды в ванне – tв, температуры окружающего воздуха – tокр. и его влажности.

34

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Многолетний опыт показывает, что преобразователь работает без нагрева воды в ванне, т.е. только за счет охлаждения в процессе испарения с поверхности выступающей над водой камеры. Процесс испарения полностью зависит от температуры окружающей среды, еѐ влажности, а также конвективных потоков. Моделируя работу преобразователя не учитываются принудительно-конвективные потоки, а только естественно-конвективные. Разность температур, возникающая между окружающей средой и более холодной камерой, определяется так называемой температурой мокрого термометра. Обе камеры имеют температуры ниже окружающей среды, но та, которая в данный момент находится вверху имеет более низкую температуру за счет испарения воды со всей поверхности. Этой небольшой разности температур хватает, чтобы понизить температуру, а соответственно и давление насыщенного пара ацетона в верхней камере до такого значения, что разность давлений пара между правой и левой камерами позволяет вытолкнуть жидкость из левой камеры в правую. Как только масса ацетона справа превысит массу ацетона в левой части, правая камера сразу опускается в воду и начинается процесс ее нагрева и охлаждения левой. Таким образом камеры будут постоянно менять свое положение, т.е. качаться. Период качания зависит от следующих факторов: Температуры воды и воздуха; Влажности среды; Длины трубки, соединяющей камеры; Высоты расположения оси над поверхностью воды; Состояния наружных поверхностей камер; Объема камер и их заполнения; Крутизны линии насыщения теплоносителя, заполняющего преобразователь. В данной работе определяется период качания преобразователя. Для этого надо совместно решить внутреннюю и внешнюю задачу. Внутреннюю задачу можно значительно упростить определяя только перепад температур и, соответственно, перепад давления по линии насыщения, необходимый для преодоления гидростатического давления столба жидкости в преобразователе. Связь между внутренней и внешней задачей осуществляется через металлическую стенку камеры. Можно также выделить отдельный элемент преобразователя – отдельную камеру. Внешняя задача наиболее сложная. Испарение воды с наружной поверхности камеры, более холодной, чем окружающий воздух, определяется разностью температур между ними, которая, в свою очередь, зависит от влажности. Если зафиксировать влажность, то при данной температуре среды, можно определить температуру мокрого термометра, т.е. наружную температуру верхней камеры, соответственно, поток тепла, идущий от окружающей среды на испарение воды. Тогда задача для элемента преобразователя – камеры – может быть сформулирована: 1) геометрическая модель – элемент преобразователя, обычно цилиндрической формы, заполненный теплоносителем в жидкой фа-

35

Секция 2 зе; 2) граничные условия – на наружной поверхности камеры условия второго рода, т.е. тепловой поток, связанный с интенсивностью испарения; на внутренней поверхности камеры граничные условия четвертого рода. Из условия снижения общей температуры камеры на необходимую разность температур определяется необходимое для этого время и, соответственно, период качания. Предварительные расчеты показали соответствие экспериментальных модельных данных. Голубина В.В., Соломаха Э. Golubina V.V., Solomakha E. ЭОР ГЛАЗАМИ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ И СТУДЕНТА EER – AS IT IS SIING BY TEACHER AND STUDENTS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В материалах рассматриваются особенности разработки и применения электронного образовательного ресурса – опорного конспекта лекций – для повышения эффективности усвоения учебного материала. In this report we analyse basic conspect of lectures for effective research study of economics. Раздел I. ОВР глазами преподавателя В современных условиях, когда объем аудиторного материала (по любой практически дисциплине) составляет не более 50%, резко возрастает значение двух аспектов преподавания: 1. повышение эффективности использования учебного аудиторного времени (читай: на лекции или семинаре надо успеть и больше, и лучше, т.е. обязательно рассматривать наиболее сложные моменты); 2. методическое обеспечение возможностей самостоятельного освоения курса студентом (читай: разработка таких приемов самостоятельной работы, которые бы побуждали студента к поиску учебного материала и проработке литературы по курсу). Достижение этих целей вполне осуществимо с применением ЭОР различного типа, которые можно применять и для проведения лекций и семинарских занятий, и для организации самостоятельной работы студента. Примером может служить опорный конспект лекций – известный методический прием подачи материала в виде структурно-логических схем и текстовых выводов. Разработка опорного конспекта лекций для преподавателя имеет большое значение: 1. Структурируется учебный материал; четко выстраивается логика изложения каждой темы; 2. Совершенствуется стиль подачи материала: текстовые выводы и содержание схем должны быть сформулированы кратко, четко, доступно; 36

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 3. Улучшается методика донесения учебной информации: использование структурно-логических схем делает более наглядным и доступным учебный материал. 4. Наконец, применение структурно-логических схем и самого опорного конспекта экономит учебное время, высвобождает его для устных пояснений. Кроме того, опорный конспект лекций может быть подготовлен в двух вариантах: 1. Заполненная структурно-логическая схема с приведением необходимых текстовых материалов – для чтения лекций. Например: структурно-логическая схема по теме «Товарное производство, товар и деньги». Схема №1 товар: благо для продажи

полезность для потребителя

характеристика товара

качественная

цена

количественная

Такую схему можно и нужно применять на лекции – ее фиксирование студентами занимает не много времени; остается время для объяснения характеристик товара: их содержания, особенностей и форм проявления и существования на практике. 2. Частично заполненная структурно-логическая схема + указание учебной литературы, необходимой для проработки, может использоваться как на практическом занятии, так и для самостоятельной работы студентов. Например: Структурно-логическая схема для самостоятельной проработки материала по теме «Товарное производство, товар и деньги». Схема №2. Товар и его свойства

37

Секция 2 товар:____________________ концепция товара в экономической теории политическая концепция

маржинальная концепция

характеристики товара качественная

количественная

Задание: студент должен сам заполнить пробелы. Кстати, если весь набор структурно-логических схем подобного вида распечатать, то студенты могут ими пользоваться и на лекции, заполняя во время объяснений преподавателя. Наконец, надо иметь в виду, что для чтения лекций и организации самостоятельной работы студентов необходимо разрабатывать полный комплект структурно-логических схем, составляющих опорный конспект – не менее 15-20 (иногда больше, в зависимости от объема излагаемого материала). И еще одно: подобные полностью разработанные опорные конспекты лекций могут распространяться и в электронном виде в сети; они будут интересны студентам всех форм обучения – и очной, и заочной, и дистанционной. Думается, авторское право разработчиков таких ЭОР вполне можно защитить. Мой опыт составления и применения опорных конспектов лекций в течение целого ряда лет (более 10 лет я работаю в аудиториях с обратной связью) показывает, что и студентам в такой форме работать удобно и эффективно. Свидетельством тому служит раздел II, автором которого по своей инициативе стал студент I курса ФЭУ (очное обучение). Раздел II. Использование новых образовательных технологий в УГТУ-УПИ глазами студента В процессе обучения возникают проблемы с восприятием и получением информации. Особенно эти проблемы характерны для «потоковых» лекций. Из-за больших размеров аудитории преподаватель лишен возможности писать на доске (с последних рядов информация просто не видна), а также вынужден очень громко говорить, что негативно отражается на его здоровье. Очевидно, что проведение подобных лекций без использования достижений в области информационных технологий выглядит сомнительным и бесперспективным.

38

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 В наше время появилась возможность внедрения и использования новых образовательных технологий. Однако возникает вопрос, везде ли нужны эти самые технологии? Если с естественными науками, наполненными сложными графиками формулами и вычислениями все более менее понятно, то как быть с гуманитарными дисциплинами, в которых основу лекций составляют тексты различного содержания? Принесет ли желаемый эффект появление компьютера или проектора в аудитории? Безусловно, использование технических «новшеств» позитивно сказывается как на работе лектора, так и на работе студентов при обучении любой дисциплине, хоть естественнонаучной, хоть гуманитарной. Применением этих методов решаются сразу несколько проблем. Преподаватель имеет возможность преподносить информацию с разных носителей, в том числе бумажных и компьютерных. Каждый метод имеет свои особенности. Использование бумажных носителей позволяет постепенно открывать информацию, что делает лекцию более последовательной и логичной. Применение информационных носителей позволяет использовать презентации, а также сложную графику и схемы, которые фактически невозможно изобразить вручную. Помимо этого появляется возможность прямо во время лекции вносить изменения или дополнения в материал, а также использовать аудио- или видеозаписи. Теперь подготовку к лекции можно осуществлять заранее. Еще один важным плюсом является значительная экономия времени: теперь у преподавателя отпадает необходимость что-либо писать, а следовательно, за одно занятие можно дать гораздо больше материала. В свою очередь, у студента остается время выслушать комментарии и сделать необходимые заметки. Не остается сомнений, что использование новых образовательных технологий позитивно влияет на учебный процесс, улучшает и упрощает его, делает более доступным. Структурирование материала повышает степень восприимчивости. Процент усвоенной информации возрастает, что говорит о более продуктивной работе. Если заглянуть чуть дальше в будущее, то перспективным смотрится внедрение компьютеров индивидуального пользования, что позволит еще более упростить процесс обучения. Также появится возможность постоянного контроля, например, после каждой лекции проводить минитесты, которые объективно покажут знания каждого студента по пройденной теме. Минитесты представляют собой небольшие опросы из 5-8 вопросов каждый, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с другими формами контроля. Минитесты позволяют сразу же проверить уровень усвоенных знаний, появляется необходимость присутствовать на каждой лекции, что увеличивает контроль посещаемости. Постоянный контроль углубляет знания, что упрощает работу и экономит время в период подготовки к экзамену. Что касается минусов, здесь можно выделить такие аспекты, как высокая скорость тестирования (на тест отводится не более 10 мин), что резко увеличивает интенсивность труда, невозможность охватить весь материал, ну и опять-таки же регулярное, систематическое посещение лекции. Подобные мероприятия позволят более точно и качественно оценить как работу преподавателя, так и студента, по39

Секция 2 зволит выявить слабые места в знаниях, что в совокупности в будущем позволят осуществлять выпуск более грамотных и подготовленных специалистов. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Маркс К. Капитал. т.I, гл. I §1, гл. 3. 2. А.Маршалл. Принципы экономической науки, I, кн.IV, V, VI. 3. Курс экономической теории / под ред. Чепурина М.Н., Киселевой Е.А., гл. 5 §1-3, гл. 4 §1-7. Гольдштейн С.Л., Кудрявцев А.Г., Алексеев А.С. Goldstein S.L., Kudryavtsev A.G., Alekseev A.S. НОВАЯ ВЕРСИЯ СИСТЕМЫ НАПОЛНЕНИЯ И ОБНАРУЖЕНИЯ ЗНАНИЙ ДЛЯ СИСТЕМНОГО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ПОДСКАЗЧИКА NEW VERSION OF THE KNOWLEDGES FILLING AND FINDING SYSTEM FOR THE SYSTEM INTELLECTUAL TUTOR [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Разработана новая версия системы наполнения и обнаружения знаний (как прототипа перспективного системного интеллектуального подсказчика по разрешению проблемных ситуаций со сложными объектами). The new version of knowledges filling and finding system (as a prototype of perspective system intellectual tutor on the permit of problem situations solving with complex objects) is designed. В рамках реализации проекта по созданию советующей системы нового типа – системного интеллектуального подсказчика (СИП) [1-3] – разработана новая версия его прототипа [1], именно онтолингвистической системы [4] наполнения и обнаружения знаний (СНОЗ СИП), способной создавать или развивать систему (базу) знаний (СЗ) для СИП; принимать естественноязыковые запросы с выдачей прямого и развернутого текстовых ответов; осуществлять синектическое тестирование (термин «синектика» понимаем в данной статье в первоначальном смысле как соединение вместе различных элементов (Википедия)) [5] пользователей с целью диагностики речевых патологий либо выявления степни усвоения изучаемого материала; знакомить обучаемых с технологиями создания и развития СЗ, лингвистического обнаружения знаний и синектического тестирования. Решение по структуре новой версии СНОЗ СИП (далее СНОЗ2 СИП) показано на рис. 1 и 2.

40

НОТВ-2010

Новые образовательные технологии в вузе СИСТЕМА ЗНАНИЙ (СЗ)

ТЕКСТОВЫЙ БЛОК [3] а) исходный текст; б) запрос; в) задание на тестирование

СЕТЕВОЙ БЛОК [3]

БЛОК ИНФ. БАЗЫ [3]

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ (СУЗ) БЛОК ПРИОБРЕТЕНИЯ ЗНАНИЙ [3]

БЛОК ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ [3]

БЛОК СИНЕКТИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ [5]

СИСТЕМА ПРОТОКОЛЬНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ (СПС) ПАМЯТЬ РЕГИСТРАЦИЙ

ПАМЯТЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПЕРЕДЕЛА

а) СЗ; б) ответ; в ) р езультат тестирования

Рис. 1. Укрупненная структурная схема СНОЗ2 СИП (залитый прямоугольник соответствует составляющей, отсутствовавшей в предшествующей версии; уголки – развитым составляющим)

Рис. 10. Иерархическая декомпозиция СНОЗ2 СИП (0 – СНОЗ2 СИП; 1 – СЗ; 1.1 – текстовый блок; 1.2 – сетевой блок; 1.3 – блок информационной базы; 2 – СУЗ; 2.1 – блок приобретения знаний; 2.1.1 – узел разбиения текстов на предложения [3]; 2.1.2 – узел машинного понимания текстов [3]; 2.1.2.1 – центр указания ключевых терминов и их словооснов [3]; 2.1.2.2 - анализатор вхождения терминов в предложения [2,3]; 2.1.2.3 – центр расчета коэффициентов ассоциативности

41

Секция 2 [2,3]; 2.1.2.4 – центр выбора порога значимости ассоциативной связи [2,3]; 2.1.2.5 – генератор семантических структур [2,3]; 2.1.2.6 – построитель микротезаурусной семантической сети [2,3]; 2.1.2.7 – построитель макротезаурусной семантической сети [2,3]; 2.1.3 - адресатор семантических структур [2,3]; 2.1.4 – сборщик наполняющих текстов [2,3]; 2.1.5 – сборщик информационной базы [2,3]; 2.1.6 – генератор структуры для расширения запросов [2,3]; 2.2 – блок обслуживания запросов; 2.2.1 – узел указания терминов запроса; 2.2.2 – расширитель запроса [2]; 2.2.3 – определитель релевантных семантических структур [2,3]; 2.2.4 – генератор прямого текстового ответа [2,3]; 2.2.5 – определитель релевантной части информационной базы [2,3]; 2.3 – блок синектического тестирования [5]; 2.3.1 и 2.3.2 – генераторы, соответственно, структуры и материала для синектического тестирования; 3 – СПС; 3.1 – память регистраций; 3.2 – память технологического передела; заливка черным цветом соответствует вновь введенной составляющей, серым - развитой)

Степень автоматизации операций в созданных и перспективной рабочей версии СНОЗ СИП показана в табл. Таблица. Автоматизация операций в различных версиях СНОЗ СИП Группы операций

Степень автоматизации операций по версиям 1 2 Рабочая

Разбиение текста на предложения Запись ключевых терминов Запись словооснов Построение матрицы вхождений терминов в предложения Расчет коэффициентов ассоциативности Выбор порога значимости ассоциативной связи Построение ассоциативных дуплексных семантических структур Построение семантической сети ассоциирующихся терминов Создание онтологической информационной базы Просмотр информационной базы Построение структуры для расширения запросов Обработка запросов Построение структуры для синектического тестирования Реализация синектического тестирования

0 0 0 1 1 0,4 1 1 0,9 0,6 1 0,9 -

0,9 0 0 1 1 0,6 1 1 0.9 0,6 1 0,9 1 0,5

0,9 1 1 1 1 0,8 1 1 0,9 0,6 1 0,9 1 0,5

Как видно из рис. 1, 2 и табл., в СНОЗ2 СИП пока сохранены ручные операции записи ключевых терминов и словооснов. Частично автоматизирована операция выбора порога значимости ассоциативной связи. Остальные операции доведены (по автоматизации) до уровня рабочей версии. Сделано это за счет развития узла разбиения текстов на предложения (именно использования html-кодировок, обеспечившего также развитие сборщиков наполняющих текстов и информационной базы, а также генератора прямого текстового ответа и определителя релевантной части информационной базы), центра выбора порога значимости ассоциативной связи, а также введения блока синектического тестирования. При этом в основе развития узла разбиения текстов на предложения, как уже было сказано, – использование htmlкодировок текстов (позволяющих легко найти границы абзацев, разделов и т.п.), а также поиска по образцу типовых знаков препинания («.», «!» и «?») с последующими пробелами. В основе частичной автоматизации центра выбо-

42

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ра порога значимости ассоциативной связи – использование методов проверки обоснованности кластерных решений [6], а в режиме развития СЗ – также методов распознавания образов [6]. В основе возможности введения блока синектического тестирования – ассоциативно-синектическая технология [5], имитирующая естественную психофизиологию человека [7] и реализуемая в СНОЗ СИП (как в режиме создания СЗ, так и обслуживания запросов). БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Гольдштейн С.Л., Кудрявцев А.Г. Проблематика создания системного интеллектуального подсказчика по разрешению проблемных ситуаций // Информационные технологии. 2009. - № 4. 2. Гольдштейн С.Л., Кудрявцев А.Г. Разрешение проблемных ситуаций при поддержке систем, основанных на знаниях: Учеб. пособие. – Екатеринбург: ИД «ПироговЪ», 2006. – 218 с. 3. Гольдштейн С.Л., Кудрявцев А.Г. Структура и технологии системного интеллектуального подсказчика по разрешению проблемных ситуаций // Наука и производство: Сборник научных трудов. – Челябинск: ЧНЦ РАЕН, 2007. – С. 236 -255. 4. Овдей О.М., Проскудина Г.Ю. Обзор инструментов инженерии онтологий; www.rcdl.ru/papers/2005/sek3_2_paper.pdf 5. Шавнина Е.П. Использование семантических карт в курсе «Основы проектирования учебной деятельности студентов» // Новые образовательные технологии в вузе: Сборник материалов шестой международной научно-практической конференции. В 2-х частях. Часть 1. - Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ», 2009. С. 292 – 296. 6. Ким Дж. и др. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. – М.: Финансы и статистика, 1989. – 215 с. 7. Александров Ю.И. и др. Системные аспекты психической деятельности. – М.: Эдиториал УРСС, 1999. – 272 с. Гончаров К.А., Ковалев О.С., Поляков А.А. «ВИРТУАЛЬНЫЕ» ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ В КУРСЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ "VIRTUAL" LABORATORY WORKS IN THE STRENGTH OF MATERIALS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В настоящей статье рассматриваются вопросы современного обучения студентов по сопротивлению материалов – основной инженерной дисциплине в различных отраслях техники. Использование компьютерного моделирования позволяет демонстрировать студентам виртуальные эксперименты и формировать визуальное представление о процессах и характере деформирования материалов, простейших конструкций и их элементов.

43

Секция 2 In present article questions of modern training of students on resistance of materials - the basic engineering discipline in various branches of technics are considered. Use of computer modelling allows to show to students virtual experiments and to form visual representation about processes and character of deformation of materials, the elementary designs and their elements. Сопротивление материалов – основополагающая дисциплина инженерной подготовки специалистов строительной, железнодорожной, машиностроительной, автомобилестроительной, авиационной и многих других отраслей. Она представляет собой один из разделов механики твердого деформируемого тела. Изучая процессы деформирования и разрушения тел, сопротивление материалов стремится установить основные принципы и методы расчета частей сооружений и машин на прочность, жесткость и устойчивость. Расчет на прочность производится с целью подобрать наименьшие поперечные размеры элементов конструкций, исключающие возможность разрушения под действием эксплуатационных нагрузок. Расчет на жесткость связан с определением деформаций конструкции. Жесткость считается обеспеченной, если деформации (изменение форм и размеров конструкции) не превосходят заданных величин, допустимых при эксплуатации конструкции. Кроме обеспечения прочности и жесткости конструкция и ее элементы должны обладать устойчивостью. Под устойчивостью понимают способность конструкции и ее элементов сохранять при действии нагрузки первоначальную форму равновесия. При обеспечении указанных задач накладывается еще требование, чтобы конструкция была экономичной. Естественно, для создания конструкции, отвечающей всем этим требованиям, необходимо, чтобы будущий специалист обладал достаточными знаниями, изучив курс "Сопротивление материалов". Практика обучения в вузах показывает, что изучение курса данной дисциплины вызывает у студентов определенные затруднения. Поэтому для качественного проведения учебного процесса в последнее время широко используется компьютерное моделирование, позволяющее демонстрировать обучающейся аудитории виртуальные эксперименты и, тем самым, формировать визуальное представление о процессах и характере деформирования материалов, простейших конструкций и их элементов. Кроме того, компьютерное моделирование позволяет варьировать действующую на конструкцию нагрузку в довольно широком диапазоне, варьировать время протекания процесса деформирования конструкции, изменять характер нагрузки со статической на динамическую и, наоборот, изменять места приложения внешних нагрузок и т.д. Несомненные преимущества внедрения современных информационных систем следующие: многократное увеличение объема информации, исключительно быстрый ее обмен при наличии соответствующей аппаратуры и доступность ее для пользователя в любом месте его пребывания. При этом не44

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 достатки: значительные затраты на оборудование, его ремонт и обновление, а также на большой объем необходимого компьютерного обеспечения и высокие требования к квалификации обслуживающего персонала. Но отсутствие «живого» контакта с преподавателем, когда его широкая эрудиция и положительные особенности личности оказывают самое благоприятное влияние на студентов, продолжая классическую традицию непосредственной передачи знаний от учителя к ученику, обедняет такую информацию. Вычислительные методы занимают промежуточное положение между экспериментальными и теоретическими: объект их изучения, с одной стороны, нереальный эксперимент, с другой – не совсем теория, так как модели, рассматриваемые при компьютерном моделировании, содержат мало приближений и являются весьма реалистическими. Поэтому в этой связи говорят о машинном или компьютерном эксперименте. Появление дешевых и доступных компьютеров и резкое увеличение их быстродействия и памяти сделало в последние несколько лет возможным применение методов машинного моделирования в образовании, причем не только для обучения будущих специалистов по этим вопросам, но и для создания учебных физических моделей. В сопротивлении материалов компьютерные модели используются для демонстрации физических явлений, протекающих при растяжении, сжатии, изгибе, сложных видах нагружения, динамических процессах и явлений потери устойчивости в ходе обычных лекций и при самостоятельном изучении. Например, в системе дистанционного образования этот фактор имеет доминирующее значение. При этом компьютерная демонстрация может показать не только реальное протекание явлений, но и их механизм, даже если он скрыт для непосредственного восприятия. В лаборатории кафедры «Строительная механика» компьютерное моделирование используется для создания «виртуальных» аналогов лабораторных работ. В реальной лабораторной работе студент выполняет реальный эксперимент при помощи реальных приборов, затем обрабатывает результаты измерений, вычисляя значения физических величин и их погрешностей. В компьютерной работе учащийся проделывает аналогичные действия с виртуальными объектами. При этом модель должна быть адекватной изучаемому явлению, если целью работы не является изучение самой этой «неправильной» модели. Лабораторная работа носит характер исследования и активно выполняема, эта ценная особенность «живого» лабораторного практикума и сохранена в «виртуальном» практикуме. Компьютерная лабораторная работа, как и просто демонстрация, имеет дополнительные возможности по сравнению с обычной: 1. Большую наглядность; 2. Возможность изучать скрытый механизм явлений; 3. Более широкий диапазон изменения физических параметров; 4. Возможность реализации мысленных и даже принципиально невозможных в реальности экспериментов.

45

Секция 2 Единственным ее недостатком является то, что она не знакомит студентов с практической работой на реальных приборах, хотя сами приборы при желании можно изобразить с фотографической точностью. По этой причине компьютерный практикум не заменит полностью реального, но может дополнить его, подобно тому, как в науке компьютерный эксперимент дополняет реальный. В настоящее время имеется возможность создания компьютерных лабораторных работ, обладающих также демонстрационной наглядностью, поэтому большинство таких работ могут применяться и для демонстрации, при этом современные компьютерные проекторы позволяют показывать их широкой аудитории. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Штрих А.А. Состояние и перспективы информационнокоммутационных технологий в развитых странах и России. Приложение к журналу Информационные технологии. 2003, №6, С. 27-36. 2. Вольмир А.С. Сопротивление материалов. Лабораторный практикум / А.С. Вольмир, Дрофа, 2004, 352 с. Дружинина Н.Г., Трофимова О.Г. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «ТАБЕЛЬ УЧЕТА РАБОЧЕГО ВРЕМЕНИ ВОДИТЕЛЕЙ И КОНДУКТОРОВ» [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Представлен программный комплекс «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов» как элемент оригинальной информационнокоммуникационной системы МУП Трамвайно-троллейбусного управления г. Екатеринбурга. На кафедре автоматики и управления в технических системах ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» разработан учебно-методический комплекс по дисциплине «Информационное обеспечение систем управления» [1]. В качестве лабораторной базы применяются примеры разработки элементов оригинальной информационно-коммуникационной системы МУП ТТУ г. Екатеринбурга [2]. Данная система позволяет получить отчетные технико-экономические показатели о работе подвижной единицы, водителя и кондуктора, структурных подразделений и всего предприятия в целом. Для реализации информационно-коммуникационной системы на web-сервере разработана единая база данных, позволяющая оперативно и полно интегрировать данные из одного модуля в другой, не дублируя информацию. На примере взаимодействия элементов такой сложной системы лабораторный практикум позволяет студентам научиться применять универсальные инструментальные средства при их взаимодействии с базами данных с использованием Интернет-технологий в современной архитектуре клиент-сервер.

46

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Программный комплекс «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов» как элемент оригинальной информационнокоммуникационной системы МУП ТТУ г. Екатеринбурга разработан в виде клиентского приложения в среде Delphi с использованием СУБД MySQL, для написания отчетов используется язык программирования Интернетприложений PHP. Программный комплекс «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов» как элемент оригинальной информационнокоммуникационной системы МУП ТТУ г. Екатеринбурга позволяет вести электронный учет рабочего времени водителей и кондукторов, отработанного ими сверх установленной нормы (снятие с выходного, сверхурочные) для текущей и последующей оплаты. Методика автоматизированного расчета рабочего времени работникам, которым установлен суммированный учет рабочего времени, утверждена на предприятии ЕМУП ТТУ с учетом Трудового кодекса России. Программный комплекс «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов» позволяет осуществлять: получение отчетных данных по каждому водителю и кондуктору; корректировку нормы рабочего времени на основании причин отсутствия; расчет рабочего времени в случае снятия с выходных дней; расчет сверхурочных часов рабочего времени. На рис. 1 представлена концептуальная модель «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов».

47

Секция 2 Базовый наряд

Путевой лист

план рабочих и выходных по индивидуальному графику работы на месяц,

фактически отработанное время,

заложенная норма рабочего времени

время простоев, время стажеров

Редактирование наряда причины отсутствия на основном рабочем месте отвлечения на другие мероприятия

Табель учета рабочего времени фактически отработанное время, норма рабочего времени, график рабочих и выходных дней, уменьшение нормы, работа в индивидуальный выходной день, работа в праздничные дни, расчет сверхурочных часов

Передача данных для расчета заработной платы

Рис. 1. Концептуальная модель «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов»

Исходные данные программного комплекса «Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов»: плановый индивидуальный наряд-закрепление по режимам работы водителей и кондукторов на месяц (квартал), предварительно рассчитанный и откорректированный в депо, с учетом текущей работы и нормативно-справочных данных; индивидуальный производственный календарь на год с учетом праздничных дней и переносов рабочих и выходных дней; отработанное время (общее время, время по тарифам, праздничное время, время простоев); 48

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 причины отсутствия водителей и кондукторов на основном рабочем месте; прочие явки на работу. Общее время, время по тарифам, праздничное время, время простоев – это расчетные величины из программного комплекса «Путевой лист водителя и кондуктора». Причины отсутствий вводятся нарядчиком на основании соответствующих предоставленных документов. Прочие явки – перевод на другую работу для выполнения производственных и иных работ, документально подтвержденных соответствующими документами. В результате работы данного программного комплекса можно получить: табель учета рабочего времени водителей и кондукторов (рис. 2); данные для расчета заработной платы водителей и кондукторов (см. рис. 3, 4).

Рис. 2. Табель учета рабочего времени водителей и кондукторов

49

Секция 2

Рис. 3. Отчетный файл о работе водителей и кондукторов

Рис. 4. Файл о снятии с выходных водителей и кондукторов

50

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 В целом лабораторный практикум по дисциплине «Информационное обеспечение систем управления» предназначен для приобретения студентами навыков и опыта разработки эффективных реляционных моделей данных, многопользовательских информационных систем управления с учетом многокритериальных задач. Чесноков Ю.Н. Учебно-методический комплекс (инновационная образовательная программа) по дисциплине "Информационное обеспечение систем управления" для студентов всех форм обучения по специальности 220201 – Управление и информатика в технических системах / Ю.Н. Чесноков, Н.Г. Дружинина, О.Г. Трофимова. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2008. http://study.ustu.ru/umk/umk_view.aspx?id=7046. Лисиенко В.Г. Моделирование систем с использованием информационных технологий: учебн. пособие / В.Г. Лисиенко, Н.Г. Дружинина, О.Г. Трофимова, С.П. Трофимов // Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. 440 с. Жданов Д.Н., Баканова С.В., Егорова Е.В. Zhdanov D.N., Bakanova S.V., Egorova E.V. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ РЕСУРС ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ» MULTIMEDIA EDUCATIONAL RESOURCE FOR LEARNING ON DISCIPLINE "COMPUTER TECHNOLOGY IN INSTRUMENTS" [email protected] Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова г. Барнаул Статья посвящена процессу создания мультимедийных ресурсов для обучения на примере дисциплины «Компьютерные технологии в приборостроении», также представлены достоинства и принципы создания данных ресурсов. The Article is dedicated to process of the creation multimedia resource for learning, on example of discipline "Computer technologies in instruments", is also presented value and principles of the creation data resource. Современная ситуация в образовании формируется под воздействием глобальной тенденции информатизации общества. Образовательный процесс, являясь информационным, нуждается в насыщении мультимедийными возможностями. Различные типы и виды информации содержатся в мультимедийных продуктах, в частности, в мультимедийных учебниках. С точки зрения преподавателя, компьютерные технологии не только снимают рутинные проблемы, но и позволяют перейти от вещания к творческой дискуссии со студентами, совместным исследованиям, новым формам

51

Секция 2 обучения, в целом к более творческой работе. Для обучаемого компьютерные технологии значительно индивидуализируют учебный процесс, увеличивают скорость и качество усвоения учебного материала, существенно усиливают практическую ценность, в целом повышают качество образования. Целесообразность использования информационных технологий в образовательном процессе определяется и тем, что с их помощью наиболее эффективно реализуются такие дидактические принципы, как доступность, наглядность, сознательность и активность обучаемых, индивидуальный подход к обучению. Одним из способов использования информационно-технического обеспечения для развития технического творчества студентов, повышения качественного обучения и заинтересованности обучаемых является «погружение» в изучаемую дисциплину или тему в форме презентационной лекции. Хорошее владение новыми информационными технологиями, проявление творческого подхода при их использовании, формируемое на занятиях – это путевка в большую творческую, профессиональную жизнь, обеспечение конкурентоспособности и востребованности выпускников на рынке труда. Поэтому создание электронных учебных изданий на основе информационных технологий – это актуальная задача, направленная на существенную модернизацию качества образования в вузе. Особенно важным является создание мультимедийных образовательных ресурсов по дисциплинам, непосредственно связанным с компьютерными и информационными технологиями, так как «объяснение на пальцах» не идѐт ни в какое сравнение с наглядным представлением содержания курса. Увидев демонстрацию информационного процесса или возможностей того или иного программного обеспечения, обучаемый значительно лучше запоминает необходимый учебный материал, что, в свою очередь, приводит к формированию более целостной картины в рамках конкретной дисциплины. Мультимедиа – это представление объектов и процессов не традиционным текстовым описанием, а с помощью фото, видео, графики, анимации, звука, то есть во всех известных сегодня формах. Мультимедиа-приложения – эффективное средство для интенсификации образования, позволяющее синтезировать современные активные методы обучения и новейшие информационные технологии. Достоинства мультимедийных образовательных ресурсов для обучения: насыщенность учебных материалов высококачественными цветными иллюстрациями, что позволяет не только увеличить скорость передачи информации обучаемому, но и и повысить уровень ее понимания; возможность использования интерактива, когда каждый объект на экране способен видоизменяться в реальном режиме времени и взаимодействовать с другими объектами, а также использование методов, привлекающих и удерживающих внимание, например, движение объектов, поэтапное открывание;

52

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 возможность выделения с помощью цвета, шрифта опорных, ключевых моментов, несущих основную смысловую нагрузку; представление информации с помощью различных блок-схем, диаграмм, направленных на удобство восприятия; сочетание зрительной и звуковой стимуляции. Информация, представляемая обучаемому одновременно в нескольких видах, воспринимается более эффективно; возможность проиллюстрировать сложные процессы, явления, динамические объекты, их отдельные элементы с помощью анимации, что кардинально расширяет возможности учебного процесса. Основные принципы представления информации в мультимедийных образовательных ресурсах: разбиение учебного материала на отдельные модули, блоки; расположение материала компактно, в определенной системе для лучшего восприятия; выделение смысловых опорных пунктов для эффективного запоминания; использование когнитивных графических учебных элементов. Проектирование мультимедийного образовательного ресурса по дисциплине можно разбить на несколько этапов, последовательное выполнение которых позволить быстро и эффективно разработать желаемый продукт: отбор учебного материала в наиболее краткой форме без ущерба для полного понимания; структурно-логический анализ и построение структурно-логической схемы учебной информации; расположение учебного материала с учетом логики формирования учебных понятий; подбор опорных сигналов (ключевых слов, символов, фрагментов схем) и их кодировка; поиск внутренних логических взаимосвязей по предмету и межпредметных связей с другими дисциплинами; компоновка материала в модули, блоки в зависимости от выбранной образовательной модели; разработка дизайна, определение средств выделения ключевой информации; подбор изображений, графических объектов для визуализированного описания содержания учебного материала; добавление анимации, использование метода поэтапного открывания для концентрации внимания, а также прочих средств информационных технологий, совершенствующих образовательный процесс; разработка интерактивных приложений, например, флеш-роликов или видеороликов, демонстрирующих какой-либо процесс, явление или работоспособность объекта исследования.

53

Секция 2 Примеры отдельных страниц мультимедийного образовательного ресурса по дисциплине «Компьютерные технологии в приборостроении» представлены на рисунках 1-3.

Рис. 1. Вид главного окна

Рис. 2. Примеры отдельных страниц лекций-презентаций

54

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 3. Примеры отдельных кадров флеш-ролика, демонстрирующего работу спутникового Интернета

Таким образом, процесс создания мультимедийного образовательного ресурса для обучения по дисциплине – весьма трудоѐмкое занятие, подчиняющееся определѐнным правилам, но при этом обучение с использованием подобных средств создает условия для эффективного проявления фундаментальных закономерностей мышления, способствует более успешному восприятию и запоминанию учебного материала, позволяет активизировать умственную деятельность, глубже проникать в сущность изучаемых явлений, обеспечивает единство развития студентов с техническим и вербальным мышлением. Зюзев А.М., Нестеров К.Е. Ziuzev A.M., Nesterov K.E. ПРОГРАММЫ-ИМИТАТОРЫ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ СПУ DEVICE PROGRAMS-IMITATORS FOR LABORATORY WORK [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Рассматриваются компьютерные программы-имитаторы устройств электроавтоматики станков, управляемых контроллерами серии Simatic S7200. Computer programs-imitators of the tool automation devices controlled by Simatic S7-200 series PLC are under consideration. Курс «Системы программного управления», читаемый на кафедре «Электропривод и автоматизация промышленных установок», включает в себя большой объѐм лабораторных работ. Часть этих работ посвящена изуче55

Секция 2 нию современных методов программирования логических контроллеров [1]. Для проведения данных работ используются стенды, выполненные на основе программируемых логических контроллеров (ПЛК) Simatic S7-224 фирмы Siemens. Входы ПЛК подключены к кнопкам и тумблерам, вынесенным на переднюю панель стенда, а выходы – к светодиодным индикаторам, также установленным на передней панели. Для программирования контроллера используется персональный компьютер с установленной системой Step 7 – MicroWIN, подключенный к ПЛК. С целью повышения интереса студентов к лабораторным работам стенды выполнены не в виде абстрактных линеек переключателей и индикаторов, а как макеты реальных устройств: токарного станка, механизма смены инструмента и участка механообработки. Внешний вид панели стенда токарного станка показан на рис. 1. Стенд токарного станка позволяет имитировать работу четырѐх устройств: коробки скоростей, электромеханического патрона, ограждения и револьверной головки – соответственно на данном стенде предлагается решить четыре отдельных задачи. Например, при решении задачи по автоматизации работы коробки скоростей требуется составить управляющую программу, работающую следующим образом. При подаче на ПЛК команды включения первой ступени (включение тумблера I0.0), контроллер должен включить электромагнитную муфту первой ступени, что на стенде имитируется зажиганием индикатора Q1.0. Подтверждение включения ступени производится студентом при помощи тумблера I1.4. Кроме того, контроллер должен сформировать сигнал готовности, который служит индикацией отработки заданной команды. Таким образом, стенды позволяют имитировать работу различных устройств, при этом за правильность имитации отвечает сам студент, что требует от него знания точного алгоритма работы всех устройств, имитируемых стендом (4 – 6 шт. в зависимости от стенда). Кроме того, определѐнную сложность представляет и проверка правильности работы созданных студентами программ, так как преподавателю необходимо контролировать алгоритмы работы множества устройств на всех стендах.

56

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 1. Внешний вид стенда токарного станка.

Для решения обозначенных проблем в системе программирования Delphi созданы программы-имитаторы, позволяющие значительно упростить процесс отладки и проверки задач, решаемых на стендах. Основное окно программы-имитатора токарного станка показано на рис. 2. Программы-имитаторы построены по следующему принципу: в основном окне предлагается выбрать номер решаемой задачи. После нажатия кнопки «Старт» открывается окно с изображением выбранного устройства и элементом выбора режима работы программы (см. рис. 3): «наладка» или «приѐмка». Режим «наладка» предназначен для тестирования/отладки программ, загружаемых в ПЛК. Режим «приѐмка» позволяет провести полную проверку работы программы, загруженной в ПЛК. Состояние устройства отображается графически и в информационной строке.

Рис. 2. Основное окно программы-имитатора токарного станка.

57

Секция 2

Рис. 3. Окно имитации работы коробки скоростей.

Работа программ-имитаторов основана на анализе состояний входов и выходов контроллера. Связь программ с ПЛК организована с использованием функций динамически подключаемой библиотеки AGLink. Использование программ-имитаторов позволяет не только ускорить процесс отладки управляющих программ ПЛК, но и значительно упростить проверку их правильности. Электроавтоматика станков с ЧПУ // Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Системы программного управления» для студентов всех форм обучения специальности 140604 – Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. 24 с. Кокорин А.Ф., Ушаков М.В. Kokorin A.F., Ushакоv M.V. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ В УЧЕБНОМ ЛАБОРАТОРНОМ ПРАКТИКУМЕ. INSTRUMENTATION COMPLEX FOR STUDYING OF ELECTRONIC CIRCUITS IN EDUCATIONAL LABORATORY PRACTICAL WORK [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Рассматриваются вопросы построения программно-аппаратного измерительного комплекса по учебному курсу «Основы электроники». Комплекс предназначен для формирования, контроля и коррекции знаний, умений

58

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 и навыков путем их активного применения в различных ситуациях. Комплекс рассчитан на использование при дистанционном образовании и в самостоятельной работе студентов. Обеспечивает повышение эффективности обучения, благодаря активизации и индивидуализации работы студентов Questions of construction of program-hardware instrumentation complex on educational course are considered: Bases of electronics. Complex is destined for formation, control and correction of knowledge, skills and skills way of them active application in various situations. Complex is calculated on use at remote education and in independent work of students. Ensures the increase to efficiency of training due to activization and individualization of work of students При организации практических лабораторных работ в системе дистанционного обучения встает вопрос обеспечения каждого учащегося набором стендов и комплектом измерительного электронного оборудования. Наибольшие трудности вызывает обеспечение измерительным оборудованием. В работе реализацию лабораторного исследования реальных электронных схем предложено проводить на базе использования аппаратных и программных возможностей ПЭВМ. В настоящее время все чаще используются цифровые технологии, обеспечивающие интеграцию учебных и производственных процессов с персональным компьютером. К таким технологиям относится измерительный комплекс для изучения электронных схем, предназначенный как для обучения студентов основам электроники с применением реальных электронных схем в качестве стендов и персонального компьютера в качестве универсального измерительного комплекса, так и для экспериментального исследования процессов в электронных схемах низко- и среднечастотного диапазонов работы. Основные особенности данной разработки при использовании для исследования электронных схем: комплекс является полностью сопряженным с персональным компьютером (ПК выступает в качестве осциллографа, анализатора спектра, генератора сигналов и блока питания), следовательно, не требуется дорогостоящих электронных приборов, несмотря на высокую степень интегрированности с ПК, комплекс взаимодействует с реальными электронными схемами, а не с эмуляторами электронных схем, высокая степень модульности электронных схем, что позволяет создать и исследовать сколь угодно сложные электронные схемы, выполнять различные преобразования входного сигнала (фильтровать, усиливать, выпрямлять и т.д.) простота и безопасность использования комплекса (для подключения комплекса к ПК потребуется наличие лишь звуковой карты и всего одного USB-порта, следовательно, максимальное напряжение ), невысокая стоимость комплекса.

59

Секция 2 В предложенном варианте лабораторного комплекса, в качестве генератора сигналов и осциллографа используется звуковая карта персонального компьютера. Питание электронных схем стендов обеспечивается от USBпорта персонального компьютера. Это обеспечивает удобство, дешевизну и безопасность предложенного лабораторного комплекса. Структурная схема комплекса представлена на рис. 1.

Рис. 1. Для реализации измерительного комплекса требуется:

разработать и собрать электронные схемы, которые требуется исследовать, электронные схемы должны иметь высокую степень модульности и каскадируемости, разработать и собрать схему, предназначенную для защиты входных цепей звуковой карты от высокого (по отношению к звуковой карте) напряжения, разработать методики для исследования электронных схем, разработать программное обеспечение, обладающее полной функциональностью для работы со звуковой картой (анализатор спектра, осциллограф и генератор сигналов), обладающее удобным и простым интерфейсом. Примеры одной из версий реализации стендов со схемами для лабораторных исследований представлены на рис.2.

60

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 2.

В настоящее время на кафедре экспериментальной физики УГТУ-УПИ накоплен положительный опыт по реализации отдельных частей предлагаемого комплекса и показана принципиальная возможность реализации данного проекта в полном объѐме. Кондратьев В.И. ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС НА КАФЕДРЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В связи с требованием времени в УГТУ-УПИ им. Б. Н. Ельцина на кафедре “Информационные технологии и автоматизация проектирования” ведутся работы, связанные с внедрением информационных технологий в учебный процесс. Эти работы также охватывают другие подразделения института, с которыми кафедра сотрудничает в области преподавания и разработки учебно-методических материалов, так кафедрой ведутся совместные научнометодические разработки совместно с подразделениями архитектурнохудожественной академии, где работники кафедры ведут предметы по информационным технологиям. Работа ведется в нескольких направлениях. При этом имеются определенные результаты и приходится сталкиваться с некоторыми трудностями. Первое направление связано с разработкой электронных вариантов методических пособий. Для решения этой задачи в УГТУ-УПИ имеется отдел электронных изданий. Кафедра опубликовала несколько методических пособий. Но существующие лимиты не отражают потребности в публикациях и 61

Секция 2 никак не связаны с числом читаемых дисциплин. Представляется необходимым провести оценку в потребностях услуг этого вида и установить обоснованные лимиты. Вторая трудность связана с проблемами подключения к Интернету, так как во многих аудиториях отсутствует такая возможность. Второе направление работы связано с созданием и использованием обучающих фильмов как с использованием телевидения,так и ЭВМ. На кафедре создано и ведутся работы по созданию и распространению фильмов, связанных с тематикой работы кафедры. Студенты имеют возможность скопировать нужный фильм и в домашних условиях просматривать его. Третье направление работы кафедры ориентировано на разработку обучающих и контролирующих систем. На кафедре создаются системы, которые в режиме диалога позволяют обучать студентов по различным предметам. Системы имеют возможность генерировать различные варианты заданий и контролировать и оценивать правильность их выполнения. Четвертое направление применения информационных технологий связано с разработкой электронных учебников. Дело в том, что в библиотеках института имеется большое количество технической литературы, которая не ориентирована на применение информационных технологий для решения, конструкторских технологических и научных задач. Поэтому на кафедре ведутся работы по разработке электронных вариантов лекций, где темы, излагаемые в литературе, представляются в вариантах с применением информационных технологий. Так иллюстрации конструкций представляются в виде пространственных реалистичных моделей с применением средств анимации, производящих сборку и разборку изделий. Решение математических задач представляется с применением таких пакетов, как MATLAB и MATCAD. Пятое направление деятельности по внедрению информационных технологий в учебный процесс ориентировано на создание и использование учебных вариантов отраслевых систем автоматизированного проектирования, разрабатываемых кафедрой в рамках хоздоговорной тематики. Следует отметить, что во всех направлениях внедрения информационных технологий в учебный процесс принимают участие студенты в рамках студенческих научно-исследовательских работ и дипломного проектирования. Например, имеются варианты дипломных проектов по разработке тем электронных учебников по теории обработки металлов, по созданию обучающей программы по СУБД ORACLE для одного из предприятий и др. Следует отметить, что одной из трудностей внедрения в учебный процесс информационных технологий является недостаточная оснащенность техническими и программными средствами многих лабораторий.

62

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Ларионова М.А. Larionova M.A. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕРАКТИВНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ НА УРОКАХ ИНФОРМАТИКИ USING INTERACTIVE LEARNING TOOLS ON THE LESSONS OF INFORMATICS [email protected] МОУ "Гимназия № 42" г. Барнаул Данная статья посвящена основным вопросам применения интерактивных средств обучения на уроках информатики в процессе обучения школьников, рассмотрены модели обучения и их особенности. Обозначена актуальность применения интерактивных досок в процессе обучения. This article deals with basic issues of interactive learning tools on the lessons of informatics in the process of teaching students are considered learning models and their features. The author designates the relevance of interactive whiteboards in the learning process. Современный образовательный процесс становится более оснащенным интерактивными и мультимедийными средствами обучения. Использование интерактивных форм обучения в образовательном процессе повысит его эффективность, открывая для педагогов новые горизонты и обеспечивая возможность адаптации процесса образования к специфическим особенностям отдельных индивидуумов. Интерактивное образование на базе достижений в технологии телекоммуникаций и телевещания позволит существенно улучшить использование имеющихся источников учебного материала, значительно уменьшить расходы на перестройку инфраструктуры и обеспечить ее эффективное использование в процессе обучения. В педагогике различают несколько моделей обучения: 1. пассивная – ученик выступает в роли «объекта» обучения (слушает и смотрит); 2. активная – ученик выступает «субъектом» обучения (самостоятельная работа, творческие задания); 3. интерактивная – inter (взаимный), act (действовать). Процесс обучения осуществляется в условиях постоянного, активного взаимодействия всех учащихся. Ученик и учитель являются равноправными субъектами обучения. Использование интерактивной модели обучения предусматривают моделирование жизненных ситуаций, использование ролевых игр, совместное решение проблем. Исключается доминирование какого-либо участника учебного процесса или какой-либо идеи. Это учит гуманному, демократическому подходу к модели. Интерактивные технологии активно входят в жизнь российских учителей, превращая традиционный урок, например, в урок-путешествие, путем

63

Секция 2 создания различных объектов своими руками. Они помогают каждому учащемуся максимально развить свой творческий потенциал, стать более открытым, успешным в учебе и работе. Технологий интерактивного обучения существует огромное количество. Каждый учитель может самостоятельно придумать новые формы работы с классом. Часто используют на уроках работу в парах, когда ученики учатся задавать друг другу вопросы и отвечать на них. Технология «Аквариум» заключается в том, что несколько учеников разыгрывают ситуацию в круге, а остальные наблюдают и анализируют. «Броуновское движение» предполагает движение учеников по всему классу с целью сбора информации по предложенной теме. С точки зрения степени интерактивности взаимодействия можно рассматривать следующие уровни: неинтерактивное взаимодействие, когда посылаемое сообщение не связано с предыдущими сообщениями; реактивное взаимодействие, когда сообщение связано только с одним немедленно предыдущим сообщением; диалоговое (интерактивное) взаимодействие, когда сообщение связано с множеством предыдущих сообщений и с отношениями между ними. Выделяют типы интерактивного общения: взаимодействие учащегося с объектом, взаимодействие учащегося и учителя и взаимодействие между учащимися. Один из важных путей развития интерактивности обучающей среды связан с применением телекоммуникационной сети. Развиваемые в этом направлении инструментальные средства и прикладные программы должны поддерживать интерактивную и групповую работу и дистанционный доступ к обучающим материалам и помощи. Важная характеристика интерактивного образования, которая также свойственна сфере образования в целом – это осознание преимуществ разделения труда в процессе обучения. В связи с быстрым распространением телекоммуникаций в сфере образования принцип специализации обучения и использование мультимедиа должны шире применяться во всех трех типах интерактивности, описанных выше. Преподавателям необходимо так организовывать учебные программы, чтобы обеспечить максимальную эффективность каждого типа взаимодействия и добиться того, чтобы эти программы соответствовали тому типу взаимодействия, который наилучшим образом подходит для образовательных процессов разных предметов. Без интерактивных технологий сегодня невозможно представить современный образовательный процесс. Одним из наиболее наглядных и эффективных инструментов интерактивного взаимодействия являются электронные интерактивные доски. Интерактивные доски отличаются рядом существенных для использования именно в образовании преимуществ. Удобное, полностью русифицированное программное обеспечение легко освоят даже самые консервативные преподаватели. Применение инфракрасной и ультразвуковой технологии 64

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 позволяет делать поверхность достаточно прочной и долговечной для интенсивной работы в учебных заведениях. Работая на доске электронным маркером как мышью, преподаватель может быстро и наглядно показать тот или иной прием работы с программой сразу всему классу, а не объяснять то же самое каждому у его компьютера. Когда преподаватель в центре внимания, все видят его действия и сам он обращен к классу, объяснение доходит гораздо лучше, чем когда он сидит за своим компьютером, а ученики пытаются уследить за мельканием курсора мыши на экране. Использование интерактивной доски позволяет показывать слайды и видео, делать пометки, рисовать и чертить различные схемы, как на обычной школьной доске. Возможности интерактивных досок позволяют в реальном времени наносить на проецируемое изображение пометки, вносить любые изменения и сохранять их в виде компьютерных файлов для дальнейшего редактирования, печати на принтере, рассылки по факсу или электронной почте. Интерактивные панели – интерактивный монитор, установленный на рабочем месте преподавателя, позволяет ему управлять демонстрацией визуальных материалов прямо со своего места, делать пометки поверх изображения. Беспроводной планшет – легкий беспроводной планшет с электронным пером предоставляет возможность свободно перемещаться по аудитории и с любого места получать доступ ко всем функциям программного обеспечения Hitachi, позволяя управлять демонстрацией визуальных материалов и снабжать их пометками. Мультимедиа – это представление объектов и процессов не традиционным текстовым описанием, но с помощью фото, видео, графики, анимации, звука, то есть во всех известных сегодня формах. Мультимедийные уроки помогают решить следующие дидактические задачи: усвоить базовые знания по предмету; систематизировать усвоенные знания; сформировать навыки самоконтроля; сформировать мотивацию к учению в целом и к информатике в частности.· Учеников привлекает новизна проведения мультимедийных уроков. В классе во время таких уроков создаѐтся обстановка реального общения, при которой ученики стремятся выразить мысли «своими словами», они с желанием выполняют задания, проявляют интерес к изучаемому материалу, у учеников пропадает страх перед компьютером. Учащиеся учатся самостоятельно работать с учебной, справочной и другой литературой по предмету. У учеников появляется заинтересованность в получении более высокого результата, готовность и желание выполнять дополнительные задания. При выполнении практических действий проявляется самоконтроль.

65

Секция 2 Самое важное в процессе обучения – это живое взаимодействие учителя и ученика, постоянный обмен информацией между ними. Поэтому неотъемлемый атрибут любого учебного класса – школьная доска. Доска – это не просто кусок поверхности, а поле информационного обмена между учителем и учеником. Лучшее, что существует из технических средств обучения для взаимодействия учителя с классом, – это интерактивные доски. В них объединяются проекционные технологии с сенсорным устройством, поэтому такая доска не просто отображает то, что происходит на компьютере, а позволяет управлять процессом презентации, вносить поправки и коррективы, делать цветом пометки и комментарии, сохранять материалы урока для дальнейшего использования и редактирования. В сфере образования интерактивные доски дают возможность преподавателю работать с электронной картой, схемой, рисунком, картиной. Возможность передачи данных по сети Internet делает электронную интерактивную доску великолепным инструментом для дистанционного обучения. Возможность сохранять нанесенные изображения в виде файла и обмениваться ими по каналам связи делает интерактивные доски удачным решением для оборудования ситуационных и кризисных центров. Другой широкий сектор применения интерактивных досок - деловые презентации, совещания и семинары. Помимо работы со стандартной деловой графикой, эти средства идеально подходят для демонстрации широкой аудитории программного обеспечения или Интернет-сайта. В этом случае докладчик жестко не «привязан» к компьютеру, мыши и клавиатуре, поэтому выступление становится более живым и ориентированным на слушателей. Лебедев В.Э. Lebedev V. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ СЕТИ ИНТЕРНЕТ В ВУЗОВСКОМ КУРСЕ “ОТЕЧЕСТВЕННАЯ ИСТОРИЯ” USE OF INFORMATION RESOURCES OF THE NETWORK THE INTERNET IN THE HIGH SCHOOL COURSE "RUSSIAN HISTORY" Lebedev_Viktor54@ mail.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье представлена характеристика ресурсов сети Интернет по дисциплине “Отечественная история” в соответствии с государственным образовательным стандартом по ней. In article the characteristic of resources of a network the Internet on discipline "Russian history" according to the state educational standard on it is presented. Современный этап образования связан с широким использованием современных информационно-коммуникационных технологий и возможностей, 66

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 предоставляемых глобальной сетью Интернет. Поэтому информатизация сферы образования и общества в целом является одной из приоритетных задач. В настоящее время имеется уже большое количество материалов, адресованных преподавателям и студентам, при этом число сайтов, содержащих образовательные ресурсы, постоянно растет. Наиболее яркими примерами информационных ресурсов, представленных в Интернете, могут служить: веб-сайты, посвященные отдельным сферам образования, предметной области, уровню обучения, образовательным ресурсам и т.п.; веб-сайты – информационные представительства учебных заведений, образовательных организаций, издательств, производителей компьютерных средств обучения и др.; электронные рассылки по проблемам образования; информационные и справочные порталы; ресурсы электронных библиотек и специализированных баз данных. Четкую границу между веб-сайтами и порталами провести достаточно сложно. Порталом называют комплекс узлов, подключенных к Интернет по высокоскоростным каналам. Этот комплекс обладает развитым пользовательским интерфейсом и предоставляет единый с концептуальной и содержательной точки зрения доступ к широкому спектру информационных ресурсов и услуг, ориентированных на определенную аудиторию. Веб-сайт же обычно определяют более широко – как информацию, оформленную определенным образом (в протоколе http) и доступную всем пользователям сети Интернет. С точки зрения пользователя, порталы и веб-сайты отличаются друг от друга по таким параметрам, как количество и разнообразие предоставляемых ресурсов и услуг. Порталы объединяют огромное количество ресурсов разного формата – электронные книги, статьи, словари, справочные материалы, базы данных, аудио- и видеофайлы, форумы для обсуждения определенных проблем и т.д. Кроме того, порталы предоставляют пользователям такие возможности, как тематический поиск по веб-сайтам, посвященным сходным проблемам, консультации специалистов в определенной области и т.д. [2, 811]. Для повышения доступности информационно-образовательных ресурсов в 2006 г. Министерством образования и науки Российской Федерации был создан портал “Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов” – ФЦИОР (http://fcior.edu.ru/). Данный портал обеспечивает доступность и эффективность использования электронных образовательных ресурсов для всех уровней и объектов системы образования РФ и является окном доступа к центральному хранилищу электронных образовательных ресурсов (ЭОР), обеспечивающего хранение 6 типов ЭОР: электронные учебные модули Открытых Мультимедиа Систем (ОМС); электронные учебные модули Виртуальных Коллективных Сред (ВКС); ЭОР на локальных носителях; текстографические сетевые ЭОР;

67

Секция 2 ЭОР на базе flash-технологий; ЭОР на базе java-технологий. Несмотря на различные характеристики, все ЭОР описываются с помощью единой информационной модели метаданных, основанной на стандарте LOM. Единая модель описания ЭОР позволяет использовать единые механизмы для организации их хранения и доступа к ним. Доступ к ЭОР организуется через раздел “каталог” ЭОР и средства “поиска”. Раздел “помощь” содержит разнообразную справочную и методическую информацию для пользователей и разработчиков ЭОР. Раздел “поддержка” содержит необходимые программы для работы с ЭОР, тематические форумы и многие другие средства, реализующие эффективную обратную связь с пользователями ЭОР. Составной частью федерального образовательного портала является портал “Российское образование”, который содержит информацию, структурированную по различным дисциплинам. В частности, в нем имеются специальные разделы “Отечественная история с древнейших времен до XX века” и “Отечественная история XX века”. В этих разделах материал располагается с учетом: специфики состава аудитории – абитуриент, исследователь, преподаватель, студент; уровня образования – общее, профессиональное, среднее, высшее, послевузовское; дополнительное, переподготовка и повышение квалификации; типа ресурса – учебные материалы, учебно-методические материалы, справочные материалы, иллюстративные и демонстрационные материалы, дополнительные информационные материалы, нормативные документы, научные материалы, электронные периодические издания, электронные библиотеки, образовательные сайты, программные продукты. При обращении к порталу ФЦИОР в процессе изучения дисциплины “Отечественная история” целесообразно также воспользоваться содержащимися в нем ссылками на: каталог учебников, оборудования, электронных ресурсов для общего образования (http://ndce.edu.ru/); единую коллекцию цифровых образовательных ресурсов (http://schoolcollection.edu.ru/); российский общеобразовательный портал (http://school.edu.ru/); портал “Единое окно доступа к образовательным ресурсам” – ИС “Единое окно” (http://window.edu.ru/). Для расширения информационного пространства при изучении вузовского курса “Отечественная история” полезно обращение к информационной системе “Единое окно доступа к образовательным ресурсам”, потому что она обеспечивает свободный доступ к интегральному каталогу образовательных Интернет-ресурсов, к электронной библиотеке учебно-методических мате-

68

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 риалов для общего и профессионального образования и к ресурсам системы федеральных образовательных порталов. Эта система создана по заказу Федерального агентства по образованию в 2005-2007 гг. ИС “Единое окно” создана на технологической платформе Oracle 10g Application Server. Она является уникальным образовательным проектом в русскоязычном Интернете и объединяет в единое информационное пространство электронные ресурсы свободного доступа для всех уровней образования в России. В разделе “библиотека” представлены учебно-методические материалы, разработанные и накопленные в системе федеральных образовательных порталов, а также изданные в университетах и вузах России. Более половины учебно-методических материалов разработаны и переданы в ”библиотеку” ведущими университетами и вузами России, а также издательствами, отдельными преподавателями и авторами. Благодаря созданию “библиотеки” является доступным для всех участников процесса обучения огромное количество учебных и методических материалов, в том числе ранее не оцифрованных. Материалы представлены в формате PDF, DJVU и HTML. Преподавателями кафедры истории России УГТУ-УПИ разработаны и созданы электронные информационно-образовательные учебные курсы для преподавателей высшей школы и студентов по дисциплине “Отечественная история”. Данные курсы размещены на портале информационнообразовательных ресурсов УГТУ-УПИ. Портал содержит учебнометодические ресурсы, используемые в образовательном процессе всех форм обучения. Основными функциями портала является накопление, хранение и систематизация электронных образовательных ресурсов, а также обеспечение к ним доступа участников учебного процесса. Доступ к электронным каталогам и описаниям находящихся в нем ресурсов является свободным. Но в ряде случаев по решению автора доступ к содержимому ресурса может быть закрыт паролем. Электронные ресурсы информационно-образовательного портала УГТУ-УПИ по дисциплине “Отечественная история” содержат: рабочие программы дисциплины; конспекты лекций; слайд-лекции; мультимедийное сопровождение курса лекций; учебные пособия для практических занятий, задания для самостоятельной работы; созданные с помощью инструментальных программных средств тестовые задания для проведения входного и текущего контроля знаний; тестовые задания для самостоятельной работы студентов и самоконтроля; дополнительные материалы, ссылки на другие ресурсы, литературу, справочные данные для более глубокого изучения дисциплины [3, 21].

69

Секция 2 В целом освоение историками информационных ресурсов Интернета началось не так давно [1, 279]. Сегодня оно характеризуется количественным ростом разнородных ресурсов, вовлечением в процесс создания ресурсов историков-профессионалов, теоретическим осмыслением проблем, возникающих в связи с этим процессом. Однако практическое использование информационных ресурсов Интернета в учебном процессе осложняется недостаточной разработанностью проблем источниковедческого анализа электронных документов, отсутствием разработанной системы представления размещаемых в сети Интернет исторических ресурсов и их источниковедческого описания [4, 98-102]. Таким образом, предложенные ресурсы сети Интернет позволят студентам, обучающимся по дистанционной технологии, и студентам, обучающимся по очной и заочной форме, в часы самостоятельной работы в компьютерных классах освоить конкретно-исторический материал и основные дидактические единицы, предусмотренные государственным образовательным стандартом и учебной программой по дисциплине “Отечественная история”. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Владимиров В.Н. Интернет для историка: и все-таки новая парадигма // Круг идей: историческая информатика в информационном обществе. – М., 2001. 2. Лебедев В.Э. Образовательный электронный ресурс по дисциплине “Отечественная история” // Информационные системы и технологии в социально-экономических и правовых процессах. Материалы международной научно-практической интернет-конференции. – Ставрополь, 2008. 3. Лебедев В.Э. Опыт использования электронного образовательного ресурса по дисциплине “Отечественная история” // Дистанционное и виртуальное обучение. Научный журнал. 2009. № 8. 4. Лукиных Т. Н., Можаева Г.В., Рожнева Ж.А. Ресурсы сети Интернет: к проблеме источниковедческого описания // Педагогические аспекты исторической информатики: Выпуск 3: Информационное обеспечение исторического образования. Сб. статей. – Минск-Гродно, 2003.

70

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Левченков С.И. Levchenkov S.I. ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК ИСТОРИИ И МЕТОДОЛОГИИ ХИМИИ НА САЙТЕ КАФЕДРЫ ФИЗХИМИИ ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА TEXTBOOK OF HYSTORY OF CHEMISTRY ON THE WEB SITE OF PHYSICAL AND COLLOID CHEMISTRY DEPARTMENT OF THE SOUTHERN FEDERAL UNIVERSITY [email protected] Южный научный центр РАН г. Ростов-на-Дону Рассмотрен опыт создания электронного учебника по истории и методологии химии на сайте кафедры физхимии ЮФУ. Обсуждены посещаемость учебника, его место в системе химических образовательных ресурсов Рунета, а также роль в процессе обучения на химическом факультете ЮФУ. Experience of development of electronic textbook on history of chemistry on the Department’s web site is considered. Popularity of the resource, its place among the Russian educational resources, role in the educational process at Chemistry Faculty of the Southern Federal University are discussed. Южный федеральный университет, по мнению автора, должен быть представлен в Интернете не только официальными сайтами, предоставляющими информацию общего характера, но прежде всего качественными тематическими образовательными ресурсами. Сайт кафедры физической и коллоидной химии ЮФУ (physchem.chimfak.rsu.ru), на котором размещены учебные материалы по всем курсам, ведущимся на кафедре, создан в 2004 г. Веб-ресурс уже стал неотъемлемой частью учебного процесса, наряду с традиционными учебными и методическими пособиями, конспектами лекций. Наиболее посещаемым разделом сайта (свыше 250 000 просмотров за 11 месяцев 2009 г.) является электронный учебник по курсу «История и методология химии», предназначенный для студентов и аспирантов химического факультета. Физколлоидная химия для биологов – 26% История химии – 39% Физическая химия – 7% Прочие учебные материалы – 18% Другие разделы сайта – 10% Рисунок. Посещаемость разделов сайта в 2009 г.

В основу электронного учебника положен текст учебного пособия «Краткий очерк истории химии», в котором дано максимально сжатое изложение курса. В электронном варианте отсутствие ограничений по объѐму по71

Секция 2 зволило существенно дополнить материал. В частности, добавлены биографии почти всех встречающихся в учебнике персоналий – около 500 страниц. Пользователю доступны также и многочисленные приложения и дополнения: хронология событий и открытий в химии, сведения об авторах и времени открытия химических элементов, о Нобелевских премиях по химии и физике, фрагменты алхимических трактатов и оригинальных научных работ. Естественно, имеются список рекомендуемой литературы, программа курса, именной указатель, ссылки на другие тематические интернет-ресурсы. Посетители сайта могут ознакомиться с демонстрируемыми при чтении лекционного курса презентациями; им также предоставлена возможность проверить свои знания с помощью тестов. Объѐм учебника составляет свыше 900 вебстраниц; учебник имеет простую и удобную навигацию посредством гипертекстовых ссылок. В целях обеспечения быстроты загрузки страниц и экономии трафика оформление учебника сделано максимально простым. Основной текст учебника разбит на несколько достаточно больших отрывков, поскольку, по мнению автора, это удобнее как для чтения с экрана, так и для распечатки вебстраниц, практикуемой многими студентами. Электронный учебник в той или иной степени используется большинством студентов, изучающих курс «История и методология химии». Доступность и удобство использования информации оказывает также стимулирующее воздействие на использование учащимися компьютеров и сетевого доступа. Благодаря этому, студенты получают и совершенствуют навыки использования в учебном процессе информационных технологий, что является неотъемлемой частью культуры образования в современном обществе. Поскольку в Интернете не имеется аналогичных по масштабу русскоязычных ресурсов по истории химии, размещение электронного учебника на сайте кафедры существенно повышает его посещаемость и индекс цитирования. Большинство посетителей приходит на страницы образовательных сайтов через поисковые системы по запросам, направленным на получение конкретной информации по соответствующему разделу знания. Наличие на сайте кафедры оригинальных полнотекстовых материалов обеспечивает по тематическим запросам весьма высокие позиции сайта во всех поисковых системах. На наш взгляд, то обстоятельство, что пользователь Интернета находит необходимую ему информацию именно на одном из сайтов нашего университета, вносит свой вклад в формирование положительного имиджа ЮФУ как одного из главных образовательных центров России. Левченков С.И. Краткий очерк истории химии. – Ростов н/Д: Изд-во Рост. унта, 2006. 112 с.

72

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Локтев В.И., Синельщикова О.Н. Loktev V.I., Sinelschikova O.N. МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ MULTIVARIANT TASKS FOR STUDENT UNRESTRICTED WORK [email protected] Астраханский инженерно-строительный институт г. Астрахань Для организации самостоятельной работы студентам обычно предлагаются домашние задания, типовые расчетно-графические или другие работы. При этом число вариантов является ограниченным. На примере заданий по разделу «Статика» курса теоретической механики показано, как с помощью компьютерной интегрированной среды Mathcad можно варьировать сложность заданий, сформировать любое число вариантов и получить ответы для экспертной проверки преподавателем. Usually student unrestricted work consists of home tasks, typical calculated and graphical work and other types of work. However the number of variants is limited. The pattern of tasks for part “Statics” from the theoretical mechanics course shows the possibility with the help of Mathcad program to vary tasks complexity, form any number of variants and get answers for expert teacher checking. Теоретическая механика как наука и как учебная дисциплина предназначена и не мыслится без решения практических задач. Не зря создателю классической механики великому Исааку Ньютону приписывается известное изречение: «В механике примеры учат не меньше, чем правила». Долгое время, почти до 20-х годов прошлого века, не было хороших задачников по теоретической механике для организации практических занятий и самостоятельной работы студентов. Лишь в 1925 году был издан «Сборник задач по теоретической механике» Н.Н. Бухгольца, который выдержал не одно издание и до сих пор остается одним из лучших. Примерно в то же время переиздается и получает широкое распространение «Сборник задач по теоретической механике» И.В. Мещерского, который с момента его появления в 1914 году как пособия для преподавания механики в Петербургском политехническом институте выдержал больше 35 изданий. В 50-е - 60-е годы появляются сборники и пособия по решению задач теоретической механики И.Н. Веселовского (1955), М.И. Бать (1961), Т.Б. Айзенберг (1965), Н.А. Бражниченко (1967) и других авторов. Вопрос о выборе учебных задач для организации семинарских занятий по теоретической механике к тому времени практически был решен. Вскоре стало ясно, что только такими, учебными задачами обойтись нельзя. В вузах стали разрабатываться и внедряться практические задачи других видов – демонстрационные, исследовательские, индивидуальные, типовые, тестовые.

73

Секция 2 Учебные планы и графики учебного процесса всех специальностей всѐ больше ориентировали кафедры на организацию самостоятельной работы студентов. Здесь свою роль сыграли практически ежегодно переиздававшиеся до середины 80-х годов «Методические указания и контрольные работы» для студентов-заочников разных групп специальностей под редакцией СМ. Тарга [4], а также впервые изданный в 1968 году и переиздающийся до сих пор «Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике» под редакцией А.А. Яблонского [3]. С тех пор именно этот «Сборник заданий» рекомендуется для выдачи студентам домашних расчетно-графических заданий (РГР) и организации их самостоятельной работы [6, с. 112]. Однако число заданий (15-30) во всех этих печатных изданиях и число вариантов (30-100) по каждому заданию ограничено. Поэтому многие вузы стали разрабатывать свои задания для организации самостоятельной работы студентов. Одной из основательных разработок коллектива кафедры теоретической механики бывшего тогда Астраханского технического института рыбной промышленности и хозяйства (ныне АГТУ) стали «Учебные задания по теоретической механике» под редакцией В.Д. Малянова и С.М. Филипповского в пяти частях [5]. В них содержатся задачи в рамках домашних расчетно-графических работ, предусмотренных графиками учебного процесса, по 29 темам, в каждой теме содержится 30 вариантов заданий. Но и этого набора заданий для правильной организации самостоятельной домашней работы студентов даже в пределах одного потока недостаточно, задания и варианты заданий повторяются в данном потоке и из года в год. Автор программы «Многовариантные задания для самостоятельной работы студентов по разделу «Статика» курса теоретической механики» [2] поставил перед собой цель с помощью компьютерных средств и имеющихся или специально созданных компьютерных программ добиться того, чтобы число неповторяющихся вариантов задач и заданий различного вида было любым. При этом автором использовались возможности универсальной интегрированной среды MATHCAD [1]. Программа в рабочем варианте состоит из нескольких блоков. Блок 1. Задания по разделу «Статика» (выдаются студентам). Задания состоят из нескольких взаимосвязанных между собой задач, сформулированных преподавателем. При формировании заданий для студентов данной специальности можно варьировать набор задач для самостоятельного решения – упрощать, уменьшать или увеличивать число задач, усложнять, ставить другие задачи в рамках данной темы. Вместе с заданиями в этом же блоке студентам выдается как пример сформированная по исходным данным стержневая система – рама, нагруженная заданной системой сил, которые и будут предметом дальнейшего самостоятельного исследования студентом. Блок 2. Формирование вариантов исходных данных (для преподавателя). С помощью этого блока программы преподаватель формирует любое число вариантов исходных данных. Число стержней рамы можно задать лю-

74

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 бым. В задачах можно учитывать или не учитывать веса стержней. От этого зависит сложность поставленных для решения задач. Блок 3. Программа формирования случайных исходных данных. Этот блок программы составлен с помощью встроенных функций случайных чисел (Random Numbers) MATHCAD и разработанных автором шаблонов случайных чисел. При работе с программой этот блок находится в скрытой области. Блок 4. Случайные исходные данные (выдаются студентам и остаются у преподавателя). Блок является результатом работы преподавателя с блоком 2 и результатом работы блока 3 программы. Блок 5. Программа формирования ответов. Программа, находящаяся в скрытой области 2, формирует ответы на задачи со случайными исходными данными соответствующего варианта. Блок 6. Ответы для проверки (остаются у преподавателя). Блок является результатом работы блока 5 с набором исходных данных, сформированных в блоке 3 и выданных в блоке 4 программы. Компьютерная программа «Многовариантные задания для самостоятельной работы студентов по разделу «Статика» курса теоретической механики» 14 мая 2009 года зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатенте), выдано свидетельство № 2009612392 о государственной регистрации программы [2]. Многовариантные задания для самостоятельной работы студентов апробированы и в настоящее время активно используются в Астраханском инженерно-строительном институте и в Астраханском государственном техническом университете для организации самостоятельной работы студентов при изучении статики и других разделов курса теоретической механики. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Кудрявцев, Е.М. Mathcad 11. Полное руководство по русской версии / Е.М. Кудрявцев. – М.: ДМК Пресс, 2005. – 592 с. 2. Локтев В.И. Многовариантные задания для самостоятельной работы студентов по разделу «Статика» курса теоретической механики. Св-во о гос. peг. программы для ЭВМ № 2009612392, зарегистр. в Реестре 14.05.2009. 3. Сборник заданий для курсовых работ по теоретической механике: Учебное пособие для технических вузов (четвертое издание). Под ред. А.А. Яблонского – М.: Высшая школа, 1985. – 368 с. 4. Теоретическая механика. Методические указания и контрольные задания. Под редакцией С.М Тарга. // М.: Высшая школа, 1983. – 64 с. 5. Учебные задания по теоретической механике. Под редакцией В.Д. Малянова, С.М. Филипповского. В 5 ч. – Астрахань: изд-во «Волга», 1982. – Ч. 1 – 100 с., ч. 2 – 124 с., ч. 3 – 96 с., ч. 4 – 96 с., ч. 5 – 100 с. 6. Яблонский, А.А. Организация учебного процесса по курсу «Теоретическая механика». // Теоретическая механика во втузах. Сборник статей 75

Секция 2 под редакцией А.А. Яблонского. – М.: Высшая школа, 1971. – С. 103116, 338-350. Львовский Л.Я., Цылова Е.Г., Экгауз Е.Я. Lvovsky L.J., Tsilova E.G., Ekgaus E.J. ПОСТРОЕНИЕ КУРСА ИНФОРМАТИКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ С РАЗНОУРОВНЕВОЙ ПОДГОТОВКОЙ CONSTRUCTING THE COMPUTER SCIENCE COURSE, FOR THE GROUP OF STUDENTS WITH DIFFERENT LEVEL OF KNOWLEDGE [email protected] Пермский Государственный Технический университет г. Пермь В данной статье рассмотрена проблема, встающая перед каждым преподавателем, – как эффективно выдавать материал когда в группе находятся студенты с разным начальным уровнем. Автор статьи предлагает свои методы решения данной проблемы при чтении курса «Информатика». In the following article the author discusses the question that arises during everybody’s teaching career: what is the best way to effectively present material to the group that consists of students with different level of academic preparation. The author presents her methods of solving this problem while teaching the Computer Science course. В процессе обучения студентов первого курса вообще, а особенно таким предметам, как математика и информатика, в первую очередь возникает проблема выравнивания уровня знаний и умений у студентов, имеющих разную степень подготовки и разную степень восприимчивости нового материала. С одной стороны, многие студенты имеют домашние компьютеры, и начинать работу с изучения частей компьютера и простейших программ им не интересно, а услышав знакомое слово, студенты перестают слушать дальше. С другой стороны, во многих случаях имеющиеся у них знания поверхностны и отрывочны, то есть не систематизированы, поэтому начинать сразу же со сложных тем недопустимо. Для студентов же со слабой школьной подготовкой и не имеющих опыта работы на компьютере обучение информатике необходимо начинать с самых азов. Таким образом, преподаватели оказываются перед дилеммой: они либо вынуждены смириться с тем, что теряют часть аудитории (более сильную или более слабую), либо должны искать какие-то другие способы работы. Специфика курса «Информатика» позволяет непосредственно в его рамках создавать проектные работы, подготавливаемые сильными студентами, для использования при обучении менее подготовленных студентов. Достаточно удобным и перспективным, с этой точки зрения, вариантом, позволяющим отработать все программные элементы, включая необходимый теоретический материал, является создание электронных учебников в различных средах: MS Power Point, Front Page, Macromedia Flash MX (современное название Adobe Flash). Отметим, что если MS Power Point и Front Page являют76

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ся достаточно стандартными средствами для создания электронных учебников, то Macromedia Flash MX с этой целью упоминают редко. Macromedia Flash MX – одна из лучших программ, предназначенных для создания интерактивных фильмов (анимации), использующихся при создании WEB-сайтов и презентаций. Это приложение в настоящее время, безусловно, является востребованным и престижным у студентов. Опыт же работы с этой системой позволит легко перейти к освоению других компьютерных инструментов. В Macromedia Flash MX можно рисовать; импортировать векторную и растровую графику; преобразовывать импортированную растровую графику в векторную; работать с текстом; создавать и редактировать графические изображения и экспортировать их как в векторные, так и в растровые форматы; производить изменение формы, цвета и положения объекта (его частей) во времени и в пространстве; создавать элементы управления (кнопки, меню и пр.) для интерактивной анимации; озвучивать ролик и пользовательские события (движения мыши, нажатие кнопок и т. д.); использовать для создания интерактивной анимации язык программирования ActionScript; создавать библиотеки изображений, клипов, кнопок и ActionScript-сценариев и пользоваться ими; создавать формы для ввода данных пользователем; взаимодействовать с сервером, отсылая и получая информацию. Важной составляющей любой обучающей программы является тестовый контроль знаний. Рассмотрим работу программы Macromedia Flash MX 7.0 на примере создания теста из одного вопроса. Уточним задание: пусть сверху высвечивается вопрос, под ним – 4 варианта ответа. Для выбора правильного ответа нужно щелкнуть по той кнопке, ответ рядом с которой считается правильным. Система реагирует на щелчок и выдает сообщение, правилен ли выбранный ответ на вопрос. Например, требуется создать тест следующего вида: Компьютер это А. электрическое устройство В. электронное устройство С. механическое устройство D. логическое устройство

Рис. 1. Слои

77

Секция 2

Рис. 2. Установка меток

Для со здания такого теста потребуется 4 слоя (см. рисунок 1): слой «Верно» (на нем будет располагаться сообщение о правильном ответе), слой «Неверно» (на нем будет располагаться сообщение о неправильном ответе), слой «Вопрос» (на нем будет располагаться текстовая информация – содержание вопроса теста) и слой «Ответы» (на нем будут располагаться 4 кнопки (по числу вариантов ответа) и сами ответы). На слоях «Верно» и «Неверно» запишем слова «Верно» и «Неверно» соответственно и зададим для них анимацию (способ появления на экране в случае выбора верного или неверного ответа). Для плавности вылета лучше сделать промежуточный шаг в анимации. Далее слоям «Верно» и «Неверно» припишем на панели Properties в первых кадрах метки m1 и m2 соответственно (см. рисунок 2). На шкале времени должны появиться красные флажки и метки в соответствующих кадрах (см. рисунок 3).

Рис. 3. Шкала времени

На слое «Вопрос» запишем вопрос: «Компьютер это». На слое «Ответы» расположим 4 любые стандартные кнопки из общей библиотеки системы, которые открываются с помощью меню Window → Other_Panels → Common Libraries → Buttons, и припишем около каждой кнопки соответствующий ей ответ (см. рисунок 4).

Рис. 4. Слои «Вопрос» и «Ответы»

78

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 5. Выбор команд на панели Actions

Рис. 6. Выбор команд на панели Action

Далее каждой кнопке приписывается действие. Для этого надо выделить кнопку (щелчком мыши) и на панели Actions (внизу экрана) выбрать Movie Clip Control, перетащить команду on в окно справа и выбрать из списка команду release (см. рисунок 5). Затем на панели Actions выбрать Global Functions → Timeline Control и перетащить команду gotoAndPlay (см. рисунок 6) в фигурные скобки в окне справа. В круглые скобки gotoAndPlay дописать "m1" (если эта кнопка соответствует правильному ответу) или "m2" (если неправильному): например, gotoAndPlay ("m1"). Для остальных кнопок можно просто скопировать и вставить текст приписки (не входя в меню панели Actions). Для того чтобы надписи «Верно» и «Неверно» не появлялись одновременно и раньше времени (до выбора варианта ответа), нужно сдвинуть действие в слое «Верно» на один кадр и на панели Actions выбрать для первого кадра Global Functions → Timeline Control и перетащить команду stop в окно справа (над кадром появится признак приписанного действия – значок ), затем сдвинуть действие слоя «Неверно» по шкале времени так, чтобы оно не пересекалось с действием слоя «Верно». Для того чтобы после надписи «Верно» тут же не появлялась надпись «Неверно» и наоборот, нужно последним кадрам действий слоев «Верно» и «Неверно» приписать команду stop (также как для первого кадра слоя «Верно»). Для того чтобы текст вопроса и кнопки с ответами все время находились на экране монитора, нужно создать для слоев «Вопрос» и «Ответы» цепочку дублирующих кадров нажатием клавиши F5 в кадрах, соответствующих последнему кадру слоя «Неверно» данных слоев. На рисунке 7 изображена шкала времени для вышеописанного теста.

Рис. 7. Шкала времени

79

Секция 2 Теперь можно запустить тест (Ctrl+Enter) и попробовать ответить на вопрос. Тесты из двух и более вопросов создаются аналогично: добавляется соответствующее числу вопросов количество сцен; во всех сценах меняются метки и корректируются действия кнопок во всех сценах, кроме последней; в последнем кадре слоя «Верно» вместо команды stop записывается команда Next Scene. Иногда бывает удобно объединить в один тест тесты из нескольких файлов (например, в случае составления сводного теста из нескольких тематических тестов или когда над одним большим тестом работает несколько человек). Существует еще один способ создания тестов: каждый вопрос теста находится в отдельном файле, запуск теста производится из главного файла, содержащего кнопки с подписями вида «вопрос 1», «вопрос 2» и т. д., при правильном ответе на очередной вопрос управление передается на главный файл. Для того чтобы создать такой тест в Macromedia Flash MX, нужно создать главный файл (оглавление), на котором расположены кнопки с вопросами, и по одному файлу на каждый вопрос. Аналогичные вышеописанному тесты можно создавать и с помощью гиперссылок, но в этом случае необходимы файлы с расширением «html». Однако переход по гиперссылке связан с наличием текста в кадре, чего не требуется при использовании кнопок. Таким образом, было представлено краткое описание работы в Macromedia Flash MX 7.0 для достижения описанных в начале статьи целей. В данной статье описывались не все возникающие при проектировании тестов вопросы, например, не описано, как задать анимацию для слоев «Верно» и «Неверно», как создать кнопки и т. д., но эти вопросы выходят за рамки данной статьи. Следует отметить, что работа в различных версиях Macromedia Flash MX имеет свои особенности (в расположении меню и команд), это следует учитывать, если вы будете работать в другой версии программы. При написании статьи использовались материалы книг [1] и [2]. Изложенный материал расширяет представления о сферах применения информационных и коммуникационных технологий. Изучение Macromedia Flash MX и создание в ней проектов может сделать более прочными знания не только по информатике, но и по другим предметам: математике, физике, географии и т. д. Вовк Т. Е. Информатика : уроки Flash. – М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2005. – 176 с. Переверзев С. И. Анимация в Macromedia Flash MX / C. И. Переверзев. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 374 с.: ил. – (Практикум).

80

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Малолепшая Н.Э. Malolepshaya N.E. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF IMPLEMENTING INFORMATION TECHNOLOGIES IN EDUCATIONAL PROCESS BASED ON THE THEORY OF FUZZY SETS [email protected] ГОУ ВПО «Московский государственный университет леса» г. Мытищи Данная статья посвящена проблеме анализа эффективности внедрения информационных технологий в образовательный процесс на основе теории нечетких множеств. Эффективность была проанализирована на примере двух групп студентов с помощью метода построения рейтинговых оценок. Подход на основе аппарата теории нечетких множеств позволяет устранить некоторые недостатки традиционных формализаций. This article is devoted to the analysis of the effectiveness of implementing information technologies in educational process based on the theory of fuzzy sets. Effectiveness was analyzed using two groups of students using the method of construction of rating scores. Approach of the theory of fuzzy sets allows to eliminate some of the shortcomings of traditional formalizations. Развитие информационных технологий в сфере образования привело к тому, что для оценки эффективности их внедрения стали необходимы формализованные модели. Разработка этих моделей сопровождается рядом объективных и субъективных сложностей, часть из которых можно попытаться устранить, используя теорию нечетких множеств. Проанализируем эффективность внедрения информационных технологий в двух группах с помощью метода построения рейтинговых оценок с использованием полных ортогональных семантических пространств. Полным ортогональным семантическим пространством (ПОСП) называется семантическое пространство, функция принадлежности термов которого удовлетворяют следующим требованиям:  X i , i 1, m 1. Для каждого понятия существует , где Ui  U i {x U : i 1} есть точка или отрезок.  2. Пусть U i {x U : i 1} , тогда i ( x), i 1, m не убывает слева и не возрас тает справа от U i . 3. i ( x), i 1, m имеют не более двух точек разрыва первого рода. 4. Для каждого x U

m i

1

i 1

Семантическим пространством называется лингвистическая переменная с фиксированным терм-множеством X , T ( X ),U , S . 81

Секция 2 Лингвистической переменной называется пятерка X , T ( X ),U ,V , S , где X – название переменной; T(X) – терм-множество переменной Х, то есть множество термов или названий лингвистических значений переменной Х (каждое из этих значений – нечеткая переменная со значениями из универсального множества U); V – синтаксическое правило, порождающее названия значений лингвистической переменной Х; S – семантическое правило, которое ставит в соответствие каждой нечеткой переменной с названием из Т(Х) нечеткое подмножество универсального множества U. ~ Нечеткой переменной называется тройка {X ,U , A} , где X – название переменной; U – область ее определения (универсальное множество); ~ A – нечеткое множество универсального множества, описывающее возможные значения нечеткой переменной. Рассмотрим две группы студентов, контрольную и экспериментальную, изучающих курс «Теория вероятностей». В контрольной группе применялись только традиционные педагогические технологии: лекции и практические занятия. В экспериментальной группе в сочетании с традиционными педагогическими технологиями использовался он-лайн учебник по теории вероятностей. Интенсивность проявления качественной характеристики «знания студентов» оценивается в рамках вербальной шкалы с уровнями X l , l 1,4 : X 1 =«неудовлетворительно», X 2 =«удовлетворительно», X 3 =«хорошо», X 4 = «отлично». Уровни расположены в порядке возрастания интенсивности проявления характеристики. Данные успеваемости студентов за определенный период времени приведены в таблице 1. Таблица 1. Результаты успеваемости студентов в рамках уровней вербальной шкалы. Количество студентов Уровни вербальной Контрольная группа Экспериментальная групшкалы па Неудовлетворительно 6 3 Удовлетворительно 24 28 Хорошо 29 23 Отлично 11 16 к Обозначим через al , l 1,4 – относительное количество студентов контрольной группы, отнесенных к уровню X l , l 1,4 . Обозначим через alэ , l 1,4 – относительное количество студентов экспериментальной группы, отнесенных к уровню X l , l 1,4 . Обозначим через al , l 1,4 – относительное количество студентов обеих групп, отнесенных к уровню X l , l 1,4 . В табл. 2 приведены данные об относительных количествах.

82

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Таблица 2. Относительные результаты успеваемости студентов в рамках уровней вербальной шкалы. Относительное количество студентов Уровни вербальной Контрольная Экспериментальная Обе группы шкалы группа группа Неудовлетворительно 0.086 0.043 0.064 Удовлетворительно 0.343 0.400 0.371 Хорошо 0.414 0.329 0.371 Отлично 0.157 0.229 0.064 По данным al , l 1,4 построим ПОСП = «знания студентов». Нечеткие ~ числа Al , l 1,4 соответствующие термам ПОСП = «знания студентов», являются унимодальными или толерантными числами с функциями принадлежности соответственно треугольного или трапецеидального вида. Параметры функций принадлежности l x b1l , b2l , bLl , bRl , l 1,4 термов ПОСП приведены в табл. 3. Таблица 3. Параметры функций принадлежности термов ПОСП «знания студентов» Параметр функции Функция b1

b2

bL

bR

0 0.032 0 0.064 0.096 0.250 0.064 0.371 2 0.621 0.711 0.371 0.193 3 0.904 1 0.193 0 4 Определим нечеткую рейтинговую оценку проявления знаний в кон~ трольной группе в виде нечеткого числа Rк с функцией принадлежности 1

4

alк b1l ,

к l 1

таты:

4

alк b2l ,

l 1

4

alк bLl ,

l 1

4

alк bRl . Вычисления позволили получить резуль-

l 1

(0.4325, 0.5401, 0.2062, 0.2128). Определим нечеткую рейтинговую оценку проявления знаний в экспе~ риментальной группе в виде нечеткого числа Rэ с функцией принадлежности к

4

alэ b1l ,

э l 1

таты:

4 l 1

alэ b2l ,

4 l 1

alэ bLl ,

4

alэ bRl . Вычисления позволили получить резуль-

l 1

(0.4493, 0.5635, 0.1918, 0.2147). Дефаззифицируем нечеткие числа с функциями принадлежностями к , э по методу центра тяжести, согласно которому нечеткому числу с функцией принадлежности (x) присваивается точечное значение, определяемое по формуле (1) э

1

x ( x)dx E

0 1

(1) ( x)dx

0

83

Секция 2 Полученные четкие числа обозначим через Aк , Aэ . Числа Aк , Aэ называются рейтинговыми оценками проявления качественной характеристики «знания студентов» в контрольной и экспериментальной группе соответственно. Полученные рейтинговые оценки приведены в табл. 5. Таблица 5. Рейтинговые оценки студентов. Контрольная группа Экспериментальная группа Рейтинговая 0.4883 0.5133 оценка На основании того, что рейтинговая оценка в экспериментальной группе больше, можно сделать вывод о положительном эффекте от внедрения информационных технологий в экспериментальную группу. 1. Комаров Е.Г., Полещук О.М. Методы и модели обработки нечеткой экспертной информации. - М.: Энергоатомиздат, 2007. - 288 с. 2. Комаров Е.Г., Полещук О.М. Мониторинг компетентности обучающихся с использованием лингвистических переменных // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. - 2008. - № 4 (61). - С. 160 - 164. Мамалыга Р.Ф., Дудина Т.Ю. Mamalyga R.F, Dudina T.J. ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК «ПУТЕШЕСТВИЕ В СТРАНУ МНОГОГРАННИКОВ» КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ КЛЮЧЕВЫХ КОМПЕТЕНТНОСТЕЙ THE ELECTRONIC TEXTBOOK «TRAVEL TO THE COUNTRY OF POLYHEDRONS», AS MEANS OF FORMATION KEY COMPETENTIONS [email protected] Уральский государственный педагогический университет г. Екатеринбург В данной статье мы показываем, как происходит развитие у учащихся старших классов таких ключевых компетентностей, как учебнопознавательные, информационные и др. Одним из средств формирования их является электронный учебник «Путешествие в страну многогранников». Обосновывается развитие таких умений, как самооценка и анализ учебной деятельности, а также самопознания, культуры мышления и других компетентностей. In given article we show, how there is a formation at pupils of the senior classes such key competentions as uchebno-informative, information, etc. One of formation means the electronic textbook «Travel to the country of polyhedrons» is. At its studying such abilities, as a self-estimation and the analysis of educational activity, and also self-knowledge, culture of thinking and others of the competence develop.

84

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Современная школа в условиях перехода к открытому обществу призвана обеспечить подготовку интеллектуально развитых молодых людей, способных эффективно решать социальные, профессиональные и другие личные проблемы. Для достижения успеха в любой созидательной сфере деятельности им должно быть присуще постоянное стремление к познанию новой информации и совершенствованию своих умений. Формирование всех этих качеств в данном контексте и диктует компетентностный подход в образовании, который предполагает не только усвоение учеником отдельных друг от друга знаний и умений, а овладение ими в комплексе. Однако до сих пор нет устоявшихся понятий «компетентностный подход», «компетентность», «ключевые компетенции». Дифференциация мнений наблюдается не только по вопросу определения понятий «компетенция» и «компетентность», но и по вопросу их классификации. Одну из таких классификаций предложил Хуторской А.В. [1]: ключевые (реализуемые на метапредметном, общем для всех предметов содержании); общепредметные (реализуемые на содержании, интегративном для совокупности предметов, образовательной области); предметные (формируемые в рамках отдельных предметов). Особое внимание в последнее время уделяется ключевым компетенциям. Существуют различные их классификации. Мы придерживаемся классификации, которую представил Хуторской А.В.: 1. Ценностно-смысловые компетенции. 2. Общекультурные компетенции. 3. Учебно-познавательные компетенции. 4. Информационные компетенции. 5. Коммуникативные компетенции. 6. Социально-трудовые компетенции. 7. Компетенции личностного самосовершенствования. Компьютерные технологии создают широкие возможности для активизации учебной деятельности. Их применение эффективно и в процессе преподавания математических дисциплин. Использование физических моделей многогранников на уроках стереометрии является приоритетным. Но невозможно заготовить достаточное количество таких моделей для всего многообразия решаемых задач. Поэтому для обогащения преподавания стереометрии наглядным материалом представляется разумным привлечь компьютерные технологии. Нами разработан электронный учебник «Путешествие в страну многогранников». Он состоит из системы упорядоченных уроков, предисловия, подведения итогов пройденного курса, трехмерных динамичных моделей многогранников, списка литературы, словаря применяемых терминов, исторических справок. Для создания учебника мы использовали компьютерную среду Delphi при поддержке Open GL. Материал учебника разбит на уроки. Каждый урок включает в себя теоретическую часть и наглядные 3D-чертежи. Включение динамичных 3D-чертежей в материалы уроков способствует по85

Секция 2 вышению познавательного интереса учащихся, в чем мы неоднократно убеждались при работе с учебником. В конце урока учащимся предлагаются задания для самостоятельного решения. Задания даются в различной форме: текстовой и в виде картинок, в игровой форме (например, в виде кроссвордов) и в тестовой. При отборе содержания электронного обеспечения мы руководствовались следующими принципами: 1. систематичность и последовательность – материал учебника разбит на уроки; 2. нелинейность – возможен выбор индивидуальной траектории обучения; 3. интерактивность – активизирован учебно-воспитательный процесс, организованна самостоятельная работа учащихся; 4. наглядность – на каждом уроке присутствуют трехмерные и динамичные иллюстрации; 5. полнота информации – минимизирована потребность в поиске дополнительной информации; 6. доступность – учитывая когнитивные стили учащихся, используются различные способы подачи теоретического материала (звук, статическая и динамичная 3D-графика); 7. обратная связь – организован самоконтроль учащихся; 8. занимательность – игровая форма организации учебной деятельности. В процессе разработки электронного учебника «Путешествие в страну многогранников» основное внимание мы уделяли повышению мотивационного интереса к изучению геометрии, формированию у обучаемых учебнопознавательных компетенций, организации творческой деятельности. Многогранники являются неотъемлемой частью окружающего нас мира. Отличительной чертой правильных выпуклых многогранников является красота их форм, таинственность происхождения. Изучение данного курса позволяет ученикам видеть окружающий мир через геометрические модели, что помогает учащимся лучше ориентироваться в нем и правильно выбирать целевые и смысловые установки. Особенности национальной и общечеловеческой культуры, культурологические основы социальных, общественных явлений и традиций, роль науки и религии в жизни человека, их влияние на мир, находят свое отражение в материалах электронного учебника. Здесь приводятся сведения о том, что многогранники занимают основную позицию в философской картине мира Платона, чьи идеи и в наше время нашли своѐ продолжение в интересной научной гипотезе, которую в начале 80-х гг. высказали московские инженеры В. Макаров и В. Морозов. Они считают, что ядро Земли имеет форму и свойства растущего кристалла, оказывающего воздействие на развитие всех природных процессов, идущих на планете. Лучи этого кристалла, а точнее, его силовое поле, обуславливают икосаэдро-додекаэдровую структуру Земли. Она проявляется в том, что в земной коре как бы проступают проекции вписанных в земной шар правильных многогранников: икосаэдра и додекаэдра 86

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 [2]. Сообщения на такие темы позволяют расширить знания ученика о научной картине мира, показать ее многоплановость и красоту. Материалы учебника «Путешествие в страну многогранников» могут быть использованы не только для информационной поддержки на уроках стереометрии, но и для самостоятельного изучения учащимися материала по теме «Правильные, выпуклые и звездчатые многогранники». В конце каждого урока предлагаются задания для самостоятельного решения. Например, игра в виде теста «Расследование преступления», в которой представлены три персонажа: свидетель, прокурор и следователь, в роли которого выступает сам обучаемый. «Под покровом ночи преступник проникает в хранилище и крадет все звездчатые формы икосаэдра. Убегая из хранилища, преступник упал и оставил след». Есть пять подозреваемых (многогранники: тетраэдр, октаэдр, додекаэдр, гексаэдр, икосаэдр), прокурор задает следователю вопросы, отвечая на которые участники игры исключают невиновных, и таким образом находят преступника. Если ответ на вопрос неверный, то дается подсказка, и предлагается попробовать свои силы еще раз. Если ответ правильный, то прокурор переходит к следующему вопросу. Всего пять вопросов. Когда остается два подозреваемых, проходит допрос свидетеля, который помогает выяснить, что преступник работал под прикрытием. В ходе расследования выясняется, что преступником является куб, работавший под прикрытием октаэдра. Данная игра проверяет, знают ли учащиеся виды многогранников, их развертки, число ребер, а также известно ли им свойство двойственности. Через подобные задания происходит развитие умений самоанализа и самооценки учебно-познавательной деятельности, что позволит повысить уровень учебно-познавательных компетенций. Кроме того, перед каждым уроком ученики должны организовать целеполагание и планирование своей учебной деятельности. При выполнении различных заданий электронного учебника происходит развитие умения добывать знания непосредственно из реальности, то есть ученик овладевает креативными навыками продуктивной деятельности по отношению к изучаемым объектам. Так перед изучением темы «Теорема Эйлера» учащимся нужно подсчитать количество граней, ребер и вершин многогранников и результаты занести в предложенную таблицу. Затем предлагается сложить количество граней и вершин, сравнить полученные результаты с количеством ребер. После чего учащиеся устанавливают закономерности и делают выводы. Таким образом, они приходят к формулировке теоремы Эйлера. При ознакомлении учащихся с материалами учебника происходит повышение уровня интеллектуального развития, формируется культура мышления и самовыражения. Ученик овладевает способами деятельности в собственных интересах и возможностях, что выражается в его непрерывном самопознании, развитии необходимых современному человеку личностных качеств. С помощью ком-

87

Секция 2 пьютера ученики могут находить, анализировать и отбирать интересующую их на данный момент информацию, содержащуюся в учебнике. Из всего вышесказанного можно сделать вывод о том, что электронный учебник «Путешествие в страну многогранников» позволяет формировать у учащихся большинство ключевых компетенций. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Хуторской А.В. Ключевые компетенции как компонент личностноориентированной парадигмы образования /Народное образование, 2003.- № 2. - С. 58-64 2. Смирнова И.М. В мире многогранников: Кн. Для учащихся. - М.: Просвещение, 1990, 144 с 3. Школьные учебники. Матвиенко В.А., Матвиенко А.В., Хмелевский И.В. Matviyenko V.A., Matviyenko A.V., Khmelevsky I.V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ИЗУЧЕНИЮ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ST7 EDUCATIONAL-METHODICAL COMPLEX FOR THE STUDY OF MICROCONTROLLERS ST7 [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Представлены структура и особенности учебно-методического комплекса по изучению микроконтроллеров ST7. The structure and special features of educational-methodical complex for the study of microcontrollers ST7 are presented in these materials. Учебно-методический комплекс по изучению микроконтроллеров ST7 разработан в рамках сотрудничества Уральского государственного технического университета (УГТУ-УПИ) с франко-итальянской корпорацией STMicroelectronics, которая делает ставку в развитии и распространении своих технологий на университетские центры компетенций. Для изучения микроконтроллеров семейства ST7 в рамках какой-либо учебной дисциплины необходимо наличие соответствующих учебно-методических материалов: учебных пособий, конспектов лекций, справочников, методических указаний к лабораторным работам и т. п. Поскольку корпорация STMicroelectronics занялась продвижением своей продукции на российский рынок совсем недавно, то публикации на русском языке о ее продукции вообще и о микроконтроллерах семейства ST7 в частности крайне немногочисленны и представляют собой журнальные статьи рекламного характера [1–3]. Единственной значимой публикацией по микроконтроллерам семейства ST7, изданной на русском языке, является работа сотрудников Национального аэрокосмического университета им. Н.Е. Жуковского «ХАИ» (Украина) [4],

88

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 но и она не позволяет избежать обращения к оригинальной документации. К тому же работа [4] практически недоступна для наших студентов. Техническая документация корпорации STMicroelectronics по микроконтроллерам семейства ST7 [5,6], представленная на официальном сайте корпорации (www.st.com), напротив, крайне многочисленна. Поиск необходимой информации среди сотен документов на английском языке представляет собой непростую задачу, решение которой требует существенных временных затрат. Таким образом, для организации изучения микроконтроллеров семейства ST7 требовалось разработать соответствующее методическое обеспечение. В состав разработанного учебно-методического комплекса входят следующие материалы: учебное пособие «Архитектура микроконтроллеров ST7»; учебное пособие «Микроконтроллеры ST7. Средства программирования и отладки»; методические указания к лабораторному практикуму. Учебное пособие «Архитектура микроконтроллеров ST7» включает следующие разделы: структура микроконтроллеров ST7; распределение памяти; регистровая модель; способы адресации; система команд; защита памяти; режимы энергосбережения; система прерываний; порты ввода-вывода; таймеры; аналого-цифровой преобразователь; конфигурирование аппаратных средств микроконтроллера. При подготовке данного учебного пособия оригинальная документация корпорации STMicroelectronics была методически переработана, особенно изложение способов адресации и системы команд. Система команд представлена в компактной табличной форме, удобной для практического использования. Учебное пособие «Микроконтроллеры ST7. Средства программирования и отладки» содержит три раздела: язык ассемблера микроконтроллера ST7; интегрированная среда разработки ST Visual Develop; трансляция и отладка программ. В разделе «Язык ассемблера микроконтроллера ST7» рассмотрены лексемы, предложения, директивы определения данных, директивы эквивалентности и присваивания, константные и адресные выражения. 89

Секция 2 Интегрированная среда разработки ST Visual Develop [7] является частью бесплатно распространяемого пакета ST MCU Toolset и предназначена для разработки проектов, их трансляции и отладки. В этом разделе описаны запуск среды разработки ST Visual Develop, система меню в разных режимах работы, возможные варианты создания нового проекта, программные средства транслятора «ST7 Assembler Linker». В последнем разделе учебного пособия изложены вопросы трансляции и отладки программ. Рассмотрено три режима отладки: с использованием внутрисхемного отладчика inDART-STX; программная эмуляция; с помощью плат эмуляторов. Лабораторный практикум поставлен на базе учебно-отладочного устройства STX-DEMO1/EDU [8] и интегрированной среды разработки ST Visual Develop и включает две лабораторные работы: «Ввод-вывод логических переменных» и «Ввод аналоговых сигналов». В методических указаниях к лабораторному практикуму описаны возможности учебно-отладочного устройства STX-DEMO1/EDU и интегрированной среды разработки ST Visual Develop, приведены краткие сведения по языку ассемблера микроконтроллера ST7 и структуре программы на языке ассемблера, а также рассмотрены вопросы трансляции и отладки программ с использованием внутрисхемного отладчика inDART-STX и программного эмулятора. Методические указания к лабораторным работам включают традиционные разделы: цель работы; краткие сведения об используемых аппаратных и программных средствах; домашнее задание; порядок выполнения работы; требования к отчету; контрольные вопросы. Внедрение разработанного учебно-методического комплекса в учебный процесс позволит познакомить студентов с современными микроконтроллерами одного из ведущих производителей, что положительно скажется на формировании профессиональных компетенций. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Ридико Л. Микроконтроллеры фирмы STMicroelectronics. Часть 1 // Электронные компоненты. – 2002. – №5. – С. 74–78. 2. Ридико Л. Микроконтроллеры фирмы STMicroelectronics. Часть 2 // Электронные компоненты. – 2002. – №7. – С. 98–100. 3. Асташкевич П. STMicroelectronics: новые горизонты стратегического партнерства // Компоненты и технологии. – 2007. – №3. – С. 68–70. 4. Бабешко Е.В. Проектирование встроенных систем на микроконтроллерах STMicroelectronics : учеб. пособие / Е.В. Бабешко, А.В. .Желтухин, В.А. Куланов и др. ; под ред.

90

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 В.С. Харченко и А.А. Орехова. – Харьков : Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», 2007. – 197 с. 5. ST7LITE2. 8-bit microcontroller with single voltage flash memory, data EEPROM, ADC, timers, SPI. Rev. 4. July 2006. – Режим доступа : http://www.st.com. 6. ST7 family. Programming manual. Rev. 2. November 2005. – Режим доступа : http://www.st.com. 7. ST Visual Develop. – Режим доступа : http://www.st.com/mcu/contentid44-15-STVD.html 8. ST7/ST5 training board. User guide. Rev. 1.0. March 2005. – 12 p. Мизгулин В.В., Гольдштейн С.Л., Каменцев С.А. Mizgulin V.V., Goldstein S.L., Kamentsev S.A. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС "МНОГОМАСШТАБНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В НАНОТЕХНОЛОГИЯХ" THE METHODICAL COMPLEX «MULTISCALE MODELING IN NANOTECHNOLOGY» [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Разработан учебно-методический комплекс для многомасштабного моделирования в нанотехнологиях. Комплекс использует современные информационные технологии. Особенностью комплекса является направленность на расширение функциональности и использование когнитивных технологий. The methodical complex was developed for multiscale modeling in nanotechnology. The complex uses modern info-technologies. Мain features of the complex are the extensibility and cogno-technologies employment. Актуальность и постановка задачи Инициатива президента Российской Федерации «Стратегия развития наноиндустрии» от 24 апреля 2007 года повлекла за собой резкие перемены в образовательной сфере. В настоящее время существует глобальная программа создания Национальной Нанотехнологической Сети (ННС), в которой принимают участие ведущие вузы страны [1]. Возникший за рубежом процесс интеграции нано-, био-, инфо- и когнитивных технологий, называемый NBIC-конвергенцией [2], предоставил возможность оптимизации работ в смежных областях науки для получения продукции нового качества. Использование передовых информационных и когнитивных технологий в зарождающейся отрасли нанотехнологий является необходимым условием ее развития. Одной из основных проблем в развитии любой новой отрасли является подготовка кадров. Кризисная ситуация в экономике способствует постоянному увеличению безработных граждан. Пропускной способности учебного 91

Секция 2 оборудования, имеющегося в университетах, не достаточно для обслуживания большого числа студентов. Чтобы задействовать их в области нанотехнологий, требуется учебно-методический комплекс (далее – комплекс), предоставляющий необходимые знания по различным специальностям, а также формирующий базовые навыки. Для создания такого комплекса целесообразно использовать информационные «портальные» технологии, а также когнитивные технологии организации баз знаний. Предпосылки На сегодняшний день в Интернете имеется множество образовательных ресурсов по нанотехнологиям, некоторые из которых являются учебнометодическими комплексами. Российские ресурсы можно разделить на две основные категории: обще-информационные [3] и узкопрофильные [4]. За рубежом чаще встречаются инструментальные ресурсы [5]. Наиболее полным и функциональным ресурсом является портал «nanoHUB» [6], совмещающий возможности общеинформационных, узкопрофильных и инструментальных ресурсов, а также предоставляющий возможность общения и обмена опытом. Будем использовать портал «nanoHUB» в качестве прототипа комплекса. В таблице 1 приведена критика прототипа. Таблица 1 – Достоинства и недостатки прототипа [6] Достоинства Недостатки - интеллектуальная поддержка, - теоретические курсы не связаны с - многопрофильность, инструментарием, - инструментарий моделирования, - сложная навигация, - возможность коммуникаций. - ориентированность инструментария на технологию java, - нет интеграции инструментариев. Концептуальная модель комплекса Комплекс описан в формализме модификационной концептуальной модели на основе базово-уровневой концептуальной модели «Портала» [7]. Комплекс выполняет функции: многомасштабного моделирования; системной интеграции; проведения вычислительных экспериментов через сеть с распараллеливанием вычислений; обеспечения доступа пользователей к мощному серверу приложений; хранения результатов многомасштабного моделирования в единой иерархически структурированной базе данных; интеллектуальной поддержки отдельных модулей методическими материалами; предоставления общей интеллектуальной поддержки в области нанотехнологий; в качестве структурной основы используются методическое, информационное, программное, аппаратное обеспечение; на базе технологий: сетевые технологии: Экстранет, Интранет, Интернет;

92

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 веб-технологии: HTML, XML, ASP MVC, Java; технологии работы с данными и знаниями; технологии распараллеливания вычислений; где направленность функционирования Комплекса: эффективное взаимодействие студентов, преподавателей и исследователей в области нанотехнологий; эффективное использование вычислительного комплекса; комплексная интеллектуальная поддержка в области нанотехнологий; использование когнитивных технологий; расширение возможностей комплекса, путем подключения дополнительных модулей; с целью развития научно-технического потенциала по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники. Архитектура комплекса Поставленные перед комплексом задачи потребовали гибкой расширяемой структуры, организации многопользовательского доступа, отказоустойчивости, больших объемов памяти, вычислительных мощностей и надежных средств защиты информации. Одним из главных достоинств комплекса является открытость интеграционной платформы. В него могут быть встроены не потерявшие актуальность научные программы по моделированию, не используемые по причине устаревания требуемой среды. Архитектура комплекса является клиент-серверной. Требования к клиентской стороне минимальны и заключаются в поддержке современных Интернет-браузеров. Серверная часть состоит из трех блоков: веб-сервер, сервер БД и БЗ, сервер приложений. На рисунке представлена схема архитектуры комплекса. Компьютерный класс Серверная часть Сервер БД и БЗ

Веб-сервер Редакторы входных даных Визуализаторы результатов Журнал экспериментов Методические материалы Профили Блок запуска экспериментов

Административная база данных Организационная база данных Файловое хранилище База данных по расчетным задачам База знаний

Сервер приложений Конструктор молекул Конструктор супрамолекул Конструктор наночастиц Конструктор микроструктур Модуль расчета физико-химических свойств Моделирование диффузионных и адсорбционных процессов Модуль расчета оптических свойств Блок импорта данных и интеграции

Рисунок. Архитектура комплекса

93

Секция 2 Состояние и перспективы развития комплекса Учебно-методический комплекс «Многомасштабное моделирование в нанотехнологиях» разработан в рамках выполнения Государственного контракта № 02.523.11.3014 от 26 августа 2008 года. На данный момент комплекс проходит предварительные испытания в Учреждении Российской академии наук Центре фотохимии РАН. Планируется дальнейшее распространение комплекса по направлениям: моделирование хемосенсоров; виртуальные приборы; моделирование наноструктурированных материалов. Использование информационных и когнитивных технологий для развития нанотехнологической отрасли позволяют: увеличить пропускную способность образовательной системы; сократить затраты на использование дорогостоящего оборудования; предоставить общий доступ к образовательным ресурсам по нанотехнологиям; восстановить устаревшие программы, не потерявшие научную актуальность. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Официальный сайт «Национальная нанотехнологическая сеть» [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: http://www.rusnanonet.ru, свободный. 2. Converging technologies for improving human performance nanotechnology, biotechnology, information technology and cognitive science [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: http://www.wtec.org/ConvergingTechnologies/Report/NBIC_report.pdf, свободный. 3. Спецификация учебно-методического комплекса «Нанотехнологии и их применение в электронике, электротехнике и водородной энергетике» [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: http://ctl.mpei.ru/pdfs/000467.pdf, свободный. 4. Учебно-методический комплекс «Введение в нанотехнологии» [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: http://edu.ulsu.ru/w/, свободный. 5. NIH Research Resource Center for the Development of Multiscale Modeling Tools for Structural Biology [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: http://mmtsb.org, свободный. 6. Официальный сайт «nanHUB.org» [Электронный ресурс]. – Электрон.дан. – Режим доступа: http://www.nanohub.org, свободный. 7. С.Л. Гольдштейн. Системная интеграция бизнеса, интеллекта, компьютера. Книга 1: введение в проблематику и постановку задач: учебное пособие. - Екатеринбург: ИД «ПироговЪ», 2006. – С. 392.

94

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Паниковская Т.Ю. Panikovskaya T.Y. ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ ЭЭС ДЛЯ РЫНКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ OPTIMIZATION CONDITIONS FOR ELECTRIC POWER MARKETS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Происходящие в России экономические и структурные преобразования затронули электроэнергетическую отрасль. В статье представлены решения оптимизационных задач для традиционной электроэнергетической отрасли и для конкурентного рынка электричества. Economical and structural reorganization ongoing today in Russia has affected power industry. The paper present the solution of optimization problem for traditional power industry and for the competitive electricity market. Формирование представления об оптимальных режимах российских ЭЭС начиналось во времена плановой социалистической экономики СССР, когда господствовал критерий необходимости достижения минимума народно-хозяйственных издержек на производство и передачу электроэнергии при обеспечении требуемых условий по надежности и качеству. Разработанная теория оптимизации основывается на минимизации целевой функции З ( P, Q ) min , отражающей связь затрат с генерацией активной ( P) и реактивной (Q) мощностей. При некоторых приемлемых допущениях задача сводится к минимизации расхода топлива B( P, Q) с учетом технологических ограничений как в форме неравенства, так и в форме равенства. Еще до появления цифровых вычислительных машин монографии советских исследователей обобщали расчеты электрических режимов в электроэнергетической отрасли, рассматривались итерационные методы, в том числе метод Ньютона, который впоследствии стал ведущим в программном обеспечении решения задач установившихся и оптимальных режимов ЭЭС [1-3]. Алгоритмы оптимизации режима ЭЭС базируются на равенстве относительных приростов расхода топлива (ОПРТ) [2-3] 1

1

где n

2 1

1

... 2

n

1

б, n

N 1 число станций без балансирующей (б); i

ный прирост расхода топлива; i

(1), Bi – относительPгi

Р – относительный прирост потерь Pгi

мощности. В дальнейшем для оптимизации режима ЭЭС применялся более сложный аппарат нелинейного программирования [4]. На первых этапах это были

95

Секция 2 методы скорейшего спуска на основе покоординатного и градиентного итерационного движения. С развитием информационных технологий был осуществлен переход к методам второго порядка [5]. Дерегулирование и децентрализация отрасли привели к усложнению структуры и взаимных связей внутри субъектов и элементов ЭЭС, вызвали особый интерес к моделированию систем электроснабжения, энергорынков и других интерактивных инфраструктур. Основным принципом при загрузке станций (блоков) в конкурентно-ориентированной среде служит минимум затрат (в одностороннем рынке для потребителя) на оплату покупаемой электроэнергии или максимум функции «благосостояния» в двустороннем рынке. Новая целевая функция отражает как технико-экономические характеристики станции (или блока), так и притязательные возможности (ценовая заявка) станции. В зависимости от цели планирования в целевую функцию оптимизации могут входить различные по своей природе характеристики: характеристики относительных приростов стоимости, основанные на физических расходных характеристиках оборудования; тарифные ценовые характеристики, утверждаемые энергетическими комиссиями; ценовые заявки генераторов, подаваемые на конкурентный рынок электроэнергии. Для оптимизации режима в конкурентно-ориентированной среде предлагается использовать линейную модель [6], которая позволяет получить достаточно быстрое и точное решение для больших энергосистем. Данная модель использует матрицу коэффициентов токораспределения . Целью решения задачи является максимизация функции «благосостояния» (welfare) F

max

(cгi Pгi ) ,

(cнj Pнj ) j

(2),

i

где cнj , cгi - ценовые заявки соответственно потребителей и генераторов. Для участников электроэнергетического рынка результирующая кривая предложения трансформируется в ступенчатую возрастающую зависимость с( Pгi ) – цена как функция удовлетворяемого объема электропотребления. В пересчете на час (полчаса) объем электропотребления трансформируется в суммарную мощность энергопотребления Pнj . При отсутствии учета системных ограничений и технических потерь, связанных с передачей электроэнергии, поиск оптимального решения наиболее прост, так как во всех узлах электрической сети будет формироваться единая равновесная цена. При наличии технологических ограничений, влияющих на ценообразование, в разных узлах формируются разные узловые цены. Определение узловых цен, как правило, осуществляется через нахождение объективно обусловленных оценок ресурсов к принятым ограничениям – двойственных переменных [6]. Для учета системных ограничений введены дополнительные обозначения: – переменная, определяющая «замыкающую» востребованную ценовую заявку генерации для уравнения баланса мощности; л – переменные,

96

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 отражающие выявленные активные ограничения на перетоки мощности; г – переменные, отражающие выявленные активные ограничения на минимальную и максимальную мощность генератора. Если активные ограничения для генерации и перетоков по связям записать как Pгдоп j

Pгj

0,

, nгр ,

j 1,

Pлдоп

Pл

л 1,

0,

, Lгр ,

(3)

где nгр , Lгр – число генераторов и линий, оказавшихся на граничных (допустимых) значениях, то функция Лагранжа может быть представлена n

Lгр

n

L

ci Pгi

Pн

i 1

Pгi

л=1

i 1

nгр

доп л Pл

Pл

j =1

доп гj Pгj

Pгj

(4)

Поток в линии может быть записан через коэффициенты токораспределения и узловые мощности Pл

ny

i Pi .

В целом L есть функция n генери-

i 1

руемых мощностей Pгi , Lгр неопределенных множителей л , nгр неопределенных множителей гi и одного неопределенного множителя . Таким образом, при решении оптимизационной задачи формируется функция Лагранжа: L cT Pг

где , ,

( Pн

eT Pг )

T доп л ( Pл

Pуз )

T

( Ргдоп

Рг )

(5),

– неопределенные множители Лагранжа, Pуз – вектор узловых

мощностей. Дифференцирование функции Лагранжа по переменным, соответствующим мощностям генераторных узлов, и неизвестным множителям дает возможность сформировать систему линейных уравнений и после ее решения получить оптимальные инъекции. (6) L P 0; L 0; L 0; L 0 Множители Лагранжа есть частные производные оптимизируемой целевой функции для соответствующих ограничений. Величина характеризует изменение значения целевой функции в результате малого изменения спроса в определенном узле. Он соответствует узловым ценам покрытия нагрузки самым дешевым востребованным генераторным агрегатом при отсутствии режимных ограничений. В этом случае все элементы вектора будут равны нулю, элементы вектора будут равны +1 при достижении заданной генераторной единицей верхнего предела ограничений по мощности и -1 при достижении заданной генераторной единицей нижнего предела ограничений по мощности соответственно. При наличии ограничений элементы вектора μ , соответствующие номеру связи (линии, сечению), отличны от нуля, поэтому цены в остальных нагрузочных узлах определяются следующим образом:

су

e νг

Т

л

(7)

97

Секция 2 При использовании метода линейного программирования решение задачи осуществляется в два этапа [7]: определяется совместность и достаточность ограничений и находится оптимальное потокораспределение; составляется двойственная задача, решение которой определяет сложившиеся для заданных условий узловые цены для потребителей. Учитывая важность преобразований энергетической отрасли и необходимость отражения этих изменений в содержании дисциплин, посвященным решению оптимизационных задач в конкурентно-ориентированных условиях, издано учебное пособие [7], которое рекомендовано УМО по образованию в области энергетики и электротехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 140200 – «Электроэнергетика». БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Фазылов Х.Ф. Методы режимных расчетов электрических систем. К единому алгоритму расчетов. Ташкент.: Изд-во «Наука» УзССР, 1964. 2. Горнштейн В.М. Наивыгоднейшее распределение нагрузок между параллельно работающими электростанциями. М.-Л.: ГЭИ, 1949. 3. Маркович И.М. Режимы энергетических систем. М.-Л.: ГЭИ, 1963. 4. Арзамасцев Д.А., Бартоломей П.И., Холян А.М. АСУ и оптимизация режимов энергосистем: учеб. пособие для студентов вузов / Под ред. Д.А. Арзамасцева. М.: Высш.шк., 1983. 5. Бартоломей П.И., Грудинин Н.И. Расчет установившихся режимов ЭЭС и их оптимизация методом квадратичной аппроксимации. Известия РАН. Энергетика, 1992, № 5. 6. Бартоломей П.И., Грудинин Н.И. Оптимизация режимов энергосистем методами аппроксимирующего и сепарабельного программирования. Известия РАН. Энергетика, 1993, № 1. 7. Бартоломей П.И., Паниковская Т.Ю. Оптимизация режимов ЭЭС: учебное пособие. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. Паниковская Т.Ю., Стаймова Е.Д. Panikovskaya T.Y., Staymova E.D. АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЭС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ EES STABILITY ANALYSIS USING APPLIED PROGRAMS [email protected] ГОУ ВПО "УГТУ-УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина" г. Екатеринбург Быстрое развитие информационных систем привели к усложнению программного обеспечения для анализа устойчивости электроэнергетических систем (ЭЭС). Для повышения актуальности обучения прикладные па-

98

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 кеты используются на кафедре АЭС и способствуют расширению границ профессиональной деятельности обучаемых. The rapid development of information systems led to the complexity of software for analyzing the stability of electric power systems (EPS). That improve the relevance of learning application packages used at the DAES and enhances the professional boundaries of the learners. Объединение ОЭС на параллельную работу в Советском Союзе сопровождалось специальными исследованиями, которые подтвердили, что возможности объединения мощных ОЭС и преимущества параллельной работы ранее недооценивались. Опыт эксплуатации показал, что включению на параллельную работу должно предшествовать тщательное изучение установившихся и переходных режимов. Значительное количество основных электрических связей большую часть времени работает в зоне режимов, в которой устойчивость даже при относительно легких авариях обеспечивается только при успешном действии противоаварийной автоматики. Практически для всех связей между ОЭС и большинства внутренних транзитных связей требования устойчивости являются определяющими. В 2003 году Приказом Минэнерго России от 30.06.2003 № 277 были утверждены новые «Методические указания по устойчивости энергосистем» [1], которые ужесточили требования к установившимся и переходным режимам. Строгое решение задачи проверки статической устойчивости установившегося режима (УР) требует: составления линеаризованных дифференциальных уравнений малых колебаний для всех элементов системы и их регулируемых устройств; составления характеристического уравнения и проверки знаков его корней, т.е. проверки знаков действительных корней и действительных частей комплексных корней характеристического уравнения, которые совпадают с собственными числами матрицы системы дифференциальных уравнений. Система статически устойчива, если все действительные корни и все действительные части комплексных корней характеристического уравнения отрицательны. Наличие хотя бы одного комплексного корня с положительной действительной частью соответствует возникновению самораскачивания – колебательного процесса с нарастающими амплитудами. Если нет комплексных корней с положительными действительными частями, но имеется хотя бы один положительный действительный корень, то нарушение устойчивости имеет форму апериодического ухода от исследуемого режима, т.е. нарушается статическая апериодическая устойчивость. Анализ знаков корней характеристического уравнения требует их вычисления и является весьма трудоемким, особенно в системах, содержащих большое количество генераторов. П.С. Жданов [2] предложил анализировать статическую апериодическую устойчивость по изменению знака свободного члена характеристического уравнения. При утяжелении от заведомо устой99

Секция 2 чивого режима прохождение через нуль свободного члена характеристического уравнения соответствует пределу статической апериодической устойчивости. Якобиан системы уравнений УР электрической системы практически совпадает со свободным членом характеристического уравнения для этой системы [3] в случае, если при расчете УР выполняются следующие условия: для генерирующих узлов в качестве независимых переменных заданы P и U ; узлы нагрузок вводятся в расчет теми же статическими характеристиками, что и при расчете статической устойчивости; в качестве балансирующих узлов выбраны шины бесконечной мощности. Учитывая большую размерности Единой национальной энергетической системы (ЕНЭС) России (более 6000 узлов, 9000 ветвей) и подготовку к параллельной работе со странами Европы, возникла необходимость в разработке унифицированного программного обеспечения. Примерами таких программных продуктов являются комплексы RastrWin (табл. 1) и RuStab, разработанные «Texsistemgroup» в сотрудничестве с филиалом Системного оператора – Объединенным диспетчерским управления Урала, при этом следует отметить, что некоторые алгоритмы идеи были предложены ранее профессорско-преподавательским составом кафедры ЭССС УПИ им. С.М. Кирова [4] и ВНИИПТ города Ленинграда. Таблица 1. Задачи, решаемые программным комплексом RastrWin Расчет установившегося режима Эквивалентирование ЭС Утяжеление режима по заданной Оптимизация режима траектории по напряжению и Расчет предельных реактивной мощности; режимов, оценка «опасных» сечений Ввод режима в допустимую Расчет режима область по U по данным измерений Анализ динамической устойчивости (ДУ) предполагает отслеживание основных параметров ЭЭС при «больших» и кратковременных возмущениях. В этом случае решается система нелинейных дифференциальных уравнений, что выполняется при использовании методов численного интегрирования. Для анализа простейшей (одномашинной) системы студенты в ходе выполнения курсовой работы по дисциплине «Электромеханические процессы в ЭЭС» используют наиболее простой метод – метод последовательных интервалов. Однако на практике такой метод не учитывает реальные воздействия противоаварийной автоматики, дает достаточно упрощенное описание систем возбуждения генераторов, нагрузок, изменения частоты в ЭЭС, возникновения асинхронного хода и других параметров оборудования и энергосистемы в целом. Анализ динамической устойчивости ЭЭС с использованием промышленной программы RuStab позволяет:

100

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 1. Пример диалогового окна для ввода данных о генераторах

моделировать оборудование (рис. 1), элементы и устройства автоматики ЭЭС для анализа динамической устойчивости, выбирать сценарий и параметры расчета, строить графики реального времени; проводить анализ динамических переходных процессов при нормальных и аварийных различных схемно-режимных состояниях ЭЭС; выбирать управляющие воздействия для сохранения устойчивости ЭЭС: отключение группы генераторов, отключение нагрузки, форсировка возбуждения и др. Разработка учебно-методического обеспечения для анализа устойчивости реальных ЭЭС при использовании прикладных программ повысит профессиональную грамотность, предоставит студентам инструменты, которые позволяют исследовать свойства сложных объектов. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. «Методические указания по устойчивости энергосистем» утверждены приказом Минэнерго России от 30.06.2003 № 277 2. Жданов П.С. Вопросы устойчивости электрических систем / П.С. Жданов ; под ред. Л.А. Жукова. М.: Энергия, 1979. – 456 с. 3. Определение критических сечений энергосистем в предельных режимах / В.В. Давыдов, В.Г. Неуймин, В.Е. Сактоев // Изв. РАН. Энергетика и транспорт. 1992. №1. С. 74-80. 4. Липес А.В. Расчеты установившихся режимов электрических систем на ЦВМ / А.В. Липес, С.К. Окуловский. – Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова, 1986. – 88 с. Плотникова М.С. Plotnikova M.S. РОЛЬ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ПРОЕКТОВ В ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ROLE OF MULTIMEDIA PROJECTS IN PREPARATION OF SPECIALISTS IN AREA OF INFORMATION TECHNOLOGIES [email protected] ГОУ СПО "Пермский авиационный техникум им.А.Д.Швецова" г. Пермь Статья освещает использование метода проектов и роль дисциплины «Мультимедийные технологии» в процессе качественной подготовки специалиста в области IT. В статье приведены примеры из практики автора,

101

Секция 2 который работает по данной технологии последние три года, а также некоторые теоретические сведения по данной теме. The article deals with the use of projects method and role of discipline «Multimedia technologies» in the process of high-quality preparation of specialist in area of IT. In this article examples are given from the author’s practice who has worked on this technology for the last three years . There are also some theoretical information on his topic. В настоящее время идет стремительная информатизация сферы образования. Это связано с тем, что профессии, предлагаемые выпускникам учебных заведений, становятся все более интеллектоемкими. Согласно требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 080802 «Прикладная информатика», выпускник должен знать принципы построения информационных систем; осуществлять разработку, модификацию, адаптацию и сопровождение компонентов профессионально ориентированных информационных систем в предметной области, обеспечивать поддержку их функционирования. Таким образом, мы видим, что возникает необходимость выработки специальных навыков: умения правильно, четко и однозначно сформулировать мысль в понятной собеседнику форме и правильно понять текстовое сообщение; умения планировать структуру действий, необходимых для достижения заданной цели, при помощи фиксированного набора средств; умения строить информационные структуры для описания объектов и систем; умения организовать поиск информации, необходимой для описания объектов и систем. Для развития всех вышеперечисленных навыков применяется метод проектов, который в комплексе осуществляет формирование и совершенствование самоорганизации деятельности специалиста. Метод проектов отражает деятельностный подход в обучении и является приоритетным методом проектного обучения. В основе метода проектов лежит развитие познавательных, творческих навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания и ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического мышления. Метод проектов всегда предполагает решение проблемы, предусматривающей, с одной стороны, использование разнообразных методов, с другой интегрирование знаний, умений из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей, и в этом плане возрастает роль дисциплины «Мультимедийные технологии», которая изучается на 4 курсе и аккумулирует в себе эти основные требования. Все этапы разработки, сопровождения и эксплуатации информационной системы студенты проходят, разрабатывая свой уникальный проект по заданной теме.

102

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Проектная деятельность осуществляется в виде создания мультимедийного продукта с Web-интерфейсом. В процессе его создания учащиеся применяют знания и умения, полученные ими при изучении всех специальных дисциплин: «Информационные системы», «Компьютерная графика», «Мультимедийные технологии», «Разработка и эксплуатация информационных систем», «Предметно-ориентированное программное обеспечение». Для создания итогового творческого проекта необходимо, во-первых, наличие значимой в исследовательском творческом плане задачи или проблемы, а также практическая и познавательная значимость предполагаемых результатов. Требуется проблема, взятая из реальной жизни, знакомая и значимая для студента, для решения которой ему необходимо приложить полученные знания и новые, которые еще необходимо приобрести. Во-вторых, самостоятельная деятельность учащихся. В-третьих, необходимо структурировать проект, определить хотя бы приблизительно, какие результаты должны быть достигнуты на каждом этапе. В-четвертых, это оформление результатов, подведение итогов, их презентация. И, конечно, сделанные выводы помогут определить новые темы для дальнейшей работы. В последнее время в нашем учебном заведении широко используются проекты, создаваемые по заказу учебного заведения, т.е. электронные учебные пособия. Необходимость их разработки связана с все более широким внедрением методов дистанционного обучения в образовательный процесс, отсутствием печатных материалов по вновь введенным дисциплинам, систематизацией и обобщением материалов преподавателей-стажистов, желающих поделиться педагогическим опытом. Данные учебные пособия создаются с максимальной адаптацией под учебную программу авиационного техникума, что очень удобно для студентов, обучающихся в данном учебном заведении. Электронное учебное пособие содержит только ту информацию, которая необходима в процессе обучения данной дисциплине. Работая над созданием своего проекта, студенты проходят следующие этапы: грамотное формулирование основной задачи проекта. изучение предметной области, создание концепции проекта; разработка структурной схемы проекта, построение модели пособия; обоснование выбора формы представления материала; разработка спецификации содержательного материала проекта; описание перечня основных ресурсов (шкалы времени, поисковой подсистемы, ведущих персонажей и т. п.) создаваемого приложения и их функциональность. разработка плана-графика выполнения работ; разработка основных документов проекта; разработка презентации проекта. Из перечисленного видно, что, проходя данные этапы, студент становится готовым к работе в реальных жизненных ситуациях, т.е. применяет на

103

Секция 2 практике знания в области информационных систем, полученные в процессе обучения в техникуме. По данной методике техникум работает последние два года. За это время были разработаны электронные учебные пособия по следующим дисциплинам: «Архитектура ЭВМ и ВС», «Компьютерная графика», «Предметно-ориентированное программное обеспечение», «Базы данных», «Введение с специальность 080802», «Основы теории информации»,«Инженерная графика», «Психология», «Основы экономики». Данные пособия с успехом применяются в учебном процессе и по достоинству оценены студентами и преподавателями. Выпускники, занимавшиеся разработкой данных учебных пособий, трудоустроены на 100% и работают специалистами в области информационных систем, веб-дизайнерами и художниками компьютерной графики. Таким образом, данный метод показал свою эффективность и может с успехом применяться во всех учебных заведениях, готовящих выпускников по специальности 080802 «Прикладная информатика». БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Е.А. Гурова «К вопросу о роли информационного моделирования в развитии мышления учащихся» [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.ict.edu.ru/ft/004336/07.pdf - Загл. с экрана. 2. Т.Б. Корнеева «Методика обучения основам проектирования в области информатики и ИКТ» [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://209.85.135.132 - Загл. с экрана. 3. Демидов А.А. «Концепция проекта» [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.74213np.edusite.ru/p6aa1.html - Загл. с экрана. Попов К.А. Popov C.A. ТРЕНАЖЕР ДЛЯ РАЗВИТИЯ НАВЫКОВ HTML-ПРОГРАММИРОВАНИЯ THE SIMULATOR FOR DEVELOPMENT OF SKILLS IN HTMLPROGRAMMING [email protected] Волгоградский государственный педагогический университет г. Волгоград Приведен обзор навыков, необходимых для отработки на начальном этапе обучения html-программированию. Показан вариант конструирования тренажера для отработки этих навыков. An overview of the skills needed for working out at the basic stage of learning html-programming. Then we show the variant of constructing a simulator for practicing these skills. Web-дизайн – одно из активно развивающихся направлений современных информационных технологий. Сайтостроение превращается в индустрию, и специалисты данного профиля на данный момент одни из наиболее востребованных. Но путь к квалифицированному дизайну сетевых приложе104

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ний лежит через освоение азов html-программирования, то есть написания программного кода на языке разметки гипертекста. Данный этап обучения не является особенно сложным, но он требует максимально полного ознакомления с тегами и отработки навыков написания кода web-страниц «вручную», без использования WYSIWYG-технологий. Это необходимо для понимания будущим web-дизайнером принципов, а зачастую и тонкостей механизма использования тегов, поскольку на тех же принципах базируются и более сложные технологии: CSS; скрипты на языках VBScript? JavaScript; ASP, JSP и т.д. Знакомство с языком разметки гипертекста (HTML) и отработку навыков его применения целесообразно разбить на несколько шагов, на каждом из которых вводился бы небольшой блок тегов, отражающих методы форматирования текста определенного типа, и следовали тренинги по их использованию. Теги можно разбить на следующие группы: 1. Шаблон html-документа. 2. Задание формата абзаца (заголовки, новый абзац, новая строка, выравнивание). 3. Форматирование текста (преформатирование, тип начертания, индексы). 4. Цвет шрифта и цвет фона страницы. 5. Списки. 6. Таблицы. 7. Вставка рисунков, определение их свойств. 8. Гиперссылки (внешние и внутренние). Можно (но необязательно) дополнить данный список методами работы с системой фреймов, включая плавающие фреймы. Наиболее простой способ отработки навыков html-программирования заключается в написании кода страниц в Блокноте с последующим просмотром результатов в браузере. Но оптимальным будет отработка методов написания программ с параллельной интерпретацией кода. То есть можно создать оболочку, которая бы позволяла учащемуся видеть результат своего труда уже по мере набора текста программы. Для этих целей требуется оболочка, сочетающая свойства текстового редактора и web-браузера, с синхронной интерпретацией набранного пользователем кода (с этой функцией прекрасно справился бы редактор MS FrontPage, но он доступен далеко не всем пользователям). Подобную оболочку можно сконструировать самостоятельно при помощи систем Borland Delphi или MS Visual Studio, поскольку облегченные версии данных систем находятся в свободном доступе. Оболочка тренажера должна быть разделена на три основных части (см. рис. 1).

105

Секция 2

Окно текстового редактора

Окно браузера

Панель управления Рис. 1. Общая схема расположения элементов тренажера.

В качестве окна текстового редактора на форме размещается компонент (в терминах MS Visual Studio) RichTextBox, а в качестве окна браузера – WebBrowser. На панели управления удобно разместить кнопки «Открыть», «Сохранить» и «Сохранить как…». Это связано с тем, что в процессе работы может сложиться ситуация, когда код набираемого документа необходимо будет сохранить под другим именем или придется начать работу не с чистого листа, а используя сохраненных ранее документ. Естественно, что для использования операций открытия и сохранения файлов необходимо разместить на форме элементы OpenFileDialog и SaveFileDialog. Для оптимизации начала работы с тренажером может оказаться удобной изначальная загрузка шаблона пустого html-документа, содержащего следующий программный код: Листинг 1. Данный шаблон есть смысл расположить в каталоге программы и при загрузке оболочки сразу подгружать и в окно текстового редактора, и в окно браузера. После загрузки исходного html-файла начинается его редактирование. Чтобы синхронизировать отображение вводимого текста в окне браузера, необходимо связать функцию обновления окна с таймером (объект Timer). При этом желательно выставить приемлемую частоту обновлений. Она может составлять 5-10 секунд, что в переводе в свойство таймера Interval будет варьироваться в пределах 5000-10000 (интервал задается в милисекундах). В начале редактирования пользователь будет видеть перед собой примерно слудеющее окно (рис. 2). 106

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 2. Примерный вид тренажера в начале работы с шаблоном.

Следует отметить, что в окне браузера будут отображаться все последовательные шаги набора программного кода, поскольку браузер будет интерпретировать документ в процессе набора, что позволит учащемуся сразу же видеть все недостатки своей работы. Особенно это становится актуальным при работе с таблицами, требующими сложного форматирования текста.

Рис. 3. Отображение таблицы в окне браузера.

Таким образом, в течение короткого промежутка времени можно создать вполне работоспособный тренажер, при помощи которого можно отрабатывать навыки html-программирования. Отметим, что выше мы описали наиболее простую схему конструирования тренажера, не 107

Секция 2 учитывающую большого количества вариантов использования, например, возможностей скриптов на VBScript или JavaScript. Тем не менее, все, что может быть отображено именно в окне браузера, а не в строке заголовка или строке состояния, будет отображаться корректно, и, соответственно, может быть отработано при помощи даже столь примитивного тренажера. Естественно, для более серьезных целей есть смысл обогатить данный тренажер некоторым количеством необходимых для этого функций. Попова И.В., Морилов В.В., Верхотурцев М.С. Morilov V.V., Verchoturcev M.S., Popova I.V. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО РЕСУРСА «ПРОБЛЕМА ИСЧЕЗНОВЕНИЯ ВИДОВ» PEDAGOGICAL POTENTIAL USE ELECTRONIC EDUCATIONAL RESOURCES «THE PROBLEM OF SPECIES DISAPPEARANCE» [email protected] ГОУ ВПО «Уральский Государственный университет им. А.М.Горького» г. Екатеринбург В статье обосновывается педагогический потенциал использования электронных образовательных ресурсов при изучении тем, связанных с исчезновением растений и животных. Представлено справочноиллюстративное пособие-презентация «Проблема исчезновения видов», выявлены его дидактические особенности, обеспеченные интерактивным характером образовательного ресурса. The article substantiates pedagogical potential use of electronic educational resources in the study of topics related to the disappearance of plants and animals. Submitted by reference and illustrative benefit-presentation «The problem of species extinction», revealed his didactic features provided by the interactive nature of the educational resource. Согласно прогнозам учѐных, ожидается дальнейшее увеличение темпов преобразования среды обитания вследствие перманентного роста преобразующей функции человека, глобального изменения климата на нашей планете. Это повлечѐт за собой исчезновение всѐ большего количества видов живых организмов, которые имеют для человека не только научное и эстетическое, но и огромное практическое значение. Например, некоторые виды исчезают, так и оставшись неизученными, хотя именно их представители могли быть источником ценных веществ, необходимых и более эффективных при лечении тяжѐлых заболеваний человека. В связи с этим огромную общественную значимость приобретает воспитание экологической ответственности. Это сложный процесс, так как не только предполагает знания по биологии и экологии, но и затрагивает нравственную и этическую стороны развития человека.

108

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Воспитание неразрывно связано с обучением. Так новая дисциплина «Охрана и рациональное использование растительных ресурсов», введѐнная в обязательный учебный план подготовки бакалавров и магистров по специальности «Ботаника» направления «Биология» на биологическом факультете Уральского Государственного Университета имени А.М.Горького, кроме обучающих задач, предусматривает воспитание экологической ответственности, основанной на формировании экологического мышления. Для достижения поставленных задач в учебном процессе большое значение имеет использование различных иллюстративных и демонстрационных материалов. В условиях информатизации общества их применение во многом связано с дидактически обоснованным использованием средств информационнокоммуникационных технологий (ИКТ), например, при создании электронных образовательных ресурсов. При освоении дополнительной квалификации «Преподаватель высшей школы» в Центре педагогического образования УрГУ авторами настоящей статьи в 2009 году был спроектирован и опубликован в системе дистанционного обучения (http://www.uraledu.ru:8090/portal) и на региональном портале «Образование Урала» (http://www.uraledu.ru/node/) электронный образовательный ресурс по курсу «Охрана и рациональное использование растительных ресурсов». Он представляет собой справочноиллюстративное пособие «Проблема исчезновения видов» в форме презентации. Его цель – актуализация, систематизация знаний, связанных с исчезновением видов и формирование экологически ответственной позиции человека и сообщества. Для раскрытия сущности проблемы в пособии рассматривается ценность видов для биосферы и человека, темпы и причины вымирания видов, стратегии их сохранения, а также Красные книги как инструмент инвентаризации и сохранения редких видов. Ключевым компонентом содержания пособия является материал об исчезновения видов на Урале, благодаря чему актуальная проблема рассмотрена на примере родного края. Презентация имеет достаточно большое количество слайдов (252). Это связано с тем, что в целях актуализации проблемы исчезновения видов авторы стремились показать ее широту и полноту. Для этого не только использованы примеры родного края, но и показаны многочисленность и живописность исчезающих видов живых организмов, причины необратимого процесса и его перспективы. Благодаря объемному, содержательному, многоаспектному материалу презентаций, проводится обоснование необходимости и способов сохранения видов растений и животных. В пособии-презентации акцентировано внимание на том, что борьба за жизнь исчезающих и редких видов – это дело рук каждого человека, а важное условие для выполнения этого долга – знание биологии и экологии исчезающих и редких видов и узнавание их в природе. При проектировании электронного образовательного ресурса авторы придерживались общеизвестных рекомендуемых правил, а именно: все слайды презентации сделаны в едином стиле, подобраны гармоничные цвета текста и фона, презентация содержит разумное соотношение между иллюстра109

Секция 2 циями и количеством текстовой информации. Салатно-зелѐный цвет фона оказался более подходящим к теме, так как он лучше всего ассоциируется у людей с растительным миром и природой вообще. Соответственно основным цветом текста является белый. Немаловажно то, что для задействования дидактического и воспитательного эффекта визуализации все исчезающие виды растений и животных, упоминаемые в презентации, сопровождаются крупными фотографиями и рисунками, отображающими характерный облик живого организма. Использование нелинейной навигации (гиперссылок) и оглавления позволяет достаточно быстро перейти к интересующему фрагменту презентации, что делает данный электронный образовательный ресурс простым и удобным в применении, несмотря на большое количество слайдов. Это преимущество делает объемные справочно-иллюстративные материалы в форме презентации в навигационном плане удобней любой книги. Страницы книги мы читаем последовательно, осуществляя, таким образом, так называемую линейную навигацию. При этом достаточно часто в учебном тексте встречаются ссылки на другой раздел. В таких случаях нужно разыскивать пояснения где-то в другом месте, листая множество страниц, из-за чего книга не очень удобна. В электронном образовательном ресурсе это можно сделать гораздо комфортнее, указав незнакомый термин и тут же получив его определение в небольшом дополнительном окне. Возможно также мгновенно сменить содержимое экрана при указании так называемого ключевого слова (либо словосочетания). По существу ключевое словосочетание – аналог строки знакомого всем книжного оглавления, но в представленном электронном ресурсе эта строка не вынесена на отдельную страницу оглавления, как в книге, а внедрена в основной текст. В этом случае, как уже было сказано выше, навигация по тексту является нелинейной (вы просматриваете фрагменты текста в произвольном порядке, определяемом логической связностью и собственным желанием). Таким образом, речь идет о текстографическом продукте, который называется гипертекстом. Следует отметить, что в спроектированном авторами пособии не используется анимация, которая хороша лишь в линейных презентациях. В представленном варианте презентации с разветвленной композицией, с использованием гипертекстов это было бы дидактически не обоснованным приемом, тормозящим восприятие и осмысление содержания. Кроме того, в пособии-презентации отсутствуют графические украшения, так как они могут мешать восприятию изображений живых организмов на слайде. Созданный авторами электронный образовательный ресурс по курсу «Проблема исчезновения видов», благодаря описанным характеристикам, обладает, во-первых, очевидным дидактическим потенциалом. Это позволяет расширить область его применения в учебном процессе, используя в качестве: дидактического материала в ходе учебных занятий со студентами, методического пособия для самостоятельной работы студентов, учебнометодического пособия для преподавателей. Кроме того, возможно преобразование представленной презентации как формы электронного образователь110

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ного ресурса в электронную книгу для применения в системах дистанционного обучения или открытых информационных системах. Перспектива развития пособия-презентации связана с пополнением его содержания в направлении более полного описания исчезающих и редких видов за счет включения в рассмотрение видов III, IV, V категорий редкости, расширения рассматриваемых территорий. Во-вторых, дидактически представленное содержание справочноиллюстративного пособия «Проблема исчезновения видов» обладает и значительным воспитательным потенциалом, так как создает условия для формирования экологического мышления и чувства ответственности за глобальные процессы исчезновения видов. Поэтому следует особо отметить, что этот образовательный ресурс, созданный для студентов биологического факультета, в равной степени актуален для более широкого круга пользователей. Это качество электронного образовательного ресурса позволило на основе его использования провести на сайте http://www.uraledu.ru:8090/portal социологическое исследование (32 участника). Большая часть принявших в нем участие указало, что необходимо сохранять редкие и исчезающие виды растений и животных (73 и 64% участников соответственно). 82% участников высказалось о том, что необходимо формировать в подрастающем поколении ответственность за сохранение жизни на земле. Анализ представленного электронного образовательного ресурса «Проблема исчезновения видов» в форме справочно-иллюстративного пособия-презентации, а также результаты его применения подтверждают успешность его проектирования и использования для решения образовательных задач в рамках учебного курса «Охрана и рациональное использование растительных ресурсов». БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Андерсон Ш. Идентификация ключевых ботанических территорий: руководство по выбору участков в Европе и основа развития этих правил для всего мира. - М.: 2003. - 39 с. 2. Давыдов В.В. Лекции по педагогической психологии. –М.:Академия, 2006. – 224 с. 3. Одум Ю. Экология. в 2-х т. - М.: Мир, 1986. – 328 и 376 с. 4. Охрана растительных сообществ редких и находящихся под угрозой исчезновения экосистем (м-лы 1 Всесоюз. конф. по охране ред. раст. сообщ., Москва, 29.10-2.11.81).- М.,1982.- 90 с.

111

Секция 2 Приборович А.А. Priborovich A.A. ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЙ КОНТЕНТ В ПРОБЛЕМЕ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ ИСТОРИИ GENEALOGICAL A CONTENT IN A PROBLEM OF A COMPUTERISATION OF HISTORY [email protected] Белорусский государственный университет г. Минск, Республика Беларусь В статье рассмотрена проблема применения информационных технологий в историческом иследовании. Проведенно описание специализированной инструментальной среды «Живая Родословная». In article the problem of application of information technologies in historical research is defined. The specialised tool environment «the Live Family tree» is described. На сегодняшний день роль нетрадиционных методов исторического исследования, вопросы совершенствования методики преподавания истории, установление новых связей между различными традиционными дисциплинами, применение новых технологий – проблемы, неоднократно обсуждавшиеся на конференциях и семинарах. Однако окончательно не определенно доминирующее влияние компьютерных технологий на дальнейшее развитие исторической науки. В чем же проблема? Проблема, по мнению автора, заключается в плюрализме определения компьютеризации в той или другой отрасли знания. Под компьютеризацией истории мы понимаем использование компьютерных технологий в историческом исследовании и в том числе в методике обучения истории. Необходимость компьютеризации исторической науки обуславливается, в частности, тем, что в самой ткани современной науки происходят крупные изменения, составляющие предпосылки для глубочайшей научной революции. Происходят сложные процессы интеграции и дифференциации наук, возникают новые области научного знания, в авангарде которой идут науки о человеке. Компьютеризация истории вносит существенные изменения в сам познавательный научный процесс. На ряде этапов научного познания происходит «автоматизированном режиме». Более того, стало возможным проведение научного исследования без непосредственного участия человека. Изменились характеристики знания и мышления. Произошла радикальная трансформация экспериментальной базы научных исследований. Компьютеризация исторического обучения в свою очередь заключается в использовании компьютерных технологий для выбора нужной научной информации, ее трансформации в учебную форму, выдачи этой информации обучающимся для изучения, усвоения, понимания и запоминания. Процесс компьютеризации должен осуществляться в системной взаимосвязи исторической науки и ее педагогической составляющей, по мнению автора, это достижимо при использовании

112

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 специализированного программного инструментария. Одним из таких инструментов является программа «Живая Родословная». Программа является инструментом для разработки и анализа генеалогических (родословных) деревьев. Разработана программа в формате GEDCOM (международный стандарт файлов родословных деревьев), что делает удобным научный обмен. Программа составляет генеалогические связи, оснащенных подробным описанием объектов связи, превращая родословное дерево в мультимедийную энциклопедию. Возможность составления отчетов в формате html и rtf делает удобным подготовку учебных материалов. Обращение к программе «Живая Родословная» на уроках истории дает возможность организовать различного вида деятельность: анализ родословных исторических личностей, текстов комментариев к ним (оригинальных или на основе цитат из произведений мемуарного, научного, научно-популярного характера), генеалогических росписей с целью углубления, расширения и закрепления знаний по истории; создание собственного родословного древа (универсальное древо семьи), на основе семейного архива, информации родственников, дополнительных источников из сети Интернет, библиотек, государственных архивов, работа над индивидуальными и коллективными исследовательскими проектами, в том числе с использованием генеалогических Интернетресурсов, мемуарной, научной, научно-популярной литературы. Существенной преградой системного использования ИКТ в истории является недостаток научно обоснованного и методически грамотного дидактического программного обеспечения, разработанного для исторической науки, а также методик применения компьютерных технологий в обучении, что привело к тому, что наметился отрыв педагогической составляющей истории от развития самой науки. Тем самым многими исследователями недооценивается применение компьютерных технологий в обучении. Применение специализированного программного обеспечения должно вывести историю на новый этап компьютеризации. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Анализ показателей эффективности обучающих программ // I Всероссийская научно-техническая конференция "Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве" // Тезисы докладов, часть V. – Нижний Новгород, 1999. – С. 15. 2. Приборович, А.А. Проблемное сравнение методики и педагогической технологии в обучении истории / А.А. Приборович // Новые образовательные технологии в вузе: сб. материалов шестой междунар. науч.метод. конф., Екатеринбург, 2–5 фев. 2009 г. / ГОУ ВПО «УГТУ – УПИ».; редкол.: А.В.Цветков. В 2-х частях. Часть 2. Екатеринбург:, 2009 – С. 308-311. 3. Методологические проблемы истории: учеб. пособие для студентов, магистрантов и аспирантов ист. и филос. специальностей учреждений,

113

Секция 2 обеспечивающих получение высш. образования / В.Н. Сидорцов [ и др.]. Мн.: 2006. 352 c. Приборович А.А. Priborovich A.A. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОМПЬЮТЕРНЫХ ОБОЛОЧЕК В МЕДИАТЕКЕ ФАКУЛЬТЕТА THE COMPARATIVE ANALYSIS OF COMPUTER TEST COVERS IN THE FACULTY MEDIA LIBRARY [email protected] Белорусский государственный университет г. Минск, Республика Беларусь В статье представлены компьютерные тестовые оболочки, применяемые в учебном процессе факультета. In article the computer test covers applied in educational process of faculty are presented. На данном этапе в системе образования происходит процесс интенсивного использования компьютерных технологий. Одной из таких технологий является компьютерное тестирование, развитие теории и практики которого привело к тому, что последняя стала составляющей информационной среды образовательных учреждений. Так на историческом факультете Белорусского государственного университета в рамках курса “ Историческая информатика “ происходит подготовка будущих специалистов, которые будут работать с информационными технологиями. Имеющиеся компьютерные технологии позволяют студентам разрабатывать в компьютерных классах электронные учебные ресурсы: электронные пособия, презентации, компьютерные педагогические тесты. Для разработки компьютерных тестов в медиатеке факультета имеется коллекция 15 тестовых оболочек: AD Soft_Tester, A-Test, Easy test, GL TEST, Java Script Test Building, Proz, Socrat, Tester, TestRuner, Test Shell, Test Master201, Конструктор тестов, Easy Testing, VIP Test v2.4, Test Guru 1.5. Преимущественно компьютерные тестовые оболочки (КТО) были найдены в сети Интернет на бесплатной основе и получены по межвузовскому обмену. Можно говорить о хорошо сложенной системе компьютерного тестирования на факультете. Использование тестов в настоящее время – дело самого учебного заведения, что же касается самих тестовых оболочек вуза, то сперва, выделим основные критерии, по которым ниже мы проведем сравнительный анализ КТО. По способам формирования базы заданий: а) текстовой формы (Test Master201 и другие) б) в диалоговом режиме (GL TEST, Proz, Java Script, ATest, Test Guru 1.5., Конструктор тестов, Easy Testing, VIP Test v2.4). По форме тестовых заданий: смешанной формы, когда используются задания закрытого, открытого вида, на соответствие, последовательность: AD Soft_Tester, Tester, Конструктор тестов, TestShell. Задания с двумя формами

114

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 открытой и закрытой Proz. Остальные тестовые оболочки представлены тестовыми заданиями закрытого вида. Длина тестовых заданий. При выборе КТО необходимо руководствоваться коэффициентом надежности, так как чем больше длина теста, тем выше его надежность и достоверность результатов. Число тестовых заданий может варьироваться от 10 до 65850. Но наиболее приемлемое число 30-60 заданий. Временное ограничения прохождения теста. Наличие датчика времени позволяет преподавателю отводить определенное время на контроль либо на тренинг. Ряд КТО не обладает такой возможностью:, Java Script, Proz, TestRunner, Tester. В других же можно изменять время на каждое тестовое задания отдельно (GL TEST, ADSoft_Tester) либо на весь тест в целом (Socrat, Easy test). Вывод результатов тестирования. Выходная информация о пройденном тесте может быть выражена в трех формах: балльной, процентной, количественной. Так в AD Soft_Tester, Tester, A-Test она выражена только в процентной. В Socrat как в баллах, так и в процентах. В Test Shell, TestRuner указывается количество правильных ответов. Наиболее удобной возможностью является наличие статистического пакета анализа выходной информации. В КТО Easy test в окне режима статистики и анализа результатов отображается сводная ведомость результатов тестирования всех учащихся, входящих в заданную выборку. Управление выборками производится при помощи меню «анализ», где можно просмотреть как степень усвоения предмета, так и сложность. Статистическими пакетами снабжены КТО: Socrat, Proz, Test Master201, Конструктор тестов, Test Guru 1.5. В результате анализа имеющихся тестовых оболочек автор хотел бы сформулировать следующие требования к тестовым средам: 1. Программа должна обеспечить работу с тестом произвольной длины, т. е. не должно быть ограничения на количество тестовых заданий в тесте. 2. Тестовое задание может сопровождаться иллюстрацией или схемами. 3. Для каждого задания может быть представлено до четырех возможных вариантов ответа со своей оценкой в баллах. 4. Результат тестирования должен быть отнесен к одному из четырех уровней: балльному, процентному, количественному, смешанному. 5. Задания теста должны находиться в текстовом файле. 6. Программа должна быть инвариантна к различным тестам, т. е. изменения в тесте не должны вызывать требование изменения программы. 7. Перемешивание тестовых заданий, альтернатив. 8 .Низкие системные требования (достаточно Windows NT/2000/). 9. Наличие систем сбора и обработки статистической информации по результатам тестирования (для тестируемых и для тестовых заданий) 10. Простота подготовки тестовых заданий (задания могут создаваться преподавателями в минимальной степени владеющими компьютером). 11. Установку автором-предметником времени, необходимого для прохождения теста. 12. Опционную установку выбора последовательности подачи тестовых заданий: а) строго определенную, например, по степени возрастания трудности - линейной для гомогенных тестов, "спиральной" для гетероген115

Секция 2 ных тестов; б) случайную, с возможным исключением для первого (для группы первых) и последнего (для группы последних) заданий, которые могут отбираться специально из соображений большей понятности, удобства, интереса и т.д.; в) специальную, в соответствии с какой-либо теорией, соображениями переноса навыков, концентрации внимания и др.; г) блочную, с возможностью выбора порядка подачи тестовых заданий в каждом блоке; д) в порядке, сочетающим случайный и специальный подбор. Существует довольно большое количество тестовых сред, однако нашей системе образования нужны надежные стандартизированные тестовые оболочки, а не любительские самоделки которые далеки от понимания тестологии контрольного материала. Балыкина Е. Н. Компьютерное дидактическое тестирование в преподавании исторических дисциплин // Круг идей: алгоритмы и технологии исторической информатики: тр. IX конф. Ассоциации «История и компьютер». – М; Барнаул, 2005. – С. 484–517. Концевой М.П. Тестовый комплекс в структуре электронного учебного пособия// Тезисы докладов Первой Международной научнометодической конференции «Перспективы развития системы тестирования в Республике Беларусь» 13 февраля 2003г. Минск: РИКЗ, 2003. С. 193-195. Спиричева Н.Р., Любимцев С.И. Spiricheva N.R., Lubimcev S.I. ВЫБОР ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ДИСЦИПЛИНЕ “МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ” CHOICE SOFTWARE FOR A LABORATORY WORK FOR DISCIPLINE “METHODS AND MEANS INFORMATION PROTECTION” [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург При формировании УМК по дисциплине “Методы и средства защиты компьютерной информации” был проведен анализ демонстрационных и свободнораспространяемых продуктов для использования в лабораторном практикуме. At creation textbook for discipline “Methods means information protection” the analysis demonstration and open source products for use in a laboratory work has been carried out. Для современного общества проблемы информационного обеспечения всех сфер деятельности являются первоочередными. Однако интенсификация информационных процессов порождает ряд попутных и достаточно серьез-

116

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ных проблем, в том числе и проблему надежной защиты циркулирующей в системе информации. Для формирования необходимых компетенций у студентов специальностей “Автоматизированные системы обработки информации и управления”, “Информационные системы и технологии” в указанной области знаний преподается дисциплина "Методы и средства защиты компьютерной информации". Основной проблемой в этой области подготовки студентов являются значительные материальные затраты, связанные с дорогостоящими программными продуктами и аппаратными средствами. Альтернативный путь и единственно возможный при дистанционной технологии обучения – использование демо-версий дорогостоящего ПО и свободнораспространяемых продуктов. Для удобства и возможности самостоятельной работы студентов разработан электронный учебнометодический комплекс (УМК) “ Методы и средства защиты компьютерной информации ”, в состав которого включены рабочая программа дисциплины, конспект лекций, демонстрационное сопровождение лекционного материала и лабораторный практикум. Лабораторный практикум имеет некоторую вариативную часть и пытается учесть интересы студентов в области защиты информации. Лабораторная работа №1. Шифрование с открытым ключом. Система PGP. (PGP.com) Лабораторная работа №2 (вариативная). А) Самостоятельная реализация алгоритма криптографической защиты информации Б) Криптографическая защита информации с помощью системы Крипто-Про (демо-версии http://www.CryptoPro.ru) Лабораторная работа №3. Криптоанализ Для демонстрации криптоанализа используются готовые программы, позволяющие открытие текстов, зашифрованных по алгоритму Вижинера. Студентам предложены следующие полезные ссылки: I. Он-лайн программы для кодирования/декодирования текстов по алгоритму Виженера и анализа зашифрованного текста с неизвестным ключом. 1. По следующему адресу http://math.ucsd.edu/~crypto/java/EARLYCIPHERS/Vigenere.html расположена программа, позволяющая проводить весь спектр операций, использующих алгоритм Виженера (рис.1):

117

Секция 2

Рис. 1. Форма при проведении криптоанализа

Для работы сервиса необходим плагин Java для браузера. 2. http://sharkysoft.com/misc/vigenere/ Сервис, позволяющий только кодировать/декодировать тексты с помощью алгоритма Виженера и известного ключа. 3.http://smurfoncrack.com/pygenere/index.php Очень удобный сервис. Полностью автоматически анализирует зашифрованный текст, подбирает ключ и декодирует сообщение. Необходимо только задать интервал предполагаемой длины ключа. II. Автономные программы для кодирования/декодирования текстов по алгоритму Виженера и анализа зашифрованного текста с неизвестным ключом. 1. Программа «Vigenere Cipher» http://pajhome.org.uk/crypt/vigenere.html. Написана на языке C. Осуществляет кодирование/декодирование по известному ключу и предоставляет широкие возможности по анализу текстов с неизвестным ключом. 2. Программа «The Vigenere Cipher», по функциональным возможностям идентичная предыдущей, находится по адресу http://mathdemos.gcsu.edu/mathdemos/vigenere/vigenere.html. Однако, в отличие от предыдущей, написана на языке Visual Basic и имеет графический удобный интерфейс. 3. Существуют даже программы для мобильных телефонов и коммуникаторов, позволяющие работать с алгоритмом Виженера. Вот одна для смартфонов на базе мобильной операционной системы Palm OS. http://www.palmblvd.com/software/pc/Vigenere-Cipher-2001-10-11-palm-pc.html 4. Следующая программа позволяет производить только кодирование/декодирование текстов по известному ключу. Однако к еѐ достоинствам можно отнести дружелюбный графический интерфейс и форму установки в виде EXE-файла. http://www.brothersoft.com/vigenere-cipher-135713.html. 5. Мощнейший инструмент для анализа не только шифра Виженера, но и многих других. Официальный сайт программы http://www.cryptool.org/. Уди-

118

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 вительно, но при огромных функциональных возможностях – это бесплатный продукт и преподносится как «свободный обучающий инструмент для криптографии и криптоанализа». Для примера рассмотрим, как с помощью данной программы зашифровать, а потом взломать зашифрованный текст. Для шифрования текста, который по умолчанию представлен в главном окне программы, пройдем по меню, как показано на рис.2.

Рис.2. Шифрование текста

Появится окно для ввода ключа шифрования (рис 3). Введем ключ и нажмем кнопку Encrypt:

Рис. 3. Ввод ключа

Теперь текст зашифрован. Предположим, что мы забыли ключ, но нам срочно необходимо прочитать текст данного файла. Для криптоанализа проделаем действия, аналогичные представленным на рис.4.

119

Секция 2

Рис. 4. Окно для криптоанализа

Программа попросит ввести длину анализируемого текста. Эта длина должна быть больше, чем длина предполагаемого пароля. Программа выведет ключевую последовательность, которая использовалась для шифрования исходного текста. Нажимаем кнопку Decrypt, и текст расшифрован. Считаю, что знакомство с описанными программными продуктами сформирует необходимые компетенции у студентов в области программных средств защиты информации и криптографии. Томашевский Д.Н. Tomashevsky D.N. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ КОМПЛЕКТ УЧЕБНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО КУРСУ “CИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА” MULTIMEDIA TRAINING PACKAGE FOR THE COURSE OF LECTURES "POWER ELECTRONICS" [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье рассматривается мультимедийный комплект учебных материалов по курсу “Силовая электроника”. Рассмотрены содержание, назначение, особенности представленных материалов. In this article the multimedia training package for the course of lectures “Power electronics” is considered. The content, purpose, features of the presented materials are considered. Для обучения студентов по специальностям 140605 “Электротехнологические установки и системы” и 140610 “Электрооборудование и электро120

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 хозяйство предприятий организаций и учреждений” разработан мультимедийный комплект учебных материалов по одному из основных курсов “Силовая электроника”. Этот курс является основополагающим при изучении всех трех частей курса “Источники питания”, поэтому упор в нем сделан на изучение элементной базы схем силовой электроники. Мультимедийный комплект учебных материалов по курсу “Силовая электроника” охватывает следующие темы: электронно-вакуумные приборы; основы полупроводников; полупроводниковые диоды; тиристоры; транзисторы; критические режимы работы полупроводниковых приборов; особенности проектирования силовых полупроводниковых преобразователей; тенденции и последние разработки в области силовой электроники. Для изучения курса разработаны конспект лекций на CD диске и бумажном носителе, методические указания для проведения лабораторных работ. При изучении курса демонстрируются реальные полупроводниковые приборы большой мощности, в том числе в разрезе. Для достаточного усвоения студентами материала использованы элементы наглядного визуального восприятия объясняемых процессов и явлений – презентации по указанным темам в приложении MS Power Point (рис. 1), примеры моделирования процессов в схемах силовой электроники. Кроме того, для проведения занятий подготовлены анимации по темам: процессы в схеме однофазного мостового выпрямителя; процессы в схеме трехфазного нулевого выпрямителя; принцип действия тиристора.

Рис. 1. Пример презентации по теме “Тиристоры”.

121

Секция 2

Рис. 2. Модель однофазного управляемого выпрямителя.

Лабораторные работы предполагают моделирование силовых полупроводниковых элементов в приложении SimPowerSystems(SPS) к пакету Matlab. Для построения SPS-моделей устройств силовой электроники применяются виртуальные модели основных видов ключевых полупроводниковых элементов – диодов, тиристоров и транзисторов, которые содержатся в разделе устройств силовой электроники Power Electronics библиотеки SimPowerSystems. Модели выпрямителей и инверторов строятся на базе универсального моста (рис. 2), содержащего различные варианты ключей – диоды, тиристоры, идеальные ключи, а также полностью управляемые тиристоры, IGBT- и MOSFET-транзисторы, шунтированные обратными диодами. При этом число плеч моста выбирается от 1 до 3. Предлагаются лабораторные работы по темам: диод, однооперационный тиристор, GTO-тиристор, MOSFETтранзистор, IGBT-транзистор, идеальный ключ. Для наблюдения характера изменения тока и напряжения на полупроводниковом ключе введен специальный информационный порт для подключения осциллографа (рис. 3).

122

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 3. Осциллограмма напряжения на нагрузке.

Для преподавания курса используется специальное оборудование – проектор или большой ЖК дисплей, соединенный с компьютером или ноутбуком. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: учебник для вузов / Ю.С. Забродин. М.: Высш. школа, 1982. 496 с.: ил. 2. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink / И.В. Черных. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. 288 с.: ил. 3. Силовая электроника // Приложение к журналу “Компоненты и технологии”. Филосова Е.И., Рыкова О.В. Filosova E.I., Rykova O.V. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОНТОЛОГИЙ В ОБЪЕКТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ USING THE ONTOLOGIES IN THE OBJECT EDUCATION TECHNOLOGY [email protected] УГАТУ г. Уфа Рассматривается способ организации образовательного ресурса для цели электронного обучения. Предлагается методология проектирования указанного образовательного ресурса в рамках объектного подхода на основе использования онтологий и соответствующих тезаурусов.

123

Секция 2 In this article you can find the method of organization educational resources with the help this is possible to conduct е-learning training. Author offers the methodology of design the specified educational resource in the object approach using ontologies and corresponding thesauri. В последние годы получил широкое распространение термин е-learning, означающий процесс обучения в электронной форме через сеть Интернет или Интранет с использованием систем управления обучением. В качестве программного обеспечения для электронного обучения целесообразно использовать системы управления обучением и учебным контентом (Learning Content Management Systems). Новые механизмы передачи информации оказали существенное влияние на средства, методы и формы обучения. Как следствие, возникает острая необходимость в анализе особенностей применения закономерностей общей теории обучения – дидактики – в условиях распределенных в пространстве и времени процессов сетевого обучения. Симбиоз концепций традиционной учебной среды, новых информационных технологий и средств Интернет привел к формированию нового понятия в дидактике – образовательная информационная среда. Под указанной средой понимается комплекс информационного, технического, учебнометодического обеспечения, обеспечивающий полноценную реализацию целенаправленного учебного процесса. Однако для оптимизации использования новых широких возможностей образовательной среды настоятельно требуются теоретическое осмысление и технологическая поддержка решения ряда практических задач, связанных с реорганизацией учебного процесса. Одной из перспективных методических новаций при сетевом обучении является концепция объектной организации информационных ресурсов учебного назначения. В 1992 году Вэйн Ходжинс предложил концепцию учебного (образовательного) объекта (learning object). Модель образовательных объектов базируется на постулате, что мы можем создавать независимые пакеты образовательного контента, которые могут быть использованы в учебных целях, причем не единожды, а многократно и в разных контекстах. В общем смысле, объектная организация учебных контентов является реализацией идеи модульности, которая лежит в основе модернизации современного учебного процесса. При объектном подходе учебный материал разбивается на отдельные порции – учебные объекты (УО), каждый из которых может многократно использоваться как в отдельности, так и во взаимодействии с другими объектами на платформах, поддерживающих единые международные технологические стандарты. Базирующаяся на объектно-ориентированном подходе концепция образовательного объекта предполагает, что эти пакеты самодостаточны и содержат внутри себя всю необходимую информацию, хотя допускают связи с внешними объектами. При этом появляется возможность одинаковой интерпретации объектов, композиции (агрегирования) сложных объек-

124

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 тов из совокупности отдельных объектов, включения объектов в логически упорядоченные последовательности элементов учебного материала. Существенным свойством образовательного объекта является наличие метаданных – общего описания объекта, необходимого для его "интеллектуальной" автоматической обработки. Для этого в метаданные включается информация о том, на какую аудиторию он рассчитан, а также условия и сценарии его корректного применения. Стандарты для метаданных определяют минимальный набор атрибутов, необходимый для организации, определения местонахождения и оценки учебных объектов. Значимыми атрибутами учебных объектов являются тип объекта, имя автора объекта, имя владельца объекта, сроки распространения и формат объекта. По мере необходимости эти стандарты могут также включать в себя описание атрибутов педагогического характера – таких, как стиль преподавания или взаимодействия преподавателя с учеником, получаемый уровень знаний и уровень предварительной подготовки (рис. 1).

Рис. 1. Модель образовательных объектов

Разбиение объемных учебных курсов на независимые единицы учебного материала меньшего объема позволяет конструировать разнообразные учебные курсы из множества учебных объектов, размещенных в распределенном хранилище информации – репозитарии [1]. Репозитарий учебных объектов – это пакет программ, предназначенный для хранения УО на протяжении всего его жизненного цикла, включая первую версию, а также для отслеживания обновлений его версий и поставки УО в систему управления обучением. Репозитарий УО связывает метаданные, компоненты и УО и реализует поиск компонентов или УО по их метаданным. При объектно-ориентированном подходе учебный курс, в традиционном понимании, представляется в виде учебного модуля (рис. 2). Учебный модуль включает множество семантически упорядоченных учебных объектов, объединенных общими целями учебной программы. Каждый элемент учебного материала: учебный модуль, блок, курс – является учебным объек125

Секция 2 том сложной структуры и наследует все свойства и признаки учебного объекта. В общем случае каждый элемент учебного материала имеет вложенную структуру. Сущность, тип и количество вложений каждого элемента данной иерархии определяется учебными целями. При таком подходе появляется возможность автоматизации целенаправленного конструирования адаптивных последовательностей учебного материала.

Рис. 2. Модель учебного модуля

Для интеграции знаний в едином пространстве и последующего выделения учебных курсов и их учебных объектов требуется единое концептуальное описание знаний с помощью онтологий [2]. Для организации интегрированного пространства знаний создаются предметная онтология, отражающая виды деятельности независимо от того, кому и как они преподаются, и онтология обучения, формализующая структуру процесса обучения под углом зрения конкретных специальностей и форм обучения. Онтология – формальная спецификация разделяемой концептуальной модели. Онтология состоит из классов сущностей предметной области, свойств этих классов, связей между этими классами и утверждений, построенных из этих классов, их свойств и связей между ними.

126

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Учебные объекты создаются для выработки у обучаемых новых качеств, способствующих эффективному применению полученных знаний, навыков и умений, т.е. формированию новых личностных характеристик. Это позволяет из отдельных объектов создавать конкретные учебные последовательности, соответствующие особенностям каждой группы обучающихся и учитывающие потребности в профессиональной ориентации своих специалистов. Знания, необходимые для формирования компетенций, состоят из множества блоков – учебных объектов, которые хранятся в xml-файле. Модуль управления онтологиями предоставляет возможности создания и визуализации многоуровневых онтологий, содержащих три уровня вложенности [3]: типы ресурсов, ресурсы, содержимое ресурсов. Каждая онтология определяет схему навигации по обучающему курсу. Выбор онтологии в каждом конкретном случае определяется моделью пользователя. С применением объектного подхода к структурированию знаний появляется возможность оптимизации учебного процесс: построения гибких, персонифицированных технологий обучения, кардинального изменения содержания педагогической работы преподавателей. Применение интегрированного подхода к представлению знаний в репозитарии даст возможность наращивания и/или сокращения элементарных учебных объектов как путем детализации элементов описания, так и путем их обобщения. Одновременно появляется возможность принципиального улучшения качества образования путем органичного встраивания в образовательные процессы системы мониторинга, анализа получаемых компетенций и адаптивной коррекции учебного процесса. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Титарев Д.Л., Петрик Е.А., Ильченко О.А., Феданов А.Н. Технологии и методики образовательных ресурсов // Материалы второй открытой всероссийск. конф. «Преподавание информационных технологий в России». – Режим доступа [http://www.ict.edu.ru/vconf/] – 10.11.2009. 2. Мизогучи Р. Шаг в направлении инженерии онтологий // Новости искусственного интеллекта. М.: РАИИ, 2000. №1-2. С. 11–36. 3. Jovanovic‟ J., Gasevic‟ D., “Ontology of Learning Object Content Structure”, 2005

127

Секция 2 Харитонов В.В., Соломеин В.А. Kharitonov V.V., Solomein V.A. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНОЙ БАЗЫ ЗНАНИЙ – ЭНЦИКЛОПЕДИИ "ПРОИЗВОДСТВО ТРУБ" IMPROVEMENT OF MULTIMEDIA KNOWLEDGE BASE – ENCYCLOPEDIA "TUBE & PIPES PRODUCTION" [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Приведены структура и основные возможности мультимедийной базы знаний по теории, технологии и оборудованию для производства труб, разработанной с использованием Интернет-технологий. Рассмотрены примеры ее использования в системах подготовки и переподготовки инженерных кадров. Presented structure and main possibilities multimedia knowledgebase on theories, technologies and equipment for production of the pipes, designed with use Internet-technology. The considered examples of its use in system of preparation and fart-preparing the engineering personnel. Изучение инновационных решений в металлургии особенно актуально в настоящий момент в связи со строительством новых и реконструкцией действующих предприятий отечественной и мировой трубной промышленности с целью увеличения объемов производства и освоения новых видов трубной продукции для работы в условиях воздействия экстремальных нагрузок и температур, радиации и коррозионно-активных сред. В отличие от традиционной учебной литературы, электронные базы знаний могут оперативно обновляться и постоянно дополняться информацией о новых теоретических разработках и технических решениях в интересующей области знаний. Эффективность такого подхода подтверждается многолетним опытом разработки и применения электронной базы знаний по теории, технологии и оборудованию для производства труб, основанной на современных мультимедийных, гипертекстовых и сетевых возможностях Интернета [1]. База знаний представляет собой интерактивный энциклопедический справочник и включает разделы по производству горячедеформированных, холоднодеформированных и сварных труб. Она охватывает весь спектр как традиционных, так и новых перспективных способов производства бесшовных и сварных труб. Имеются подразделы, посвященные вопросам теории и технологии их производства. Приведены данные об основных видах трубной продукции, условиях эксплуатации труб и требованиях нормативно-технической документации к их сортаменту, количественным и качественным параметрам. Подробно описаны технологические циклы и операции производства труб, состав и схемы расположения основного и вспомогательного оборудования, его конструкции и технические характеристики, способы контроля качества

128

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 выпускаемой продукции. Приводятся схемы производства и типичные таблицы прокатки труб на трубопрокатных агрегатах десятков российских и зарубежных предприятий. Рассмотрены современные схемы автоматизированных систем управления технологическими процессами производства труб. Имеются подразделы по термической и термомеханической обработке труб, видам резьбы, защитным покрытиям и технологиям их нанесения, а также методам и средствам контроля качества трубной продукции и другие разделы с графически иллюстрированной учебной, теоретической и научнотехнической информацией. При наполнении базы знаний были использованы авторские обзоры современных технологий и оборудования для производства труб по материалам зарубежной и отечественной научно-технической литературы, Интернета и т.д. Наряду с обширной статической информацией (свыше 3000 страниц – статей) электронная база знаний включает ряд интерактивных страниц, в которых реализованы расчеты некоторых технологических параметров производства труб. Это позволяет проводить интерактивные лабораторные работы по соответствующим разделам ряда учебных дисциплин. В базу знаний также включены разделы, использующие интерактивные возможности web-ориентированных приложений с использованием комплекса баз данных: система автоматического поиска информации по ключевым словам; электронный каталог (более 5000) библиографических источников (книг, статей, диссертаций, патентов и т.д.), часть из которых сопровождаются рефератами или полным текстом; список нормативно-технической документации (свыше 200 наименований), включающий наименования и краткое описание ГОСТ, ТУ, используемых в производстве труб; анимационные видеофрагменты основных процессов горячей и холодной деформации труб; список терминов, сокращений, аббревиатур, наименований предприятий трубной промышленности с кратким описанием, толкованием терминов; электронный классификатор основных видов дефектов труб, возникающих на различных стадиях их производства; динамические страницы, обеспечивающие интерактивный расчет некоторых параметров деформации труб; блок автоматизированного тест-контроля знаний. В новую версию энциклопедии включены дополнительные базы данных: атлас чертежей типового оборудования для производства труб, который представляет собой интерактивный электронный каталог общих видов и разрезов узлов прессов, трубопрокатных и волочильных станов, применяющихся на отечественных и зарубежных заводах. Контек-

129

Секция 2 стно-зависимые ссылки дают краткое описание и техническую характеристику оборудования. Имеется автоматизированный поиск и выделение на чертеже интересующих пользователя деталей или узлов оборудования; атлас типовых калибровок технологического инструмента для горячей и холодной прокатки и волочения труб, который представляет собой интерактивный электронный каталог чертежей рабочих валков, оправок, волок и т.д. Для проверки уровня знаний пользователей разработан модуль тестирования, в котором имеется пополняемый банк тестовых вопросов по теории и технологии производства труб. Можно выбирать уровень сложности вопросов, их количество, тематические разделы. При затруднениях в процессе самоконтроля обучения пользователь может обратиться к соответствующим разделам базы знаний, воспользовавшись встроенными поисковыми инструментами. Можно проводить поиск информации как по всему содержимому базы знаний, так и по выбранным разделам с учетом дополнительных настроек для каждого вида поиска, например, при поиске библиографических источников можно указать год издания, тип источника (статья, книга, патент и т.д.), наличие реферата и т.д. Поиск реализован и в объеме полнотекстовых документов. При необходимости на соответствующей странице можно обратиться за помощью к справочной подсистеме или задать вопросы авторам или системному администратору. Для реализации описанных возможностей применены клиентсерверные технологии с использованием web-сервера Apache, модуля создания динамических страниц на языке PHP, СУБД MySQL на платформах Windows, Linux. Для повышения эффективности восприятия учебно-информационного материала используются Flash-технологии визуализации графических иллюстраций, а также анимационные видеофрагменты процессов деформации труб. В настоящее время база знаний используется в учебном процессе на кафедре ОМД УГТУ–УПИ и ГОУ СПО «Каменск-Уральский политехнический колледж». Другие варианты базы знаний, ориентированные на задачи переподготовки кадров и повышения квалификации ИТР, а также информационного обеспечения производственной деятельности, размещены в корпоративных сетях ОАО «Первоуральский новотрубный завод» и ОАО «Синарский трубный завод». Программное обеспечение базы знаний и баз данных зарегистрированы (№№ 2007614939, 2007620404, №2009620031, 20096100311) в Реестре программ для ЭВМ и баз данных Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ). Демонстрационные фрагменты энциклопедии "Производство труб" доступны по адресу в сети Интернет: http://www.tubepipes.com.

130

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Харитонов В.В., Соломеин В.А. Интерактивные возможности WEBтехнологий и мультимедиа в учебном процессе подготовки специалистов для трубной промышленности. Сб. докладов 5-й научно-методической конференции "Новые образовательные технологии в вузе". Часть 1. 2008. С. 389393. Хатьков Н.Д., Ефанов В.И., Шангина Л.И. Hatkov I.D., Efanov V.I., Shangina L.I. КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО СОЗДАНИЮ МЕТОДИЧЕСКИХ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ РЕСУРСОВ ПРЕПОДАВАТЕЛЕМ COMPUTER PRACTICE FOR TEACHERS TO CREATE MULTIMEDIA TEACHING RESOURCES [email protected] Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники г. Томск Представлены результаты внедрения в практику мультимедийных технологий создания преподавателем собственных электронных ресурсов, включающих тестовые материалы, мультимедийные лекции, лабораторные практикумы. Все эти материалы преподаватель создает самостоятельно без привлечения программиста в системе «Sydney», разработанной в ТУСУРе. The article presents the results of introduction of multimedia technology for teachers to create their own electronic resources including tests, multimedia lectures, laboratory works. Using the system “Sydney” that was developed in TUSUR the teacher is able to make all the material independently without any assistance from a programmer. На сегодняшний день существует различное программное обеспечение для повышения эффективности работы преподавателя. Автоматизированные обучающие системы (АОС) включают развитые инструментальные средства для разработки и эксплуатации методических материалов. Преподавателю представляется возможность использовать свойства векторной структуры [1] учебного компьютерного курса как один из возможных вариантов предоставления методических материалов обучаемому. Одним из важных свойств компьютерных методических материалов является их индивидуальное применение, поэтому особенности восприятия обучаемыми методического материала также учитываются в АОС. В целом использование элементов АОС позволяет преподавателю существенно улучшить свое видение учебного процесса, а также получить практические навыки создания и использования компьютерных методических ресурсов, начиная от простых форм представления до сложных в техническом отношении [2]. Выбор программного обеспечения зависит от используемой технологии: очное или дистанционное обучение. При использовании программного обеспечения, входящего в интегрированную систему дистанционного обучения «Sydney», преподаватель может 131

Секция 2 самостоятельно создать высококачественные мультимедийные методические материалы [3]. В этой системе достаточно подробно представлены основные, апробированные на практике технические приемы работы для формирования интерактивных мультимедийных лекций в 2D и 3D исполнении, компьютерных тестов, использования визуальных 3D эффектов для быстрого запоминания терминов и понятий, создания матричных математических моделей лабораторных работ и их встраивание в программное обеспечение. Показано общее построение учебного курса на основе созданных программных модулей с методическим обеспечением. Изготовление методических материалов с помощью программного обеспечения системы Sydney позволяет преподавателю обойтись без привлечения программистов для решения тех или иных технических задач, оперативно редактировать свои материалы и тем самым существенно повышать эффективность своего труда. Создаваемые преподавателем методические материалы в последующем должны выстраиваться в некоторую учебную структуру курса. В системе Sydney она выполнена в виде вектора. Векторное формирование учебного курса осуществляется на основе разнородных по своему составу модулей курса. Тестовые модули курса используются, как элементы создания вторичных коллинеарных векторов в изучении курса. Существует и рейтинговое оценивание курса. Возникающие иерархические версии курса являются одним из способов его эффективного использования и динамической отладки в условиях реального образовательного процесса. Существуют и условия использования ограничений на доступ к элементам курса после его прохождения, имеются и определенные требования к протоколам прохождения курса. Для изучения системы создано учебное пособие [4], которое дает полное описание программных интерфейсов и представлено в последовательном развернутом виде на конкретных примерах изготовления методических материалов. Рассматриваемое программное обеспечение с этими примерами содержится на оптическом диске и может быть заказано на Факультете повышения квалификации ТУСУРа. Система дистанционного обучения «Sydney» может быть применена в целях повышения квалификации преподавателей и специалистов, создающих программное обеспечение для образовательных целей. Разрабатываемые материалы системы были опубликованы на разного уровня конференциях и апробированы преподавателями на занятиях по разным дисциплинам. Курс «Мультимедийные информационно-образовательные ресурсы» включает в себя технологии использования мультимедийных методических материалов в очном и дистанционном обучении; разработку и эксплуатацию контролирующих и теоретических компьютерных материалов, возможности автоматизации сопровождения и мониторинга учебного процесса. В ходе обучения слушатели под руководством преподавателей создают мультимедийные лекции, тесты, виртуальные лабораторные работы по преподаваемым ими дисциплинам, пригодные для дальнейшего использования в педагогической практике. По окончании курсов выдается удостоверение о повышении квалификации государственного образца. 132

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 На факультете повышения квалификации с 2006 года проводится обучение на курсах по теме «Мультимедийные информационнообразовательные ресурсы» для преподавателей вузов, техникумов, лицеев, колледжей сибирского региона. На этих курсах повысили квалификацию 56 человек. Среди них преподаватели Новосибирского педагогического университета, ряда вузов Алтая и Кемеровской области. Каждому слушателю было бесплатно выдано программное обеспечение, позволяющее использовать полученные навыки в дальнейшей деятельности. Учитывая, что с 2009 года вузы имеют право в рамках своих контрольных цифр повышать квалификацию преподавателей других вузов системы Рособрнауки, можно рассчитывать, что наше предложение заинтересует многих преподавателей. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Буль Е.Е. Обзор моделей студента для компьютерных систем обучения Educational Technology & Society, 6(4), 2003 ISSN 1436-4522, pp. 245250. 2. Павличенко Ю.А., Хатьков Н.Д. Методические ресурсы преподавателя в мультимедийной среде Sydney и временные затраты на его создание. 2-я Всероссийская конференция «Электронные учебники и электронные библиотеки в открытом образовании», с. 322 – 329, МЭСИ, 29 ноября 2001г., г. Москва. 3. Интегрированная мультимедийная система дистанционного обучения Sydney, рег. №990548 от 29 июля 1999г., РОСПАТЕНТ. 4. Осетров Д.Г., Павличенко Ю.А., Хатьков Н.Д., Шангина Л.И. Компьютерный практикум по созданию методических мультимедийных ресурсов. Учебное пособие.-. ТУСУР, 2007-104с. Цибанов Д.В., Костылев А.В. Tsibanov D.V., Kostylev A.V. ВИРТУАЛЬНЫЙ СТЕНД ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА TMS320LF2407A VIRTUAL INSTALLATION BASED ON TMS320LF2407A WITH DIGITAL CONTROL SYSTEM [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В данной статье рассматривается пример построения виртуального стенда на базе микроконтроллера TMS320LF2407A для управления моделями объектов, реализованных в среде Simulink. Виртуальный стенд предназначен для обучения студентов программированию и отладке управляющих систем в рамках курса «Микропроцессорные Системы Управления Электроприводами». In this paper considered example of development virtual installation based on TMS320LF2407A microcontroller for control Simulink models of objects. Vir-

133

Секция 2 tual installation designed for the purpose of teaching students programming control programs and debugging them in «Microprocessor Control Systems of Electrical Drive» study course. В настоящее время на рынке электрооборудования представлены как готовые решения в области преобразовательной техники, так и широкий спектр комплектующих для построения преобразователей и систем управления ими. В некоторых случаях проектные организации в области электроприводов осознанно отказываются от применения готовых решений в пользу самостоятельно разработанных. Опыт работы с оборудованием ведущих мировых производителей преобразовательной техники современный студент имеет, а опыт написания простейших управляющих программ для задач электропривода и их отладки на специализированных контроллерах отсутствует. Постоянное совершенствование алгоритмов систем управления электроприводами, доступность комплектующих для их построения – всѐ это делает актуальной задачу ознакомления студентов в рамках лабораторного курса «Микропроцессорные системы управления» с основами написания и отладки управляющих программ. Для решения данной задачи предлагается ввести в лабораторный курс ряд работ с использованием виртуального стенда. Структура системы микропроцессорного управления в общем случае имеет вид, показанный на рис. 1. канал управления

МПСУ

Объект управления

канал обратной связи Рис. 1. Общий вид структуры МПСУ

На рис. 2. представлена типовая структура системы управления в развѐрнутом виде, где Wp(z) – передаточная функция регулятора в цифровой форме, УПД – устройство передачи данных, Wo(p) – передаточная функция объекта управления, Wд(z) – передаточная функция датчиков обратной связи в цифровой форме. Под УПД понимается интерфейс, обеспечивающий передачу управляющего сигнала u(nT) объекту управления. x(nT )

e(nT ) y*(nT)

Wp(z )

u(n T)

УП Д Wд(z )

u’(t)

Wo(p )

y(t)

Рис. 2. Типовая структурная схема системы управления

134

Новые образовательные технологии в вузе Структура виртуального стенда представлена на рис.3. TMS320 LF2407A Wp(z )

НОТВ-2010

Simulin k Эмулятор Wo(p)

RS23 2

Рис. 3. Структура виртуального стенда

Применение термина «виртуальный стенд» продиктовано тем, что при выполнении работ на стенде студенты будут работать не с реальным объектом, а с его моделью. Такая структура позволяет создавать модели объектов управления различной степени сложности в среде Simulink пакета моделирования Matlab и программировать регуляторы для заданного объекта на контроллере. Таким образом, обеспечивается гибкость работы, поскольку на одном и том же стенде можно выполнять работы по управлению разными объектами, а так же достигается необходимая безопасность в случае некорректной работы программы. Регулирующая часть данного стенда выполнена на основе процессора семейства TMS 2407 компании Texas Instruments, который является специализированным под использование в системах управления электроприводами. Процессор имеет следующие основные характеристики: производительность 40 MIPS (при 40 МГц); цикл выполнения инструкции 25 нс; восемь 16 – битных каналов ШИМ; 3 – фазный ШИМ генератор. Связь процессорной платы с моделирующим компьютером осуществляется по интерфейсу RS232. COM – интерфейс является одним из распространѐнных протоколов низкого уровня. Данный интерфейс позволяет осуществить подключение типа «точка – точка», используя так называемый «нуль – модемный кабель»; осуществление соединения по такому кабелю показано на рис.4, где TD – регистр передаваемых данных, RD – регистр принимаемых данных. TD Pin Comput- 3 Pin RD er 1 2

TD

Pin 3 ComputRD Pin er 2 2

Рис. 4. Схема соединения компьютеров по «нуль – модемному кабелю»

Важным вопросом при реализации данного стенда было определение времени транспортного запаздывания при передаче и приѐме данных. Поскольку скорость обмена данными с контроллером ограничена аппаратными 135

Секция 2 средствами на уровне 19200 бит/с, а модель передаѐт данные длинной в 2 байта, то величина транспортного запаздывания при передаче и приѐме данных составила 0,83 мс. Транспортное запаздывание может стать критическим фактором для качественного управления объектами с малыми постоянными времени. Благодаря программной реализации объектов управления, открывается возможность масштабирования величины To – постоянной времени объекта, что позволяет качественно оценить переходные процессы на выходе объекта управления, не сталкиваясь с аппаратными ограничениями. В среде Simulink была создана модель объекта, а так же программная часть, осуществляющая инициализацию COM – порта, приѐм сигнала задания и отправку сигнала обратной связи, структура модели показана на рис.5.

Рис. 5. Модель объекта управления

Блоки инициализации порта, записи и чтения данных реализовывались на основе S-функции из примера SFUNTMPL.m. Блок «PORT INITIALIZATION» устанавливает параметры порта, такие, как: количество битов данных; количество стоповых битов; скорость передачи данных, кбит/с; объѐм буфера входных данных, кб; Затем открывает порт, а по завершении моделирования – закрывает. Блок «GET TARGET» устанавливает величину своего выхода равной значению, считанному из порта. Блок «SEND FEEDBACK» считывает состояние своего входа и записывает его в порт. Таким образом, был создан аппаратно – программный комплекс, позволяющий студентам получить навыки отладки программ управления на образце специализированного микроконтроллера. Применение моделей объектов управления обеспечивает данному комплексу гибкость, а также исключает возможность повреждения оборудования, возможного при отладке программ непосредственно на физических объектах. Предполагается работа со следующими моделями объектов:

136

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 двигатель постоянного тока; двухзвенный преобразователь частоты; векторная САР асинхронного двигателя. Cтенд позволяет наглядно продемонстрировать переходные процессы, протекающие как при штатных режимах работы объекта управления, так и в аварийных режимах. Всѐ это позволяет повысить уровень преподавания учебной дисциплины «Микропроцессорные Системы Управления Электроприводами» и расширяет навыки будущих специалистов. Шабанова И.В., Гайдукова Н.Г., Цимбал М.В. Shabanova I.V., Gauducova N.G., Zimbal M.V. ЭЛЕКТРОННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - ФАКТОР РЕАЛИЗАЦИИ НОВОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИИ THE ELECTRON INFORMATION TECHNOLOGY IS A FACTOR OF THE NEW EDUCATION STANDARD REALIZED AT THE STUDY OF CHEMISTRY [email protected] ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет г. Краснодар Рассматривается опыт применения информационных технологий для реализации образовательных стандартов при изучении химии в аграрном вузе и проблемы, тормозящие реформирование высшего образования в России. The experiment of application of the information technology for the realization of education standard at the study of chemistry in the agrarian university and problems which braked of the reforming of the higher education in Russian is examination. На сайте министерства образования представлен целый ряд проектов стандартов высшего образования. По словам директора департамента государственной политики и образования минобрнауки Игоря Реморенко в интервью Российской газете от 23.12.2009: «В стандартах подробно прописаны условия, обеспечивающие качество образования, например, требование использовать информационные технологии, электронно-библиотечные системы, современное оборудование» [1]. Реализация компетентностного подхода в образовании должна предусматривать широкое использование в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий, включающих в том числе, компьютерные симуляции. Удельный вес занятий, проводимых в такой форме должен составлять не менее 20 % аудиторных занятий. Контроль знаний студентов (текущий и промежуточный) должен осуществляться, в том числе, и методом компьютерного тестирования. В современной образовательной парадигме определены новые приоритеты: саморазвитие, самообследование, самопроектирование (с.р.).

137

Секция 2 Европейская система образования в отличие от Российской предусматривает большее количество часов для самостоятельной работы студентов (табл. 1) Ряд ученых [1,2] объясняют это отсутствием в отечественных вузах должного методического и организационного сопровождения. На наш взгляд важными факторами являются также низкий уровень школьного образования, отсутствие современного оборудования и малое количество точек доступа к Интернет ресурсам. Например, в Кубанском ГАУ компьютерный класс имеет 100 точек доступа на 7 500 студентов очной и 5 000 заочной форм обучения. И это не самый худший показатель по стране. Таблица 1. Сравнение учебной нагрузки в вузах России и Европы Учебная нагрузка Европа Россия зачетные единицы в год 60 60 число часов в зачетной единице 25-30 36 число часов в неделю с учетом с.р. 40 54 число аудиторных часов в неделю 12-16 28 продолжительность учебного года, 8,5-9 10-10,5 месяцы соотношение аудиторной работы к 40:60, 50:50 с.р. 30:70 Электрохимические процессы Цинкование детали автомобиля Катод

-

+

Прибор для перегонки при обычном давлении 3

Анод

2 ZnSO4↔Zn2++SO4

Zn

4 6

1

Zn+2

5 Zn2++2ē +2ē=Zn

Zn - 2ē =Zn+2

1. – водяная баня; 2. – колба Вюрца; 3. – термометр;

4. – холодильник; 5. – приемник; 6. – аллонж.

Рис. 1. Примеры мультимедийных слайдов

Для реализации стандартов на кафедре неорганической и аналитической химии Кубанского ГАУ были подготовлены в электронном виде: учебники и учебные пособия, изданные кафедрой за последние 10 лет, электронные и мультимедийные варианты лекций, тестовые задания для контроля знаний. Электронный информационный ресурс передан в компьютерный класс вузовской библиотеки. При проведении лекций сотрудниками кафедры активно используются мультимедийные презентации, которые демонстрируются в специально оборудованной аудитории. Основные разделы изучаемых химических дисциплин проиллюстрированы мультимедийными слайдами, авторские права подтверждены авторскими свидетельствами на базы данных [3]. Все слайды анимированы, например иллюстрация процесса электрохимического цинкования деталей, не только демонстрирует связь со специальностью, но и раскрывают сущность электролиза; демонстрация прибора для перегонки позволяет использовать слайд как методическое пособие (рис. 1). 138

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Для проведения промежуточного и текущего контроля знаний с 2004 г. студенты всех факультетов, изучающих химию, проходят компьютерное тестирование с использованием разработанной сотрудниками кафедры базы данных 1200 тестов по основным разделам общей, неорганической и аналитической химии в оболочке АСТ . Особенности программы АСТ позволяют: 1) при составлении заданий использовать вставки с рисунками, химическими формулами, изображениями посуды, приборов, спектров; 2) генерировать задания различного уровня сложности; 3) на основании имеющейся базы составлять тесты для студентов различных специальностей по различным темам; 4) проводить тестирование в режиме on-line, что было использовано в декабре 2009 г. для проведения аттестационного тестирования студентов нашего вуза.

Рис. 2. Вид рабочих страниц программы Chemlab

При проведении лабораторных работ используется компьютерная симуляция на основе программы Chemlab по темам титриметрический и гравиметрический анализы (аналитическая химия) и кинетика и термодинамика (общая химия) (рис. 2). При выполнении виртуальных работ решается ряд дидактических задач, такие, как – самоподготовка к проведению опыта на лабораторном оборудовании, изучение химической посуды, обучение основным приемам обработки результатов анализа, моделирование опытов протекающих длительное время или не осуществимых в обычных условиях. При работе с магистрами первоначальное ознакомление с методами обработки данных, видами графических зависимостей ведется на примере соответствующих программ к лабораторному оборудованию. В некоторых случаях, например, когда для работы с эмиссионным пламенным фотометром требуется специальное удостоверение газовой службы, анализ проводит оператор, а обработку данных, расчет калибровочных значений магистры проводят самостоятельно с использованием соответствующих программ. Опыт применения компьютерных технологий позволил выявить и ряд проблем: 1. программы для компьютерных симуляций в основном иностранного производства, 2. работа студентов по самообразованию проходит односторонне, отсутствует интерактивное общение студента и педагога, 3. у студентов недостаточно время для самостоятельной работы на фоне 6-8 часов аудиторной нагрузки в день,

139

Секция 2 4. при аудиторной нагрузке преподавателя КубГАУ с 1.09.2009 г составившей 900 часов, времени на разработки электронных ресурсов практически не остается. Однако использование информационных технологий позволило повысит заинтересованность студентов в предмете, проводить достаточно экспрессный контроль знаний, более широко использовать компьютер в выполнении лабораторных работ. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Ивойдова И. Минобрнауки утвердило новые федеральные государственные образовательные стандарты //Российская газета. – 23.12.2009 2. Барышева Г.А. Включение Российского образования в конкурентную борьбу за обладание компетенциями // Фундаментальные исследования. -№ 3. – 2007 3. Шабанова И.В., Кайгородова Е.А., Зеленов В.И. Разарботка мультимедийных лекций по химии для сельскохозяйственных вузов // Региональная научно-методическая конференция «XI Педагогические чтения по общей и неорганической химии» - Новочеркасск, ЮРГТУ – 2006 – с. 43-47 Шерстнев Е.В. Sherstnev E.V. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ОНТОЛОГИЙ В ПОСТРОЕНИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО РЕСУРСА APPLICATION ELEMENTARY ONTOLOGY IN CONSTRUCTION OF THE INFORMATION EDUCATIONAL RESOURCE [email protected] Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики(технический университет) г. Москва Решение проблемы хранения, обработки, стандартизации и каталогизации образовательных материалов и ресурсов с применением элементарных онтологий на всех уровнях информационной структуры. The decision of a problem of storage, processing, standardization and cataloguing of educational materials and resources with the use of elementary ontology at all levels of information structure. Распространение электронных образовательных ресурсов и систем дистанционного обучения существенно повышает функциональные требования к ним. Важной составляющей информационных образовательных ресурсов является правильная организация и структурирование учебных материалов. Остро встает проблема недостаточной стандартизации сетевых образовательных систем, отсутствие методик адаптации к международным стандартам в сфере технологий обучающих информационных систем, что является препятствием к расширению информационного поля и интеграции в международную образовательную систему. 140

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Вышеуказанные вопросы решаемы на настоящем уровне с применением элементарных онтологий – базисного набора понятий и отношений, идентифицирующих и описывающих конкретную предметную область. Элементарная онтология включает словарь (названия) для ссылки на понятия предметной области (свойства, отношения, ограничения, аксиомы) и логические утверждения, которые описывают то, что собой представляют эти термины, их связи и отношения друг с другом, необходимые для описания и решения задач в избранной предметной области. Онтология задает систему отношений между различными уровнями информации в любой их комбинации в виде ориентированного графа. Связи также могут иметь дополнительные атрибуты (направление, название, индекс, шкала и т.д.). Предлагаемая концепция может обеспечить передачу информации между любыми уровнями информационной структуры за счет связывания данных, что увеличивает скорость нахождения требуемой информации и глубину ее получения. Для реализации данной концепции требуется выработать единые правила создания элементарных онтологий, единой методики их формирования, доступности, читаемости и своевременного обновления в образовательной среде. Консолидация данных и их каталогизация позволяют организовать сбор данных из различных источников и форматов в единое хранилище, обеспечить их дальнейшую обработку, в том числе унификацию, исправление ошибок, устранение дублей, противоречий и неполноты, а также единые механизмы классификации и кодирования, проверку достоверности информации. Под хранилищем понимается объединенное образовательное информационное поле распределенных онтологий, в формировании которого необходимо предусмотреть участие всех создателей образовательных ресурсов. Использование единых элементарных онтологий гарантирует совместимость систем и различных хранилищ данных в сети, что способствует выборке, получению, предоставлению и визуализации объединенной информации из различных источников. В построении открытого информационного хранилища необходимым этапом является переход к объектно-ориентированной модели данных, что способствует повышению уровня абстракции модели предметной области и позволяет иметь унифицированный формат представления данных, обеспечивающий возможности синтаксического и семантического взаимодействия с другими различными системами, что крайне важно при создании распределенных образовательных сетей. Структура онтологии позволяет осуществлять объединение элементарных онтологий. Подобное объединение представляет собой сложную иерархическую систему знаний, описывающую предметную область с различным уровнем глубины и точности. В то же время использование элементарных онтологий позволяет не зависеть от уровня и сложности построения иерар-

141

Секция 2 хических систем и получать запрашиваемую информацию любого уровня и полноты. Использование элементарных онтологий способствует беспрепятственному обмену данными между информационными хранилищами, позволяет осуществлять каталогизацию и структуризацию. Системы, построенные на базе данной концепции, могут обеспечить доступ к любому уровню каталогизации; автоматическое или полуавтоматическое создание и пополнение каталога; сокращение времени доступа к предметной информации, с момента ее обновления или появления в информационных системах; повышение достоверности получаемой информации любого уровня; унификацию и стандартизацию предметной информации различных уровней. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. T. Berners-Lee. Linked Data (2006) 2. http://www.w3.org/DesignIssues/LinkedData.html 3. Berners-Lee, T., Hendler, J., and Lassila, O. (2001) The Semantic Web: A new form of Web content that is meaningful to computers will unleash a revolution of new possibilities. The Scientific American 284: 34-43 4. А.В. Абрамов. Применение онтологий в разработке образовательных электронных изданий. Курский государственный университет. ИТОЧерноземье-2008 5. http://ito.edu.ru/2008/Kursk/II/II-0-1.html 6. Е.А. Жыжырий, С.С. Щербак. Применение web-онтологий в задачах дистанционного обучения. http://shcherbak.net/dist/ 7. А.В. Манцивода, В.С.Ульянов. Онтологические система и задачи управления контентом. Иркутский государственный университет, Иркутск, Телематика 2005 http://tm.ifmo.ru/tm2005/db/doc/get_thes.php?id=234 Шилова О.В. Shilova O.V. ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ФИЛОСОФИИ В ИНТЕРНЕТ-ПОРТАЛЕ ИНСТИТУТА ORGANIZATION STUDENT‟S SELF-STUDY ON PHILOSOPHY IN INTERNET-PORTAL OF INSTITUTE [email protected] Уральский институт коммерции и права г. Екатеринбург Самостоятельная работа студентов – существенная часть обучения. Самостоятельная работа – это форма самообразования личности, залог «образования через всю жизнь». В процессе самостоятельной работы формируется личное ценностное отношение к изучаемому материалу. Использование ЭОР позволяет студентам повысить эффективность обучения и сформировать собственные личностные смыслы.

142

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Self-study is an important part of an overall educational process. It is a form of self-development of individual and an essential condition of “education through all life”. Self-study is forming individual attitude to study of materials. Using of electronic educational resource in subject “Sense of life” help to improve level of effectivity of educational process. В последние годы современные социологи В.Анарин, В.Тощенко и другие отмечают, что значительная часть студенческой молодежи современной социокультурной ситуацией ориентирована на материальные и потребительские ценности, в которых приоритетным является принцип удовольствия. Даже учебная информация рассматривается с меркантильных позиций: как условие для сдачи экзамена. Текст запоминается, однако усвоение его (т. е., восприятие, понятие, осмысление) отсутствует. Это является одним из проявлений функциональной неграмотности специалиста, не способного воспользоваться усвоенной информацией в нужное время и в нужном месте. В то же время в соответствии с требованиями рынка труда подготовка современных высокопрофессиональных специалистов в области социальногуманитарной деятельности (юристов, в частности) должна иметь общекультурную и ценностно-осмысленную направленность, способствовать социальной мобильности, готовности к самообразованию и самосовершенствованию. Под профессиональной компетенцией часто понимают сформировавшуюся в процессе обучения и саморазвития систему научно-практических знаний и умений, влияющих на качество решения профессиональных задач и развитых личностно-профессиональных качеств специалиста, проявляющихся во взаимодействии с людьми. В связи с этим концепция самостоятельной работы студентов сегодня переосмысляется. Самостоятельная работа студентов занимает особое место в образовательном процессе – в еѐ ходе происходит формирование практических навыков усвоения информации, по существу, это форма самообразования личности, залог последующего образования через всю жизнь. Успешность самостоятельной работы студентов в вузе зависит от управления этой работой, которое включает в себя и формирование мотивации, профессиональной позиции будущего специалиста, и органичное включение самостоятельной работы в процесс освоения содержания учебных дисциплин, и интеграцию самостоятельной работы студентов с опытом использования современных педагогических технологий, и выбор форм контроля результатов самостоятельной работы. На продуктивность управления СРС в процессе изучения учебной дисциплины в первую очередь влияет готовность студентов к этой работе и установка студентов и преподавателей на сотворчество. И здесь важно, чтобы в образовательном процессе цели педагога и потребности обучаемого в максимально возможной степени коррелировали как между собой, так и с общими целями образования. Необходимость увеличения объемов и повышения эффективности самостоятельной работы студентов всех форм обучения побудила задействовать электронные образовательные ресурсы (ЭОР). Обучение с помощью 143

Секция 2 ЭОР ориентировано на следующие дидактические задачи: первая - «иметь представление», вторая - «знать», «уметь». Для осуществления работы в Интернет-портале Уральского института коммерции и права в рамках учебной дисциплины «Философия» было предложено исследовать проблему смысла жизни. По договоренности между преподавателем и библиотекарем студентам тема «В чем смысл жизни» была предложена во время выдачи учебной литературы на семестр. Работа над темой зависит от умения студента ориентироваться в информационном пространстве современной библиотеки с ее традиционными и электронными ресурсами. Так вместе с учебником по философии, студенты получили возможность обратиться к антологии мировой философской мысли на электронном носителе (свыше 100 000 страниц, 600 произведений, 132 классиков западной и русской философии). На первом этапе самостоятельной работы формировалось представление о смысле жизни. Знакомство с историей философии позволили студентам сформулировать заключения о том, что проблема смысла жизни одна из основных жизненно важных проблем мировой философской мысли. Определение смысла жизни считается вечной проблемой и относится к основным вопросам философии. Наверное, нет в философии другой проблемы, затрагивающей человеческую жизнь так глубоко и основательно, как вопрос о смысле жизни. В философии понятие смысла рассматривается как суть, основная идея, основной закон, определяющий назначение любой вещи, события и явления. Оптимисты признают осуществимость смысла жизни, скептики высказывают по этому поводу сомнение. У каждого человека разный подход к смыслу жизни. Некоторые живут, чтобы чувствовать и наслаждаться, некоторые – чтобы быть счастливым, любить. Осознание того, что человек живет лишь один раз и смерть неизбежна, со всей остротой выдвигает перед ним вопрос о смысле жизни. Проблема смысла жизни важна для каждого человека. Прав Ницше, утверждая, что «Если есть, Зачем жить, можно вынести почти многое Как». Безусловно, правы многие современные философы, утверждая, что выбор смысла жизни зависит от многих факторов – объективных и субъективных. К объективным факторам следует отнести социально-экономические условия, сложившиеся в обществе, функционирующую в нем систему, господствующее в нем мировоззрение, режим, состояние войны и мира. Значительную роль в выборе смысла жизни играют и субъективные качества личности – воля, характер, рассудительность, практичность и т.д. В античной философии наблюдаются различные решения трепетным отношением к законам, принятым государством, знанием нравственных понятий: Платон – в заботах о душе, Аристотель – в стремлении стать добродетельным человеком и ответственным гражданином, Эпикур – в достижении личного счастья, покоя и блаженства, Диоген Синопский – во внутренней свободе, презрении к богатству, Стоики – в покорности судьбе. Такое же многообразие точек зрения наблюдается и на других этапах развития европейской философии. Кант видел смысл жизни в следовании принципам нравственного долга, Фейербах – в стремлении к счастью на ос144

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 нове всеобщей любви людей друг к другу, Маркс – в борьбе за коммунизм, Ницше – в «воле к власти». Имея представление о философии смысла жизни, студенты стали выстраивать свое видение личного смысла жизни. Александрова Елена познакомила с интересной интерпретацией известной формулы «смысл жизни – посадить дерево, вырастить сына, построить дом». С философской точки зрения, требование посадить дерево означает сохранение единства человека с природой, с той средой своей жизни, к которой он принадлежит. «Воспитать ребенка» значит продолжить человеческий род, т.е. воспроизвести человека как индивида и личность. Строительство дома символизирует воспроизводство культуры общества – той «второй природы», в которой и осуществляет свою жизнедеятельность человек. Как отмечала Ирина Толстобокова - каждый человек определяет себе сам смысл своей жизни, свое предназначение в ней. В течение всей жизни человек ищет еѐ цели. Смысл жизни человека нельзя искать вне самой жизни. Правильно определить смысл своей жизни – это значит найти самого себя. И пока будет существовать мир, проблема поиска смысла жизни будет оставаться, так как никто не может дать четкого и правильного представления. Сколько людей, столько и мнений. Лаптева Марина считает, если выбирать цели слишком маленькие – например, завести семью – мужа и двух детей, то снова возникает это «потом» когда цель достигнута. Есть выражение: «Большая цель- это цель, которую можно достичь, но только после смерти. Маленькие цели можно достичь и при жизни». Каково? А вот Шахова Евгения пришла к выводу, что смысл, его понимание зависит не только от возраста и жизненного опыта человека, но и от исторической эпохи. В чем же проблема смысла жизни? Быть счастливым! Нет универсального понятия счастья. Счастье индивидуально, и порой интимно частное. Не для огласки. Акулов Артем высказал свою точку зрения по этому вопросу. Смысл жизни заключается в его поисках. Чтоб узнать ответ на этот вопрос стоит прожить саму жизнь и в конце жизни рассудить о том, чего мы постигли. Артем не первый раз задавался этим вопросом, но после долгих рассуждений пришел к выводу, что этот вопросом остается риторическим и, продолжая жить, мы наслаждаемся рутиной, думаем, как сделать правильный шаг, чтобы жизнь была прожита достойно, даже если это и не является смыслом жизни. Мнение Ларисы Дресвянкиной и Артема Акулова в чѐм- то совпадают. Лариса считает, что проблема смысла жизни заключается, на ее взгляд, в двух вещах: в отыскании смысла жизни и в его утрате. Что касается поиска, то это редко бывает реальной проблемой. Многие люди живут и не задумываются, в чем смысл их жизни. До сегодняшнего разговора Лариса об этом не задумывалась. Как уже было отмечено выше, сколько людей, столько и мнений. «Некоторые же люди отрицают всякий смысл жить», – так считает Марина Лапина. Но когда в поступках и действиях человека отсутствует смысл, это ав145

Секция 2 томатически сказывается на качестве самой его жизни. Жизнь без смысла означает, что человек лишен глубокой внутренней мотивации, которая позволила бы ему взять собственную судьбу в свои руки. В результате он становится слабым, теряет опору, любая неблагоприятная жизненная ситуация, любая проблема выводит его из равновесия. И поэтому страдают его индивидуальность, его способности, таланты и потенциал. Вместо того, чтобы самому распоряжаться своей судьбой, человек позволяет управлять собой другим людям. И люди решаются на крайние меры. Достаточно вспомнить проблему самоубийства, которая является основным вопросом философии Альбера Камю. Человек лишается смысла жизни чаще всего потому, что он разочарован в ней. Проблема самоубийства есть и в творчестве В.Соловьева. Он спрашивает: «Есть ли вообще у нашей жизни какой- нибудь смысл? Если есть, то имеет ли он нравственный характер, коренится ли он в нравственной области? Между отрицателями жизненного смысла есть люди серьезные: это те, которые свое отрицание завершают делом – самоубийством; и есть несерьезные, отрицающие смысл жизни лишь посредством рассуждений и целых мнимофилософских систем. Следовательно, выходит, что разочарованный и отчаявшийся самоубийца разочаровался и отчаялся не в смысле жизни, а как раз, наоборот – в своей надежде на бессмысленность жизни…». Какова же точка зрения студентов о самоубийстве? Ну а Ольга Прокудина дала всем совет и обратила внимание на то, что отсутствие смысла жизни приведет подчас к депрессивным состояниям. Вот ее совет: «Приучитесь думать, что никто, кроме вас самих, не отвечает за ваши проблемы, стремитесь преодолеть их своими силами». Светлана Лаптева связала смысл жизни с ценностью самой жизни. Счастливые люди о смысле своей жизни обычно не думают. Жизнь – это ценность сама по себе, какой бы она ни была. Человек думает, что жизнь обретет смысл, если посвятить себя какой-либо цели. Цели могут быть различны: смерть уравнивает всех, те, кто преследовал благородные цели, также умирают. Но студенты высказывали и такую точку зрения: «Смыслом жизни являются деньги». Мы не вправе их осуждать. Анастасия Лямина отмечает, что если есть деньги, жизнь протекает спокойно, нет денег, начинаются проблемы. Первая проблема в зарабатывании денег. Вторая проблема заключается в неумении правильно распределять и тратить деньги. Деньги можно тратить легко, а потом долго идти их зарабатывать. И так всю жизнь! Но с мнением Анастасии не согласна Олеся Романова. Кто-то отвечает: деньги смысл жизни, ведь чем больше финансовых возможностей, тем больше мы можем себе позволить, чем чаще мы самореализуемся в глазах окружающих. Но мало кто задумывается, как порой бывает, несчастен человек, заковав себя в золотую клетку, сужая свой круг общения до коллег, партнеров, учредителей, но разве они могут заменить семью, друзей? Вряд ли… Ну а как же мы могли забыть о духовных ценностях? Эту проблему затронула Лилия Вараксина. Она подметила, что люди стали забывать о своем духовном мире, и о морали, а ведь одна из сторон смысла жизни – это думать 146

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 о здоровье, о счастливой семейной жизни и о возможностях самовыражения. Ее мнение поддержал Егор Кабиров. Многие люди во всем мире считают, что ключ к счастью – это роскошный автомобиль, круглый счет в банке, солидная должность, огромный дом, не говоря уже о привлекательной внешности и накаченных мышцах. Егор утверждает, что да, пусть человек будет физически красив, но как же духовная красота, красота его души? Ведь духовной сферой является сфера отношений людей по поводу разного рода духовных ценностей. При этом под духовными ценностями подразумеваются не только предметы живописи, музыки и литературные произведения, но также знание людей, моральные нормы поведения. Студенты приходят учиться, чтобы получить образование. Вот и Антон Ларьков считает, что для него смыслом жизни является получение образования, работа в хорошей фирме. Сейчас в период кризиса многие люди потеряли работу, и свое мнение с этим явлением в обществе связала Анастасия Агафонова. Сейчас история нашей страны, да и всего мира, протекает под знаком нестабильности. В такой ситуации человек теряется, его жизнь, которую он строил годами, рушится, а идеалы меняются, меняются цели, и сам смысл жизни. Все в современном мире находится под знаком кризиса, не только социального, экономического, но также культурного и духовного кризиса Понимает истинный смысл жизни лишь тот человек, который все время двигается вперед и не уходит от действительности, а учится жить в ней. Нет однозначного ответа на вопрос: «В чем смысл жизни?». Отсюда следует вывод о невозможности умозрительного ответа на этот вопрос, так как он не столько теоретический, сколько жизненно-практический. Подводя итог, можно констатировать, что каждый студент проявил себя не просто как грамотный, читающий, но как понимающий человек, способный самоопределяться в этой жизни, порождающий свои собственные смыслы, принимающий на себя ответственность за свои решения. От человека знающего к человеку понимающему – такова стратегия современного образования. Школа Н.Ф. ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «АНАЛОГОВЫЕ УСТРОЙСТВА» [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Интегрированный учебно-методический комплекс «Аналоговые устройства» предназначен для формирования, контроля и коррекции профессиональных и специальных компетенций обучающихся в области аналоговой электроники, детекторной и преобразовательной электронной техники и технологий проектирования. Важными особенностями комплекса являются

147

Секция 2 поддержка 6 учебных дисциплин, наличие виртуальной реализации экспериментальных лабораторных работ, средств 2-х уровневого тестового контроля, размещение компонент комплекса в среде дистанционного образования «Глобус». Создание учебно-методических комплексов нового поколения отвечает современным тенденциям образования – построения высокоинформативных, экономичных, доступных и мобильных электронных учебных ресурсов, ориентированных на формирование необходимых компетенций у обучающихся студентов в области электроники, электронной техники и технологий проектирования. При их создании должны учитываться современное состояние сферы будущей деятельности обучающихся, ее специфика, направления и перспективы ее развития. Перспективно создание сетевых версий учебных курсов и тестовых систем диагностики, основанных на сетевых ИнтранетИнтернет -технологиях. Цель интеграции УМК - обеспечение учебной, проектной, исследовательской деятельности студентов различных форм и уровней образования коррекция и контроль профессиональных и специальных знаний, умений и навыков по схемотехнике и функционированию аналоговых устройств путем их активного применения в различных учебных ситуациях. Интегрированные в систему УМК рассчитаны на использование в аудиторных занятиях, в дистанционном образовании и в самостоятельной работе студентов. Интегрированный комплекс образуют разработанные в соответствии с принятой в УГТУ-УПИ структурой материалов ЭОР УМК по следующим дисциплинам: «Аналоговая схемотехника»; «Аналоговые и импульсные устройства»; «Электроника и МПТ»; «Системы автоматизированного проектирования»; «Конструирование, проектирование и технология автоматических электронных и микроэлектронных систем физических установок и автоматизированных систем для научных исследований»; «Спецпрактикум по электронике». Структура базового УМК «Аналоговая схемотехника» [1]: 1. Программа изучения дисциплины; в программе дается краткая характеристика курса, цели и задачи курса, назначение, место и взаимосвязь с другими дисциплинами программы по специальности, что необходимо знать и уметь для успешного его усвоения, организация курса, требуемая литература, порядок обучения, как работать с данным курсом; 2. Электронный конспект полного варианта лекций для студентов и презентации лекций для преподавателя с целью возможной адаптации к текущей форме обучения; 3. Методическое обеспечение лабораторных занятий, состоящее из разделов, обеспечивающих виртуальный лабораторный практикум с набо-

148

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ром заданий и файлов для моделирования и макетный лабораторный практикум; 4. Тестовые задания для самоконтроля, промежуточного и выходного контроля; 5. Текущий и выходной компьютерный контроль знаний, в том числе и дистанционный; расписание, экзаменационные материалы; 6. Дополнительный материал: электронные ресурсы по тематике курса, информационные базы по компонентам, свободно-распространяемые демо-версии программные продукты (схемотехнические САПР), видеолекции и методические пособия по виртуальному лабораторному практикуму, базы SPICE-моделей отечественных и зарубежных компонентов, ссылки на сайты производителей компонентов и программных средств проектирования аналоговых электронных устройств; аннотированные источники информации. Для достижения высокого уровня профессиональных и специальных компетенций обучающихся при подготовке в области электроники в интегрированном УМК «Аналоговые устройства» учтены современные тенденции по использованию элементной базы, использованы современные решения в области моделирования и технологии проектирования схем приборов, новые подходы к обработке сигналов в электронных устройствах. Разработка проведена в расчете на возможности современной измерительной базы лаборатории «Информационной электроники и САПР» [2]. Использование новых компонентов при проектировании электронных устройств кардинально изменило их схемотехнику и способы проектирования [3], при этом на передний план выдвинута задача моделирования электронных схем, с последующими макетированием и экспериментальной проверкой. Поэтому в структуру лабораторных практикумов указанных дисциплин введен виртуальный практикум в программной системе схемотехнического проектирования Micro-CAP [3,4], на базе которого у обучающихся формируются специальные компетенции в анализе и проектировании на современном уровне аналоговых электронных устройств. Разработана сетевая версия учебно-методического комплекса «Аналоговая схемотехника» в системе «ГЛОБУС». Общий вид ресурса, размещенного в информационной среде новых форм обучения - “e-learning” Уральского государственного технического университета, показан на рис. 1. В состав ресурса введен виртуальный лабораторный практикум.

149

Секция 2

Рис. 1. Виртуальный лабораторный практикум сетевой версии учебно-методического комплекса «Аналоговая схемотехника»

Данный электронный образовательный ресурс применим для разных форм обучения дисциплине «Аналоговая схемотехника» и базирующихся на еѐ основе дисциплинах «САПР» и "Конструирование, проектирование и технология автоматических электронных и микроэлектронных систем физических установок" на физико-техническом факультете УГТУ-УПИ при уровневой подготовке по направлению «Ядерная физика и технологии». Компьютерные лабораторные практикумы дисциплин размещены на базе лаборатории «Информационной электроники и САПР», в которой оборудованы 5 рабочих мест студентов. В состав рабочего места, помимо компьютера и программного обеспечения, входит базовый комплект измерительного оборудования в составе запоминающего осциллографа TDS2002, функционального генератора DAGATRON 8210, источника питания XY3202/2. Лабораторные практикумы дисциплин обеспечены методическими пособиями и содержат две составные части: виртуальную и макетноэкспериментальную. Макетирование схем проводится на макетной плате «Project Board» GL48, GL36. С целью автоматизации проводимых исследований в учебный процесс введен лабораторный практикум в среде LabVIEW с использованием лабораторной станции NI ELVIS и многофункциональной платы PCI-6251 со стандартным набором виртуальных приборов (11 ед.). Лабораторные работы, входящие в состав практикума на станции NI ELVIS, позволяют изучать характеристики аналоговых полупроводниковых приборов и устройств на их основе, включая: 1. измерение ВАХ дискретных полупроводниковых элементов; 2. измерение величин и импедансов отдельных компонентов схем; 3. производить амплитудно-частотный и фазочастотный анализ схем; 4. исследование работы усилительного каскада с общим эмиттером;

150

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 5. исследование инвертирующей и неинвертирующей схемы включения операционного усилителя; 6. исследование работы дифференциатора и интегратора на операционном усилителе. Все лабораторные работы обеспечены методическими указаниями. Возможности лабораторных практикумов по автоматизации процесса измерения и тестирования существенно расширились благодаря использованию сетевых технологий. Использование приборов TOP- уровня – генератора сигналов AFG-3102 и осциллографов TDS2012B и TDS5034B обеспечивает полностью компьютерное управление ходом работ. В лаборатории применено тестирование студентов. Тестовая система – двухуровневая, содержит 2 банка тестовых заданий и системную базу данных в среде адаптивного тестирования АСТ. Содержание и структура накопителя тестовых заданий «Электроника и МПТ. Аналоговые устройства» представлены на рис. 2.

Рис. 2. Структура накопителя тестовых заданий «Электроника и МПТ. Аналоговые устройства»

Разработанная система тестирования размещена на сервере кафедры экспериментальной физики. Трехлетний опыт использования показал ее эффективность при проведении промежуточного и итогового контроля, а также при необходимости контроля остаточных знаний. Элементы интегрированного учебно-методического комплекса «Аналоговые устройства» размещены: CD- носители; сервер кафедры; образовательный портал УГТУ-УПИ; публикации.

151

Секция 2 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Универсальный учебно-методический комплекс по дисциплине «Аналоговая схемотехника»/ Н.Ф.Школа,// Новые образовательные технологии в вузе: сборник тезисов докладов пятой международной научнометодической конференции, 4-6 февраля 2008 года. В 2-х частях. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2008. 516 с. 2. Учебно-методический комплекс «Электронные устройства» для подготовки и переподготовки специалистов атомной промышленности / Н.Ф.Школа, В.Ю. Иванов // Безопасность АЭС и подготовка кадров. Сборник тезисов докладов IX Международной конференции. Обнинск: ИАТЭ, 2005. С. 123. 3. Школа Н.Ф., Шамшурин И.Л. Автоматизированное проектирование детекторных электронных средств и систем в образовательном процессе и научных исследованиях// вторая молодежная научно-практическая конференция «Ядерно-промышленный комплекс Урала: проблемы и перспективы»: Тезисы докладов /Под общей ред. В.П. Медведева. – Озерск.: ЦЗЛ ФГУП «ПО «Маяк», 2003. с. 66-67. 4. Мультимедийная обучающая система по курсу САПР Micro-CAP: учебное пособие для студентов физико-технического факультета УГТУ-УПИ, обучающихся по специальностям направления 651000 "Ядерная физика и технологии"/ Н.Ф. Школа, В.Ю. Иванов, Е.Г. Ситников - Екатеринбург: УГТУ, 2000. Шопперт Н.В. ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ РАЗРАБОТОК В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА «ХИМИЯ» [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Краснотурьинск С целью внедрения в учебный процесс балло-рейтинговой системы при изучении курса «Химия» в филиале УГТУ-УПИ в г. Краснотурьинске ведется подготовка тестов текущего и рубежного контроля знаний студентов. Одной из составляющих эффективного обучения является систематический контроль знаний во время учебного процесса, так как проблема мотивации на самообучение поступающих абитуриентов развита чрезвычайно слабо. Отсутствие мотивации и слабая подготовка абитуриентов вызывает сложности с выполнением домашних заданий, поэтому требуется переориентация на аудиторные занятия. Задания, предлагаемые студентам на занятиях, должны играть не только роль контроля, но обучения и развития их знаний. Использование стандартных вопросов особенно важно при большом числе студентов, когда обучение происходит на нескольких потоках. При постоянном проведении тестирования контроль за учебным процессом превращается в систематический, объективный, стандартизированный и индивидуальный. 152

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Тестирование обеспечивает достижение следующих целей: одновременный контроль большого количества студентов с соблюдением принципа индивидуального контроля; оперативную проверку полноты усвоения определенной части учебного материала; объективность оценки знаний; экономию времени; получение количественных показателей успеваемости, которые можно использовать в дальнейшем в целях усовершенствования методики и организации преподавания [1]. Вопросы для текущего контроля подготовлены по всем разделам курса и переведены в оболочку АСТ, в 2009 г. проведена апробация созданной базы данных при тестировании знаний студентов первого и второго курса. Тесты соответствуют Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования и учебным программам дисциплин «Общая химия» и «Неорганическая химия». В дальнейшем предполагается разработка системы компьютерной проверки знаний студентов с использованием модульной технологии обучения, которая будет содержать лекционный материал, проведение лабораторных работ, решение задач и текущий контроль знаний по каждому разделу курса. Прохождение текущего контроля на неудовлетворительную оценку предполагает повторное прохождение, но только после допуска преподавателя после проведения теоретического опроса студента по тематике данного раздела. Одной из форм повышения мотивации служит внедрение прогрессивных форм организации образовательного процесса и активных методов обучения. В условиях дальнейшего развития и совершенствования сферы образования, когда наши знания расширяются, наряду с глубокой фундаментальной подготовкой студентов важную роль играет развитие у них навыков творческой работы, способности к непрерывному самообучению и самосовершенствованию. Поэтому организация самостоятельной работы студентов – одна из важнейших задач учебно-воспитательного процесса, от правильного решения которой зависит качество подготовки специалистов. Сложной темой курса являются «Окислительно-восстановительные реакции», выведение коэффициентов в окислительно-восстановительной реакции вызывает у большинства студентов затруднения. Знакомство студентов с теоретическими разделами данной темы недостаточно, необходимо сформировать устойчивые навыки и преодолеть боязнь студентов, привыкших выводить коэффициенты для реакций, в которых указаны все участвующие вещества. Выведение коэффициентов в реакции подчиняется определенному алгоритму, поэтому возникла идея создания тренажера для решения окислительно-восстановительных реакций (ОВР) и первая версия подобного тренажера опробована в прошлом году. В настоящее время компьютерные имитационные тренажеры (КИТ) становятся одним из эффективных инструментов подготовки персонала предприятий в различных отраслях промышленности.

153

Секция 2 Тренажер по ОВР предполагал ответы на 11 вопросов, но структурно оказался сложным для студентов, только осваивающих тему, и успешно с ним справлялись примерно 30% от численности группы. Тренажер, предложенный в этом году, содержал 7 вопросов и структурно был облегчен. Успешно с данным тренажером ОВР справились 80% от численности студентов. Тренажер предполагал последовательную обработку вопросов, основанных на алгоритме выведения коэффициентов окислительно-восстановительной реакции методом электронно-ионного баланса. Применение тренажера возможно во время аудиторных занятий, и при самостоятельной работе студентов во время подготовки к занятиям. Применение тренажера несет в себе определенные признаки активных методов обучения [2]: вынужденная активность студента (обучаемый вынужден быть активным независимо от того, желает он того или нет); достаточно длительное время вовлечения студентов в учебный процесс, сопоставимое с периодом деятельности преподавателя; самостоятельная творческая выработка решений студентов; постоянное взаимодействие студентов и преподавателя с помощью прямых и обратных связей; постоянное взаимодействие студентов друг с другом, вынужденное соперничество, также вызывает мотивацию студентов к обучению. Применение балло-рейтинговой системы оценки знаний студентов по модульной схеме позволит более обоснованно выставлять итоговую экзаменационную оценку. Тестовые задания по общей и неорганической химии с решениями и ответами/ Р.А. Лидин, Е.В. Савинкина, Н.С. Рукк, Л.Ю. Аликберова – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004 г. – 230 с.: ил. Групповые методы активного обучения: Методическое руководство к спецкурсу «Методы активного обучения»/ И.А. Леонова. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1993. 29 с.

154

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Секция 4. Внедрение информационно-коммуникационных технологий в преподавание учебных дисциплин Авербух Н.В., Щербинин А.А. Averboukh N.V., Scherbinin A.A. ФЕНОМЕН «ПРИСУТСТВИЯ» В ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В КОНТЕКСТЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА PHENOMENON OF "PRESENCE" AT A VIRTUAL REALITY IN A CONTEXT OF INTELLECTUAL ACTIVITY OF THE PERSON [email protected] Российский государственный профессионально-педагогический университет г. Екатеринбург В статье рассматриваются вопросы применения технологии виртуальной реальности в образовании. Приводится определяющее термин виртуальная реальность понятие «присутствия» и показывается его влияние на интеллектуальную деятельность, что представляет большое значение для образовательного процесса с использованием сред виртуальной реальности. In this paper the application of virtual reality technology a in educational processes are considered. The virtual reality concept of «presence» is resulted defining the term of virtual reality and its influence on intellectual activity. It represents great value for educational process with using virtual reality environments. С развитием новых технологий все более остро встает вопрос о возможности использования виртуальной реальности в образовательной сфере. Очевидно, какую роль могут сыграть при обучении виртуальные среды, предоставляющие информацию в зримом, объемном виде, дающие возможность взаимодействовать с компьютерно-генерируемыми объектами, и отработать в безопасных условиях жизненно-важные навыки или получить представление о работе той или иной системы. На сегодняшний день виртуальная реальность применяется в качестве тренажеров для подготовки летчиков, космонавтов, на определенных этапах подготовки медиков, а также в терапевтических целях. Очевидны возможности применения виртуальной реальности в образовании. Это не только разнообразные тренажеры, позволяющие отработать навык, но и учебные трехмерные интерактивные модели различных систем, структур и процессов, которые могут значительно повлиять на усвоение учащимися сложного материала. Необходимо определиться с понятием «виртуальная реальность». Этот термин появился в середине 60-х гг. 20 века для описания иллюзии, созданной ЭВМ. Позднее, в конце 80-х гг. термин был уточнен и начал применяться для описания систем на базе тренажеров и симуляторов, созданных для летчиков и космонавтов. Виртуальная реальность представляет собой уникальный механизм интерфейса: она помещает пользователя в одно пространство с 155

Секция 4 теми данными и с той задачей, с которыми пользователь работает. Долгое время виртуальную реальность пытались определить через технические термины и термины, связанные с проектированием конкретной среды, но постепенно возникло более удачное определение в терминах присутствия. Такой подход – скорее психологический, чем технологический – облегчает различение виртуальной реальности и технически близких понятий (компьютерная анимация, физическое моделирование и т.п.), [1]. Согласно литературе, присутствие – это ощущение пребывания «там», в созданном компьютером мире или, более строго – перцептивная иллюзия непосредственности, что при раскрытии означает все то же ощущение пребывания «там», [2-10]. Для фиксации ощущения присутствия используются специальные методы: субъективный, основанный на самоотчете испытуемых, физиологический, основанный на изменении частоты сердечных сокращений и т.п. показателей при попадании в виртуальной среде в стрессовую ситуацию и поведенческий – фиксация такой реакции испытуемых на события и объекты виртуальной среды, как если бы события и объекты принадлежали реальной среде [2], [3], [8], [10]. Очевидно, что, определив виртуальную реальность через термины присутствия, разработчики технических средств и программного оборудования стараются добиваться создания у испытуемых иллюзии непосредственности взаимодействия с компьютерной средой. В некоторых случаях это действительно необходимо и продиктовано задачей. Так, например, при использовании виртуальной реальности в качестве тренажера для летчика, космонавта или даже водителя автомобиля, а также для подготовки медиков или в терапевтических целях – для лечения фобий и т.п [1]. Во всех этих случаев важно добиться максимальной реалистичности среды, максимального совпадения среды виртуальной реальности с той ситуацией, где на практике будут предъявляться полученные в ней навыки, и особенно важно, чтобы для обучающегося (или, как в случае с терапией, лечащегося) все происходящее в виртуальной среде казалось реальным. Однако, хотя феномен присутствия и является необходимым для обучения в случае, когда виртуальная реальность выступает тренажером, неясно, насколько важно чувствовать себя «там» при работе с виртуальными моделями абстрактных объектов, когда виртуальная реальность дает возможность изучать явления химии, физики, математические объекты и т.п.. Насколько присутствие будет влиять на решение человеком интеллектуальной задачи, будет ли оно способствовать или вредить работе? Фактически, ставится вопрос о том, может ли виртуальная среда использоваться в образовании иначе, чем для отработки навыков. Для ответа на этот вопрос нами был организован эксперимент, предлагающий решение в специально созданной виртуальной среде интеллектуального теста «кубики Коса», суть которого состоит в выкладывании на верхних гранях кубика рисунка по предложенному образцу. В ходе эксперимента велось наблюдение, фиксировалось время решения теста и количество ошибок

156

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 при прохождении, а также применялся метод субъективного самоотчета испытуемых. На сегодняшний день протестировано тринадцать испытуемых, в основном студентов и аспирантов математико-механического факультета УРГУ. Все они прошли тест без ошибок и четыре человека из них указывали после решения на переживание ими ощущения нахождения «там», в одной среде с виртуальными кубиками. Наблюдение дало поведенческий критерий для определения переживания испытуемыми ощущения присутствия: все указавшие на это ощущение в своих самоотчетах меняли положение головы таким образом, чтобы рассмотреть неудобно расположенный стол, как если бы он в самом деле стоял перед ними. Тогда как испытуемые, не пережившие присутствия, держали голову точно так же, как при работе с экраном. Время решения теста у обеих групп (у испытуемых, переживших и испытуемых, не переживших ощущение присутствия) сравнивались по непараметрическому критерию Манна-Уитни, и различие между результатами групп оказалось не значимым. Таким образом, результаты эксперимента дают основание полагать, что присутствие не влияет на решение интеллектуальных задач. Мы наблюдали феномен присутствия в действительности, и, таким образом, можем начать его изучение. В конкретном случае выбранной нами задачи выявилось, что ощущение присутствия не влияет на результаты интеллектуальной деятельности ни в позитивном, ни в негативном ключе, что опровергает как оптимистические, так и пессимистические гипотезы исследования. Также важным является обнаружение поведенческих признаков присутствия. Однако очевидно, что эти признаки напрямую зависят от ситуации и в каждой новой виртуальной среде необходимо отслеживать, какие ее особенности вызывают ту или иную поведенческую реакцию пользователей. Основываясь на полученных нами результатах, мы можем перейти к следующей серии исследований, где присутствие будет подвергнуто более тщательному изучению, что позволит дать ответ относительно целесообразности использования виртуальной среды в образовательном процессе. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Авербух Н.В., Щербинин А.А. Виртуальная реальность в образовании // Третья международная конференция "Информационноматематические технологии в экономике, технике и образовании" г. Екатеринбург, 20-22 ноября 2008 г. Тезисы докладов. Стр.267-268. 2. Aftereffects and Sense of Presence in Virtual Environments: Formulation of a Research and Development Agenda. International Journal of HumanComputer Interaction, Volume 10, Issue 2 June 1998 , pages 135 - 187 3. Insko, B. E. Measuring Presence: Subjective, Behavioral and Physiological Methods. In Being There: Concepts, Effects and Measurement of User Presence in Synthetic Environments, Riva, G., Davide, F., and Ijesslsteon, W. A. (eds.) Ios Ptress, Amsterdam, The Netherlands, 2003. [Электронный ресурс]. URL: http://www.neurovr.org/emerging/book4/4_07INSKO.PDF 157

Секция 4 (дата обращения: 09.11.2009). 4. Measuring Presence: A Response to the Witmer and Singer Presence Questionnaire. Presence, Teleoperators and Virtual Environments. October 1999, Vol. 8, No. 5, Pages 560-565. 5. Originally published in: Huang MP, Himle J, Beier K, Alessi NE. Comparing Virtual and Real Worlds for Acrophobia Treatment. In Medicine Meets Virtual Reality: Art Science, Technology: Healthcare (R)evolution. Westwood JD, Hoffman HM, Stredney D, and Weghorst SJ, (eds.) Amsterdam: IOS Press, 1998:175-179. 6. Originally published in: Huang MP, Alessi NE. Presence as an Emotional Experience. In Medicine Meets Virtual Reality: The Convergence of Physical and Informational Technologies Options for a New Era in Healthcare. JD Westwood, HM Hoffman, RA Robb, D Stredney. (eds). pp. 148-153. Amsterdam: IOS Press, 1999. 7. Fencott, C. (1999a) Content and creativity in virtual environment design. Proceedings of Virtual Systems and Multimedia '99, University of Abertay Dundee, Dundee, Scotland. pp. 308-317 8. Sadowski, W., Stanney, K.M., 2002. Measuring and managing presence in virtual environments. Handbook of virtual environments: Design, Implementation, and Applications, Lawrence Erlbaum Associates, Mahwah, NJ, pp. 791-806. 9. Steuer, J. (1992). Defining virtual reality: dimensions determining telepresence. Journal of Communication: Autumn 1992; 42(4), 73- 93. 10.Witmer B.G., Singer M. J. Measuring Presence in Virtual Environments: A Presence Questionnaire. Presence, Vol. 7, No. 3, June 1998, 225–240. Александров В.А., Бутаков С.В., Иванова Н.М., Тромпет Г.М. Alexandrov V.A., Butakov S.V., Ivanova N.M., Trompet G.M. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНТЕРАКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ USING OF THE AUTOMATED INTERACTIVE SYSTEM OF TESTING AT CARRYING OUT OF GRADUATION EXAMINATION IN THE SPECIALITY [email protected] ФГОУ ВПО УрГСХА г. Екатеринбург Рассматриваются вопросы использования тестирования при проведении государственного экзамена. Questions of use of testing are considered at graduation examination carrying out. Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста «Агроинженерия», утвержденным в 2000 г., в итоговую государственную аттестацию выпускников специальности 110304 «Технология обслу158

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 живания и ремонта машин в АПК» помимо защиты выпускной квалификационной работы включена в обязательном порядке сдача государственного экзамена. В настоящее время государственный экзамен по данной специальности проводится в два этапа в соответствии с методическими рекомендациями по определению структуры и содержания Государственных аттестационных испытаний, принятыми УМО вузов по агроинженерному образованию. На первом этапе выпускники проходят тестовый контроль знаний в целом по специальности, на втором этапе - решают конкретные инженерные задачи по специализации «Организация и технология технического сервиса». На основании требований к выпускнику был определен перечень основных учебных модулей – дисциплин образовательной программы, обеспечивающих получение соответствующей профессиональной подготовленности выпускника, проверяемой в процессе государственного экзамена. Общеинженерная подготовка: «Материаловедение. Технология конструкционных материалов», «Детали машин и основы конструирования», «Метрология, стандартизация и сертификация», «Безопасность жизнедеятельности». Специальная подготовка: «Технологические машины и оборудование», «Надежность технических систем», «Диагностика и техническое обслуживание машин», «Технология ремонта машин», «Проектирование предприятий технического сервиса». Экономическая, управленческая и правовая подготовка: «Правоведение», «Экономика и организация технического сервиса» «Техникоэкономический анализ деятельности предприятий», «Основы менеджмента и маркетинга». Студенты имеют возможность ознакомиться с программой государственного экзамена по специальности, включающей описание материала, который подлежит контролю в ходе тестирования и решения инженерных задач. Существенной проблемой процесса обучения является организация оперативного контроля усвоения знаний и получение его объективной качественной и количественной оценки. Одним из методов контроля, позволяющих получить объективную оценку знаний, следует считать тестовый метод. В ходе тестового контроля при проведении государственного экзамена проверяются остаточные знания, необходимые для будущей профессиональной деятельности инженера. Наиболее сложной задачей для преподавателей, составляющих банк заданий, является выделение именно таких знаний и формулирование их в виде тестовых заданий. В каждый тест включались тестовые задания различных форм в случайном порядке из следующих разделов: общеинженерная подготовка – 30 %; специальная – 40 %; экономика, организация, управление и право – 30 %. Всего тестов – 35, число тестовых заданий в тесте - 40, продолжительность ответа - 80 мин. Критерии оценки знаний при тестовом контроле (про-

159

Секция 4 цент от максимального балла): "отлично" – 90–100 %, "хорошо" – 76–89 %, "удовлетворительно" – 60–75 %. На кафедре используется автоматизированная интерактивная система тестирования «АИСТ». Система «АИСТ» предназначена для разработки тестов и проведения тестирования по современной технологии. Существенным отличием «АИСТ» от других контролирующих систем является ориентация системы на преподавателя и студента, а не на программиста. Высокий уровень методического обеспечения и автоматизации делает систему удобной и простой в использовании, надежной и стабильной в эксплуатации. «АИСТ» работает в среде Windows 2000, XP. К преимуществам системы «АИСТ-Windows» можно отнести: Возможность разработки тестов по любой гуманитарной или технической дисциплине, например, математике, физике, химии, экономике, сопротивлению материалов, гидравлике, материаловедению и технологии конструкционных материалов и пр. Использование в тестах различных шрифтов, цвета, графики, формул (химических, математических и пр.), рисунков, фотографий, схем, чертежей, в том числе из ColorDrow, AutoCad и др. Возможность введения любых готовых тестов. Система АИСТ позволяет: Создавать тестовые задания в различных формах: o с выбираемым ответом, где имеется один правильный ответ из предложенных (закрытая форма), o с выбираемыми ответами, где имеется несколько правильных ответов из предложенных (закрытая форма), o в открытой форме (без подсказки ответов), o на соответствие, o на установление правильной последовательности, o в свободной форме. Устанавливать параметры для текущего тестирования: o количество заданий для текущего тестирования из общего набора заданий; o порядок следования заданий (случайный или последовательный), показ слов «верно/неверно» в процессе тестирования; o время тестирования (отображается на экране); o вид оценки (оценка, зачет, балл), критерий их выставления и пр. Проводить тестирование с получением традиционной ведомости для учебной части, таблицы баллов с учетом трудности заданий, матрицы профилей ответов; печатать результаты тестирования. Апробировать работу системы в демонстрационном режиме; Пользоваться встроенным справочником-помощником по всем разделам системы. Разрабатывать тесты на рабочем месте или в домашних условиях.

160

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Проводить тестирование и апелляцию в компьютерном классе в режиме сети или индивидуальном режиме. Копировать тестовые задания из разных тем в одну для зачетов и экзаменов и др. Организация государственного экзамена по предложенной схеме позволили, на наш взгляд, систематизировать и обновить знания выпускников на завершающем этапе обучения, акцентировать их внимание на актуальных профессиональных вопросах. Объективность тестового контроля обеспечила возможность точнее оценить уровень подготовки выпускников, а также выявить пробелы в их знаниях по отдельным модулям образовательной программы и конкретным дисциплинам учебного плана. Таким образом, правильно организованный контроль знаний с использованием системы тестирования на завершающем этапе обучения будет способствовать улучшению качества подготовки специалистов. Алферьева. Т.И., Ассонова О.Ю. Alfereva T., Assonova O. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОГО СОПРОВОЖДЕНИЯ КУРСА «ЭКОНОМЕТРИКА» COMPARATIVE ANALYSIS OF SOFTWARE WHICH ARE USED IN COURSE "ECONOMETRICS" [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье приводится сравнительный анализ программ STATISTICA, Eviews и Excel для выполнения эконометрических расчетов In the article you may find the comparative analysis computer program STATISTICA, Eviews and Excel, which can help professors and students of making an econometric calculation. Изучение эконометрики предполагает приобретение студентами опыта построения эконометрических моделей, принятия решений о спецификации и идентификации модели, выбора метода оценки параметров модели, интерпретации результатов, получения прогнозных оценок. Использование программных продуктов является неотъемлемой частью проведения эконометрического анализа. При планировании лабораторного практикума встает вопрос: какое же программное обеспечение взять за основу? Наиболее распространенным пакетом анализа данных является Excel. В то же время, анализ потребностей работодателей, показывает, что растет запрос на специалистов, владеющих навыками работы со специализированными статистическими и эконометрическими пакетами. С целью наиболее эффективного построения практикума по эконометрике, рассмотрим основные возможности Excel, Statistica, и Eviews

161

Секция 4 Сравнение программ Statistica, Excel и Eviews построено по следующей схеме, в зависимости от конкретных задач приложения: Регрессионный анализ (линейная, множественная и нелинейная регрессия); Анализ временных рядов (адаптивные модели прогнозирования, методы выделения компонент временного ряда, модели с распределенными лагами). Регрессионный анализ. Линейная регрессия. В программе Statistica оценка коэффициентов однофакторной и многофакторной линейной регрессии осуществляется в отдельном модуле «Множественная регрессия» (Multiple regression). Результаты просматриваются в отдельном окне, где есть коэффициенты, оцененные методом наименьших квадратов, коэффициент детерминации, статистика Фишера оценки значимости регрессии, статистики Стьюдента оценки значимости коэффициентов, коэффициент корреляции (матрица корреляций), статистика Дарбина-Уотсона. Программа Excel позволяет осуществить данную процедуру с помощью функции «Анализ данных. Регрессия». Результаты выполнения функции аналогичны результатам программы Statistica, но пользователь может выбрать место их размещения: либо на новом листе рабочей книги, либо на используемом листе. Существенными недостатками приложения Statistica является: вопервых, тот факт, что оценка коэффициентов простой регрессии производится только методом наименьших квадратов (как и в программе Excel); вовторых, определение наличия гетероскедастичности остатков приходится проводить в отдельном модуле (а именно, с помощью теста Спирмена в модуле непараметрические статистики). В отличие от Statistica и Excel пакет Eviews позволяет проводить оценку регрессии не только методом наименьших квадратов, но также методами максимального правдоподобия, взвешенным и нелинейным методами наименьших квадратов, достаточно просто набрать название метода в командной строке при оценке коэффициентов модели. К тому же Eviews позволяет сделать поправку на гетероскедастичность с учетом характера зависимости ошибок от независимой переменной. С помощью команды меню гетероскедастичность определяется тестом Уайта. Нельзя забывать и то, что с помощью командной строки можно задать методику выявления гетероскедастичности методами Парка, Глейзера и др. Проблему мультиколлинеарности факторов можно преодолеть в программе Statistica двумя способами: найти оценки методом главных компонент (реализуемо в модуле Факторный анализ (Factor Analysis)) или использовать гребневую регрессию (возможно только для Statistica версии старше 6.0). Нелинейная регрессия. Оценка нелинейной регрессии в программе Statistica производится в отдельном модуле «Нелинейное оценивание» (Non-linear estimation), здесь можно как задать вид зависимости самостоятельно, так и воспользоваться имеющимися: регрессия ло162

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 гит/пробит, регрессия экспоненциального роста, кусочно-линейная регрессия. Для оценки коэффициентов нелинейной регрессии произвольного вида используются итеративные методы, такие как квазиньютоновский, Хука-Дживса, симплексный и др. Результатами оценки являются лишь индекс детерминации и статистика Фишера. Подбор вида гладкой функции можно осуществить только на основе визуального анализа графиков. В отличие от этого в программе Eviews подобрать нелинейную функцию, наилучшим образом отражающей зависимость, можно на основе теста Бокса-Кокса. Оценка коэффициентов осуществляется на основе нелинейного МНК (NLS) и взвешенного МНК (WLS). В программе Excel работа нелинейной регрессией аналогична работе с линейной регрессией, но и в том и в другом случае, это занимает гораздо больше времени, чем в программе Statistica. Модели с дискретной зависимой переменной. Модели бинарного выбора (логит/пробит модели) легко оцениваются в пакете Statistica в модуле «Нелинейное оценивание», выходными данными служат логарифмическая функция правдоподобия, ограниченная логарифмическая функция правдоподобия, χ2-статистика, оцененные методом максимального правдоподобия параметры модели. В программе Excel данный вид задач также осуществим, но не специальной командой, а в несколько этапов. В отличие от Statistica Eviews позволяет строить не только модели бинарного выбора, но также и модели множественного выбора, как с порядковыми, так и с неупорядоченными альтернативами. Для этого просто в поле выбора метода оценивания следует сделать выбор в пользу метода, соответствующего искомой модели. Выходными параметрами служат χ2-статистика, псевдо-коэффициент детерминации, логарифмические функции правдоподобия. Анализ временных рядов Анализ временных рядов в программе Statistica осуществляется в модуле «Анализ Временных рядов/Прогнозирование (Time Series analysis/forecasting)». Данный модуль содержит следующие методы исследования временных рядов: модель авторегрессии проинтегрированного скользящего среднего, модели интервенции для АРПСС, экспоненциальное сглаживание и прогнозирование (адаптивные модели прогнозирования), анализ распределенных лагов, сезонная декомпозиция и спектральный анализ ряда. Кроме этого существует окно преобразования исходного ряда, которое позволяет производить различные алгебраические операции с рядом, брать разности различного порядка, выделять тренд методом скользящих средних. В Excel анализ временных рядов осуществляется с помощью надстройки «Анализ данных». Методы, которые в нем содержатся, это скользящее среднее, экспоненциальное сглаживание и т.д. Но выбор методов гораздо скромнее, чем в программе Statistica. К преимуществам Statistica перед Eviews и Excel следует отнести построение адаптивных моделей прогнозирования. В программе Statistica име163

Секция 4 ется удобная таблица, в которой можно определить тип модели (аддитивная, мультипликативная, с линейным трендом, включающая сезонную компоненту), а также задать параметры адаптации в трех режимах: «вручную», автоматически (на основании критерия сходимости по минимальной средней квадратической ошибке), выбор с помощью сетки различных минимальных ошибок. В Eviews аналогичная процедура построения адаптивных моделей достаточно усложнена: требуется определить тип модели, метод оценивания параметров, выбрать начальные значения адаптационных коэффициентов, критерий сходимости процесса расчета и т.д. в нескольких диалоговых окнах. Что касается программы Excel, то она выглядит гораздо сложнее по сравнению с двумя другими рассматриваемыми программами. Нет такого широкого выбора функций как в программе Statistica, часть расчетов приходится производить поэтапно с помощью функций и надстройки «Анализ данных», в сравнении с более мощными возможностями программы Eviews и, тем более, Statistica, возможности Excel касаемо анализа временных рядов достаточно скромны. Также более предпочтительно построение регрессионных моделей с распределенными лагами в программе Statistica, нежели чем в Eviews, так как процедура построения очень проста в применении: требуется лишь задать значение максимального лага и степень аппроксимирующего полинома (лаги Алмон). Выделение тренда из ряда с помощью гладких функций и моделирование сезонной компоненты на основе гармоник в оболочке Statistica выполняется в модуле Нелинейная оценка. Процедуру сглаживания тренда с помощью различного рода скользящих средних легко выполнить в обоих приложениях. Можно сказать, что программы Statistica и Eviews более приспособлены под анализ временных рядов и более профессиональны. Таким образом, в компьютерную поддержку курса "Эконометрика" целесообразно интегрировать все рассмотренные программы. Excel в начале изучения курса, и не только как готовый пакет анализа, а прежде всего как инструментарий в проработке и закрепления знаний формул и логики расчетов. А в дальнейшем, для анализа эконометрических моделей нужно вводить специализированные пакеты. Ардовская Р.В. Ardovsraya R.V. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЯЗЫКОВОЙ ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ ВУЗОВ COMPUTER TECHNOLOGIES IN LANGUAGE STUDY OF UNIVERSITY STUDENTS [email protected] НАЧОУ ВПО Современная гуманитарная академия г. Вологда Статья посвящена анализу обучающих компьютерных программ, которые сейчас широко распространены в языковой подготовке студентов

164

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 высшей школы. Анализ обучающих компьютерных программ показывает, что индивидуальная работа студентов с применением компьютерных технологий может рассматриваться как реальная возможность эффективного использования времени для обучения студентов. Студенты выбирают индивидуальный режим работы на компьютере и овладевают языком в удобное для них время. The article is devoted to the analyses of the teaching computer technology programs which at the present time are widely spread in the language study of university students. The analyses of the teaching computer programs shows that the individual work of the students may be defined as a real possibility of effective time usage for the language study of university students. Students choose the individual regime of the work using computer technologies, so they master the language at the convenient time. Первые исследования в области компьютерного обучения иностранным языкам относятся к шестидесятым годам прошлого столетия. В настоящее время в области образования накоплен достаточно богатый опыт применения компьютерной техники в нашей стране и за рубежом, и многие высшие учебные заведения уже достаточно успешно используют компьютерное программное обеспечение в учебном процессе. Теоретические вопросы внедрения компьютеров в учебный процесс с целью языковой подготовки являются предметом исследования новой отрасли науки – компьютерной лингводидактики как самостоятельного направления дидактики и методики обучения языкам. Проблемы компьютерной лингводидактики освещены в научных трудах М.А. Акоповой, Т.М. Балыхиной, В.И. Брановицкого, А.Д. Гарцова, Т.В. Габай, Б.С. Гершунский, А.М. Довгялло, В. Денинг, М.Г. Евдокимова, Н.В. Еременко, А.В. Зубова, Т.В. Карамышева, М. Кеннинг, В.Я. Ляудиса, А.В. Мордвиновой, Э.Л. Носенко, Р.Г. Пиотровский, Е.С. Полат, А.Н. Ревенко, Н.Ф. Талызиной, М. Хазен, Е. Энгланд и др. Внимание ученых направлено на создание и совершенствование компьютерных программ, которые позволяют по-иному взглянуть на процесс языковой подготовки студентов. В статье делается попытка проанализировать обучающие программы компьютерных технологий, которые в настоящее время находят широкое применение в языковой подготовке студентов вузов. Бурное развитие и модернизация компьютерной техники меняют приоритеты в области компьютерной лингводидактики. Появляются не только более совершенные компьютеры, но и расширяются возможности их применения в учебных целях. По мере усложнения программного обеспечения все более важную роль в общественной, профессиональной, образовательной и даже личной сфере начинает играть интерактивное общение человека с машиной. В теории и практике овладения иностранным языком возникает целый ряд вопросов, на которые сегодня пока невозможно дать однозначные ответы.

165

Секция 4 Компьютер становится многофункциональным средством обучения, применение которого с целью языковой подготовки студентов следует рассматривать с двух позиций: обучения языку и изучения языка. В процессе обучения компьютером пользуются оба участника учебного процесса: педагог и студент. Для педагога компьютер – это универсальное средство обучения, которое идеально подходит ему на всех этапах обучения как дополнение к другим средствам обучения, которыми он пользуется при обучении языку. Для студента компьютер – это тренажер, а также средство извлечения информации и выполнения заданий, заложенных в компьютерную программу. При обучении языку компьютер имеет многостороннее применение, а именно: организационное, информативное, стимулирующее, коммуникативное, тренировочное, обучающее и контролирующее. Если рассматривать обучение как процесс передачи знаний от носителя (преподавателя) к получателю (студенту), то в случае отсутствия носителя знаний (преподавателя) процесс передачи (движения) знаний прекращается и ограничивается только получателем, способным извлекать знания из информационных источников самостоятельно – такой процесс называется изучением. В процессе изучения языка компьютер – это инструмент, замещающий преподавателя и выступающий как тренажерное и контролирующее средство, используемое в процессе индивидуальной работы. В этом случае программное обеспечение выполняет основную образовательную функцию и от грамотно созданной компьютерной обучающей программы зависит результат и качество учебной деятельности. В программу должны быть заложены дидактические принципы обучения, реализация которых осуществляется в процессе самостоятельной учебной деятельности студента. Если всѐ многообразие функциональных компьютерных операций рассматривать в учебных целях, то их выбор определяется педагогом во время «контактного» общения со студентами, тогда как в процессе индивидуального овладения лингвистическими компетенциями их выбирают те, кто изучает язык самостоятельно. Итак, при обучении иностранному языку компьютер является учебным средством, пригодным для параллельного использования обоими участниками учебного процесса (преподавателями и студентами). Общими для них являются операции по установлению интерактивной связи, по организации учебного процесса, а также для тренировки, контроля и проверки уровня языковой подготовки. Среди компьютерных программ, созданных для языковой подготовки студентов, выделяются два основные вида: программы компьютерного (ранее машинного) перевода и программы компьютерного обучения переводу. Программы компьютерного перевода создаются для быстрого ознакомления с содержанием достаточно объемного документа на иностранном языке с целью получения важной информации, принятия решений или выработки конкретных предложений. Профессиональные переводчики-лингвисты редко пользуются программами компьютерного перевода, но их предпочитают офисные менеджеры, технические работники и многие др. Программы компьютерного перевода включают в себя электронные архивы предложе166

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ний, профильные словари, справочные руководства, которые облегчают работу с письменным текстом на иностранном языке. Они отличаются разными уровнями решения переводческих задач, объемом переводческой памяти, языковыми пакетами для перевода, а также интерфейсом и сервисным оснащением программ. Лидерами по этому виду программ являются американские программные пакеты, стоимость которых не всегда доступна. Российский рынок программ компьютерного перевода весьма скромен. Достаточно подробно представлен анализ основных характеристик программ компьютерного перевода И.В. Григоровской, Н.В. Евтюхиным, Л.Д. Захаровой [2, с.43-54]. По набору сервисных функций они выделяют программный пакет компании «ПРОМТ». Из опыта личной работы с подобными программами машинного перевода ясно, что ни одна программа не может заменить недостающих знаний иностранного языка, поскольку из-за выполнения формализованных операций компьютерные программы переводят только простые предложения. Чтобы выпускники современных вузов умели работать с программами компьютерного перевода, их необходимо знакомить со структурной и технической функциями, опциями и спецификой программы. Но ни одна такая программа не может соперничать с компетентным специалистом, который может внести в перевод необходимые коррективы. Широкий спектр компьютерных программ обучения переводу различного предназначения и возможностей создан за последние тридцать лет в России. В стремлении создать простоту в эксплуатации и повысить эффективность усвоения учебного материала, а также степень автоматизации рутинных функций и т.п. обучающие компьютерные программы в зависимости от содержания, назначения, функций и возможностей различаются: по наличию печатного эквивалента; природе основной информации; целевому назначению; технологии распространения; характеру взаимодействия пользователя; типу электронного издания; периодичности; структуре. На основании анализа уже существующих обучающих компьютерных учебных разработок можно выделить следующие типы программ: обучающие, тренировочные, контролирующие, комбинированные, текстовые, игровые и справочно-информационные. Ко всем электронным изданиям предъявляются минимальные системные требования с обязательным приведением элементов выходных сведений [3, с.7-15]. Они создаются с учетом информационно-предметной среды для использования в учебном процессе в виде электронных изданий, однако носят разрозненный характер, так как разрабатываются разными структурами, их выпуск никто не координирует и не подвергает проверке, они не включаются в общий реестр аналогичных программ. Вероятно, по этой причине отсутствует банк их данных, а многие компьютерные программы не отвечают нуждам потребителей в лице студентов, педагогов и других лиц, которые участвуют в процессе обучения иностранному языку в рамках непрерывного образования. Имеющиеся в наличии обучающие компьютерные программы часто лишены целостности, в них не соблюдаются принципы последовательности и преемственности уровней языковой 167

Секция 4 подготовки, поэтому они не могут быть предназначены для овладения коммуникативными компетенциями переводческой деятельности. До сих пор отсутствуют: вариативные отечественные программы, отражающие всю шкалу уровней языковой подготовки; специальные компьютерные программы для подготовки медиаторов (посредников) разной профессиональной направленности; оригинальные программы креативного типа по конкретным учебным дисциплинам. Вопрос состоит в том, какие компьютерные программы необходимо внедрять в процесс обучения студентов языку. С одной стороны, для общей языковой подготовки можно использовать уже имеющиеся информационнообучающие программные средства (типа «Reward»), созданные в странах изучаемого языка, с другой стороны, существует реальная потребность в создании отечественных программ, обучающих специальному переводу. Индивидуальное обучение переводческой деятельности в вузе посредством компьютерной программы «Mediator», созданной коллективом Вологодского филиала Современной гуманитарной академии, повышает эффективность учебного времени [4]. На любой стадии овладения иностранным языком педагог пытается оптимизировать процесс обучения в аудитории в рамках часов отведенных по учебному плану, используя наиболее рациональные методические приемы, комбинируя их по своему усмотрению. Однако каким бы ни был набор практических методов, преподаватель постоянно испытывает дефицит времени. Главная причина неэффективного использования времени кроется в групповом подходе к обучению. Сфера традиционного образования предоставляет немного возможностей для индивидуальной работы в аудитории, хотя и требует от участников более интенсивного труда. В учебных группах (до 15 человек) преподаватель иностранного языка с трудом может сосредоточить внимание на каждом студенте. Уменьшение количественного состава учебной группы всегда связано с чрезмерно высокими расходами на образование, так как ведет к повышению фонда заработной платы преподавателей. Таким образом, анализ обучающих программ показал, что индивидуальная работа с применением компьютерных технологий может рассматриваться как реальная возможность эффективного использования времени для языковой подготовки студентов высшей школы. Студенты выбирают индивидуальный режим работы с учетом своего первоначального уровня лингвистической подготовки и темпа усвоения знаний и, используя компьютерные технологии, овладевает языком в удобное для него время. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Тихомиров О.К. Искусственный интеллект и психология / Отв. ред. О.К.Тихомиров. – М.: Наука, 1976. – 343 с. 2. Григоровская И.В., Евтюхин Н.В., Захарова Л.Д. Программы компьютерного перевода с иностранных языков и их использование в учебном

168

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 процессе // Телекоммуникации и информатизация образования. – 2004. - № 2. – С. 43 – 54. 3. Об электронных носителях: письмо Минобразования от 21.01.2003. № 43-52-06/12 // Телекоммуникация и информатизация образования. – 2003. – № 4. - С. 7 - 15. 4. Ардовская Р.В. Дидактические особенности дистанционного обучения иностранному языку в условиях непрерывного образования / Монография: – М.: Изд-во СГУ, 2005 – 136 с. Атепалихин М.С., Хмелев Е.Р., Хрычкина Е.П. Atepalikhin M.S., Khmelyov E.R., Khrychkina E.P. ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ INFORMATION SYSTEM OF AUTOMATED CONTROL OF KNOWLEDGE [email protected] Филиал Тюменского государственного университета в г. Новый Уренгой г. Новый Уренгой В настоящей публикации описывается информационная система автоматизированного контроля знаний студентов, реализованная в филиале Тюменского государственного университета в г. Новый Уренгой. Система построена на основе технологии «клиент – сервер». Принципы работы системы реализованы по образцу федерального интернет-экзамена в сфере профессионального образования. This publication describes the information system of automated control of students' knowledge, implemented in the branch of Tyumen State University in Novy Urengoy. The system is built on the basis of technology "client-server". The principles of the system implemented on the model of the federal Internet-exam in the field of vocational education. В настоящее время приобретает актуальность оценка качества подготовки выпускников вузов в форме тестирования как по отдельным дисциплинам, так и по комплексу дисциплин. Большую работу в унификации подобной оценки выполняет Национальное аккредитационное агентство в сфере образования (Росаккредагентство). Филиал Тюменского государственного университета в г. Новый Уренгой вот уже на протяжении трех лет принимает систематическое участие в эксперименте Росаккредагентства «Интернетэкзамен в сфере профессионального образования». В связи с необходимостью подготовки студентов филиала к тестированию в рамках Интернет-экзамена мы поставили перед собой цель создать программное обеспечение, которое позволяло бы проводить локальное (внутри филиала) тестирование студентов с использованием технологий оценки качества знаний, применяемым на Интернет-экзамене. В нашем филиале подобная работа была начата одним из авторов еще в 2007 году. Принцип построения теста следующий. Содержание дисциплины 169

Секция 4 или общего блока дисциплин разбивается на несколько дидактических единиц, каждая из которых имеет общую идейную основу. Это может быть некоторый содержательно целостный блок учебного материала. В каждой дидактической единице выделяется несколько вопросов-подтем. За основу могут быть взяты структуры аттестационных педагогических измерительных материалов (АПИМ), доступные на Интернет-сайте Федерального Интернетэкзамена в сфере профессионального образования (www.fepo.ru). Структуру АПИМ преподаватели вуза могут также разрабатывать самостоятельно. Каждый вопрос-подтема в АПИМе реально состоит из некоторого множества однотипных (или близких по смыслу) вопросов, из которых в данной сессии тестирования выбирается только один случайным образом. Таким образом формируется индивидуальный тест для одиночного сеанса тестирования. Такой тест будет содержать столько вопросов, сколько имеется вопросов-подтем в рамках структуры АПИМ по данной дисциплине или комплексу дисциплин. Кроме того, вопросы теста упорядочены случайным образом. Также случайным образом упорядочиваются варианты ответов тестовых заданий. Описанный механизм позволяет формировать большое количество вариантов индивидуальных тестов для студентов. Причем, каждое новое повторение сеанса тестирования конкретным студентом приводит к формированию нового набора заданий. Именно подобная схема применяется в рамках Интернет-экзамена, и именно такую схему авторы попытались реализовать на базе кабинета ИВТ филиала. Первая действующая разработка основывалась на технологии «клиент– сервер» на следующей программной платформе: серверная часть комплекса включает http-сервер Apache 2.0, систему управления базами данных MySQL 5.0, интерпретатор языка программирования высокого уровня PHP 5.x.; клиентская часть комплекса представлена любым Интернет-браузером, например, MS Internet Explorer или Opera. Построенная система обладала рядом существенных недостатков, в том числе, отсутствием гибкости организации системы контроля: не предусмотрено никакого специфического интерфейса администрирования; не было возможности изменять список доступных специальностей и направлений; неизменяемый список дисциплин тестирования; данные тестирования представлялись в форме, не пригодной для дальнейшего обобщенного анализа и др. В связи с необходимостью усовершенствования системы тестирования была проведена следующая работа. Во-первых, было решено несколько изменить программную платформу – использовать для написания программной логики не PHP, а универсальный язык программирования Python. Http-сервер Apache был настроен на испол-

170

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 нение Python-сценариев через механизм CGI. Кроме того, сам сервер тестирования перенесен на компьютер, работающий под управлением ОС Debian/GNU Linux 5.0. В таких условиях для построения системы тестирования отпала необходимость в использовании проприетарного программного обеспечения. Во-вторых, была переработана структура сайта тестирования. Новая структура представлена схематически на рис. 1.

Рис. 1

В-третьих, была несколько изменена структура базы данных системы тестирования. Добавлены необходимые таблицы для организации более гибкого представления хранимых данных: дисциплин, преподавателей, студентов, администраторов, тестовых вопросов и пр. Таким образом, новый вариант системы позволяет: более гибко администрировать базу данных (добавлять, удалять пользователей, вопросы для тестирования, дисциплины средствами самой системы, тогда как в прежней версии для этих целей использовался программный комплекс phpMyAdmin); проводить анализ сеанса тестирования группы студентов, а также сохранять результаты тестов каждого студента индивидуально с целью отслеживания и анализа успеваемости как отдельных студентов, так и учебных групп; быстро адаптировать систему тестирования к использованию в рамках дифференцированной системы оценивания успеваемости студентов; задавать вопросы с переменным количеством вариантов ответов, а также со свободным ответом и пр.

171

Секция 4 В дальнейшем планируется продолжить работу над усовершенствованием разработанного программного комплекса. Прежде всего, планируется переход на систему разработки веб-приложений Django, основанную полностью на языке программирования Python. Кроме того, возможно расширение функционала системы тестирования с целью создания вспомогательного дидактического комплекса (подобного системам дистанционного обучения), который должен служить мощным подспорьем для преподавания различных дисциплин. Ахметсафина И.С. Akhmetsafina I.S. О НЕКОТОРЫХ АСПЕКТАХ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ САПР ARCHICAD ABOUT SOME ASPECTS OF TEACHING COMPUTER DESIGN IN ARCHICAD [email protected] Гоу ВПО "УралГАХА" г. Екатеринбург Автор описывает опыт применения в учебном процессе системы автоматизированного проектирования (САПР) ArchiCAD, предназначенной для компьютерного архитектурного проектирования зданий и сооружений. This article describes some aspects of architectural education that requires including working with different kinds of computer programs in the training course. Опыт преподавания компьютерного проектирования в ArchiCAD студентам и слушателям курсов повышения квалификации Уральской архитектурно-художественной академии показывает, что обучение необходимо разделять на два уровня – начальный и основной. Работе в ArchiCAD, например, невозможно обучить тем способом, который применяется в компьютерной литературе и изданиях по обучению компьютерным программам – посредством сквозного описания инструментария и команд. Этот способ годится только для начального этапа обучения ArchiCAD. Начальный уровень можно разбить на два этапа – ознакомительный (основной инструментарий, черчение) и демонстрационный (демонстрация основных возможностей программы на примере типовых задач проектирования). Результаты, достигаемые на ознакомительном этапе, являются полным эквивалентом процесса черчения, и поэтому не интересны, сложны для начинающих и часто вызывают у них только недоумение и раздражение: "Карандашом гораздо проще…". Освоение этой техники пройдет значительно быстрее и эффективнее в середине курса. Тем не менее, начальный этап потребует нескольких занятий, хотя продолжительность их и охват тематики будет варьироваться в зависимости от уровня исходной подготовленности обу172

НОТВ-2010

Новые образовательные технологии в вузе чающихся. Пример одного из заданий, ознакомительном этапе, приводится на рис. 1

которое

выполняется

на

План на отм. 0,0000 9 200

Е 1 500

3 0 00

3 2 00

1 300

2 20 0

Д

6 0 00

2 000

9 60 0

3 2 00

2 000

Б

В

2 000

2 000

86 9

3 2 00

2 00 0

2 200

Г

А

1 600

2 400

9 600

200

82 1

Д

1 500

1 200

3 200

2 000

Е

А 1 000 1 800

4 200

3 00 0 4 20 0

1 000 800

11 000

1

2

3

4 5

Рис. 1

Далее, после ознакомления с принципами черчения в ArchiCAD, внимание обучающихся следует переключить на основы моделирования. Здесь лучше осуществить построение упрощенной, учебной модели малоэтажного здания, продемонстрировав при этом укрупненные фазы компьютерного проектирования и возможности программы – работа с оконно-дверными блоками, лестницами, перекрытиями, этажами и крышами. Это составит второй этап обзорно-адаптационной стадии освоения программы. На рис. 2 приведена 3D-модель коттеджа, воспроизводимая студентами на занятиях под руководством преподавателя по предоставленным им готовым чертежам и фасадам. Только после этого можно ожидать от обучающихся понимания основ работы в среде ArchiCAD, и аттестовать их как пользователей ArchiCAD, освоивших начальный уровень работы с программой.

173

Секция 4

Рис. 2

Следующая стадия обучения позволяет достигнуть продвинутого уровня работы в среде ArchiCAD – свободное владение приемами и методами оптимизации проектирования в САПР. На этом уровне студент может осуществлять процесс поиска архитектурно-планировочных решений. Как и в случае с любой другой областью знаний, зависимость глубины понимания и степени освоения программы от времени освоения носит экспоненциальный характер. Период накопления навыков, требующий решения обычных упражнений, сменяется периодом нахождения собственных приемов для выполнения сложных геометрических построений и поиска архитектурных решений. В качестве заданий могут выступать задания по моделированию сложных крыш, светопрозрачных конструкций, атриумов, разработке библиотеки конструктивных элементов, оптимизации архитектурных форм при реализации концептуального проекта. Пример задания, которое можно предложить на втором уровне обучения: проектирование зимнего сада определенных параметров. Возможный получаемый результат приводится на рис. 3.

174

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 3

На сегодняшний день сложно сказать, что более повлияло на столь быстрое преображение облика современной архитектуры. Мы видим усиленную "геометризацию", появление на фасадах гнутых конструкций и появление конических, цилиндрических и гиперболических форм зданий и сооружений. Бурное развитие современных строительных технологий и материалов, и современные программы архитектурного проектирования сделали возможным рождение новых концепций современной архитектуры. Философия, или идеология, программы ArchiCAD в кратком виде может быть изложена следующим образом: попытаться воспроизвести с помощью системы компьютерного проектирования процесс создания строительного объекта с моделированием всех присутствующих в реальном строительном производстве элементов, избегая при этом хоть какой-либо избыточности в ресурсах и командах. Таким образом, приступающим к самообучению, или приступающим к обучению других, можно дать следующие рекомендации. 1. Освоение программы лучшего всего проводить в контексте эскизного проектирования, опуская на первых порах инструментарий, необходимый для рабочего проектирования. 2. Метод "волшебной палочки" позволяет ускорить процесс моделирования архитектурных элементов. Метод заключается в том, что для вычерчивания при эскизном проектировании необходим только контур стен – все остальное является производным от этого контура. 3. Для проектирования многоэтажного здания следует спроектировать полностью сначала один этаж, создать копии первого этажа, как типового, и затем внести изменения в чертежах остальных этажей.

175

Секция 4 4. При создании чертежа автоматически формируется трехмерная модель, также существующая в отдельном окне. 5. В программе отсутствует возможность поворота архитектурных объектов в пространстве. Для выполнения поворота существует пока единственный способ: разработанную с помощью инструмента "Перекрытие" или "Стена" конструкцию нужно записать в библиотеку в отдельный файл как библиотечный объект, и во время записи задать соответствующий поворот в пространстве. После этого конструкция перестает быть перекрытием или стеной, и становится элементом типа "объект". В целом при определенных комментариях и выполнении в учебной аудитории ряда упражнений по основным разделам, заложенная в основу программы концепция легко усваивается и обеспечивается полное понимание обучающимися принципов проектирования в ArchiCAD. Но самостоятельное освоение до сих пор является достаточно трудоемким и очень сильно зависит от уровня подачи в используемой для обучения литературе материала. Таким образом, обучение ArchiCAD требует нестандартного и особенно тщательно методически прорабатываемого подхода. С. С. Титов "ArchiCAD: полезные рецепты. Справочник с примерами. – М.:КУДИЦ-ОБРАЗ, 2001. – 352 с. С. С. Титов "ArchiCAD 8. Справочник с примерами. – М.:КУДИЦОБРАЗ, 2003. – 480 с. Балыкина Е.Н., Кухаренко А.А. Balykina E.N., Kukharenka A.A. РОДОСЛОВНАЯ ПЛАНТАГЕНЕТОВ НА ОСНОВЕ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИХ ДЕРЕВЬЕВ «ЖИВАЯ РОДОСЛОВНАЯ 2.0» PLANTAGENETS‟ FAMILY TREE BASED ON THE INSTRUMENT «FAMILY TREE 2.0» FOR FORMATION AND ANALYSING GENEALOGICAL TREES [email protected] Белорусский государсвтенный университет г. Минск, Республика Беларусь Данная работа, как компонент ЭУИ «Жизнь средневекового города», наглядно демонстрируя родословную королевской династии Плантагенетов и приводя исторические факты из жизни ее представителей, способна углубить общие знания по истории городов Англии. Она предназначено для краткого изложения учебного материала, а также формирования навыков самостоятельной работы с историческими персоналиями и исследования истории высокого средневековья. This work is part of the electronic academical edition called «Life of the mediaeval town». It shows family tree of the royal dynasty Plantagenets and describes historical facts concerning the lives of its representatives. It can deepen

176

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 general knowledge of English towns history. The work is intended for giving a short account of academical material. It forms attainments to work at historical persons independently and to investigate the Middle Ages. Личностно-ориентированное обучение предусматривает в качестве основных принципов дифференциацию и индивидуализацию, развивающий характер обучения, которые в условиях массового образования могут быть достигнуты посредством применения «поливекторных» [1] электронных учебных ресурсов и изданий (ЭУИ). Обучение в ЭУИ должно базироваться на прогрессивных педагогических теориях и методах. Применительно к электронному обучению можно выделить теорию поэтапного формирования умственных действий, технологию полного усвоения знаний, уровневой дифференциации, индивидуализации, игровые технологии, блочное, модульное и рейтинговое обучение, проектный метод, технологию формирования критического мышления, апробированные и внедренные в Белорусском государственном университете на историческом факультете. Всем этим критериям соответствует электронное учебное пособие «Жизнь средневекового города Западной Европы X – XIII вв.» v 3.2., предназначенное для студентов гуманитарных факультетов, учащихся лицеев и колледжей с углубленным изучением истории. Его неотъемлемой составной частью являются авторские работы «Родословные правящих домов средневековой Европы: Каролингов, Капетингов, Плантагенетов и др.». Остановимся на последнем. Цель: углубить знания по истории средневекового города Англии через родословную Плантагенетов – королевскую династию XII – XIV вв. Задачи: обучающая – ознакомить с королями Англии из династии Плантагенетов и их родословной; развивающая – развить умение работать с фактологическим и иллюстративным материалом, систематизировать изучаемый материал, выделять главное, анализировать генеалогическое дерево, обобщать информацию, продолжить развитие логического мышления и памяти; воспитательная – воспитать чувство уважения к другим государствам и народам на основе взаимопомощи и осознания единства интересов, привить культуру восприятия личности и ее деятельности. Работа предназначена для краткого изложения учебного материала, формирования навыков самостоятельной работы с историческими персоналиями и состоит из GenoPro file «Плантагенеты», отчетов, 53-х изображений, 118-ти персоналий. В ее основу легли учебники, учебные пособия, энциклопедические данные, научно-популярные статьи и интернет-ресурсы. Методика обучения: работу с программой следует начинать c просмотра инструкции для пользователя. Непосредственное изучение генеалогического дерева необходимо осуществлять обращая, в первую очередь, внимание на самые значимые имена. Это, как правило, основатель династии Жоффруа (Джеффри) и английские короли династии Плантагенетов. Особое место в истории занимает Ричард I Львиное Сердце, имя которого в хронологи177

Секция 4 ческом дереве графически выделено и представляет собой гиперссылку на интернет-ресурсы. Пять вкладок дают не только сведения о личной жизни члена семьи, но и значительное внимание уделяют политической карьере, а также позволяют составить представление о его внешнем виде. Кроме GenoPro file «Плантагенеты», предусмотрен отчет по всей династии Плантагенетов, отдельно по Ричарду I Львиному Сердцу и его семье. В качестве самостоятельной работы предоставлена возможность сделать семейный отчет или отчет по любому из представителей Плантагенетов. Эффективность предложенной работы достигается благодаря тщательному отбору и структурированию материала. Последовательность его подачи обеспечивается гибкой структурой программы: каждая вкладка несет в себе новую информацию и дополняет ранее полученные знания. В качестве программного обеспечения (ПО) был выбран инструмент для формирования и анализа генеалогических деревьев «Живая Родословная 2.0» [2]. Работа с ним предполагает сначала построение собственно дерева элементов, затем описание его свойств и работу с деревом в целом. Есть два способа создания генеалогического дерева: обратиться к Мастеру создания семьи или создать дерево самостоятельно, добавляя в него новые элементы с помощью инструментов ПО. «Живая Родословная» посредством связей определяет роль каждого человека в семье. Есть два основных типа связи: родительская и детская. При создании фамильного дерева добавляются мужчины и женщины и соединяются друг с другом как родители и дети. Когда используются кнопки на панели инструментов: Новые супруги, Новые родители, Новый сын, Новая дочь или Мастер создания семьи программа автоматически создает линии связи между членами семьи. Линия связи характеризует отношения между отдельной личностью и семьей. Если член семьи – ребенок, то у него должна быть Детская линия связи с линией отношений (тип отношений может устанавливаться в окне «Брак», которое открывается двойным щелчком на линии отношений). Если член семьи – родитель, то у него должна быть Родительская линия связи с линией отношений. При этом член семьи может быть одновременно ребенком и родителем и потому иметь несколько линий связи. Обычно у него есть одна детская и одна родительская связь, но может быть больше детских связей, если он был приемным ребенком, или больше линий отношений, если он был женат не один раз. В диалоговое окно Сведения вводится информация по пяти разделам: сведения о члене семьи; рождение и смерть; иллюстрации; вид; общие сведения о члене семьи.

178

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Возьмем для примера самого известного представителя династии Плантагенетов – Ричарда I Львиное Сердце. Вкладка «Сведения о члене семьи» содержит информацию об имени, отчестве, фамилии члена семьи (Ричард I Генрих Плантагенет), роде занятий (король Англии с 1189 по 1199 гг.), поле (мужчина). Предусмотрена возможность добавления иллюстрации с изображением члена семьи (фотография памятника Ричарду I Львиное Сердце перед зданием парламента Великобритании) и краткого комментария, где помещается дополнительная информация до 32000 знаков. Вкладка «Рождение и смерть» отражает точную или неполную дату рождения (8-сен-1157), номер ребенка (3), смерть (установка флажка), дату смерти (6-апр-1199), краткие комментарии (8 сентября 1157, Оксфорд – 6 апреля 1199, замок Шалю, виконтство Лимож), причину смерти (убийство). Вкладка «Иллюстрации» помогает поместить одно или несколько изображений членов семьи, ввести название каждой иллюстрации («Ричард I Львиное Сердце, король Англии») и ее дату (1843), а также краткие комментарии к иллюстрации (работа Мерри-Джозефа Блонделя). Вкладка «Вид» определяет, какая информация и в каком виде будет представлена в дереве. Это значит, что каждому пользователю можно задать, какая информация/атрибуты должны быть отображены на генеалогическом дереве (только имя или фамилия, только имя и фамилия, полное имя, дата рождения/дата смерти). Кроме этого, при необходимости, дается гиперссылка на внешний источник информации. Вкладка «Общие сведения о члене семьи» приводит данные о семье: отец (Генрих II), мать (Алиенора Аквитанская), братья/сестры (/6/ Генрих, Матильда, Жоффруа II (Джеффри), Алиенора, Иоанна, Иоанн Безземельный), сводные братья/сестры, братья/сестры по браку, другие братья/сестры, супруг(а) (/1/ Беренгария Наваррская), дети. Диалоговое окно Брак используется для редактирования характеристик супружеской пары: а) сведения о семье; б) иллюстрации; в) вид; г) общие сведения о семье. Вкладка «Сведения о семье» указывает тип взаимоотношений между двумя людьми (в браке с 1191 г.), приводит главную иллюстрацию супружеской пары (изображение Ричарда I и его жены) и краткие комментарии о супружеской паре, личной жизни, взаимоотношениях (Большую часть жизни Ричард I Львиное Сердце провел вне территории Англии.). Вкладка «Иллюстрации» помогает вставить любое количество семейных изображений, ввести название каждой иллюстрации («Тревога Беренгарии о своем муже») и ее дату (1850), а также краткие комментарии к ней (работа Чарльза Аллстона Коллинза). Вкладка «Вид» показывает Метку, Символ взаимоотношений (автоматически: жили вместе) и Линию семьи (конец семьи: у семьи больше нет детей). Вкладка «Общие сведения о семье» содержит информацию о муже (Ричард I Генрих Плантагенет), жене (Беренгария Наваррская), детях (нет), 179

Секция 4 идентификационном номере семьи (8) и создает отчет по общим сведениям о семье в формате RTF (файл «family»). ПО позволяет составлять подробные отчеты по фамильному дереву, пользуясь диалоговым окном Составить отчет. При этом можно составить отчет на выбранном языке в двух форматах: HTML и RTF. Формат RTF лучше всего подходит для печати; формат HTML – для хранения на диске. При составлении отчета можно выбрать четыре разных типа данных. Первые два – HTML-отчет по всему документу – чтобы составить отчет в формате HTML для всего генеалогического дерева (папка «Плантагенеты»); HTML-отчет по выделенным объектам – чтобы составить отчет в формате HTML для какой-нибудь ветви генеалогического дерева (папка «Ричард I Львиное Сердце»); вторые – отчет в формате RTF по отдельной личности – чтобы иметь подробный отчет по отдельной личности (файл «individual»); 2.2 отчет в формате RTF по семье – чтобы иметь подробный отчет по семье (файл «family»). Таким образом, данная работа, наглядно демонстрируя родословную королевской династии Плантагенетов и приводя исторические факты из жизни ее представителей, способна углубить общие знания по истории западноевропейских городов X-XIII вв., а также сформировать навыки самостоятельной работы с историческими персоналиями на основе исследования истории высокого средневековья методом проектов. Балыкина, Е.Н. Электронное учебное издание на основе многовекторной модели / Е.Н. Балыкина, Д.Н. Бузун // Высшая школа: проблемы и перспективы: материалы 9-ой Междунар. науч.–метод. конф., Минск, 11-12 нояб. 2009 г. В 2 ч. Ч. 1 / Республ. ин-т высшей школы; редкол.: М.И.Демчук [и др.]. – Минск, 2009. – С. 271–273. Живая Родословная 2.0: Инструмент для формирования и анализа генеалогических деревьев с примерами родословных. Руководство пользователя. – М.: Институт новых технологий, 2008 – 36 с.

180

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Белоусова О.А. Belousova O.A. АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПАКЕТА EXCEL ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО КУРСУ «ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ» ASPECTS OF APPLICATION OF PACKAGE EXEL DURING THE LEADTHROUGH OF LABORATORY WORCS ON-COURSE «BASES OF SCIENTIFIC RESEARCHES» [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург The maximally detailed technical description of sequence of implementation of laboratory work is instrumental in forming of skills of work in the applied mathematical package, allows maximally to give mind students on essence of executable tasks. Одной из тем, изучаемых в курсе «Основы научных исследований», актуальной при обучении студентов направления «Химическая технология» является статистическая обработка экспериментальных данных. Практикум включает семь лабораторных работ: закон нормального распределения, статистические оценки выборочного распределения, проверка статистических гипотез, трендовые модели в задачах прогнозирования, трендовые модели в задачах аппроксимации, регрессионный анализ, планирование эксперимента. Методика проведения лабораторных работ сформирована следующим образом. Описание лабораторной работы включает подробный пошаговый алгоритм работы в пакете, например, «Повторите создание именованной области для блока ячеек В4:U4. Выполните команду → Сервис → Анализ данных → Описательная статистика». Используемый прием позволяет решить две проблемы – для студентов, не работавших ранее в этом пакете или не имеющих достаточных навыков, такое описание позволяет овладеть техническими приемами работы и для всех студентов – перейти ко второму, самому важному этапу работы – пониманию сути решаемой задачи, возможности ее применения в работе инженера и ученого. На втором этапе важным является перечень вопросов для самоподготовки студентов к отчету. Например, в задании для самостоятельной работы (первая лабораторная работа) исходные данные для примера – полученные в производственных условиях и часть вопросов к работе следующая: «Можно ли считать полученные экспериментальные данные удовлетворительными? Оцените их по правилу «трех сигм». Каковы минимальные требования к экс181

Секция 4 периментальным данным по значению доверительного интервала?». В итоге ответов на вопросы и беседы с преподавателем студент приходит к оценке точности получаемых в производственных условиях данных, то есть качества обработки деталей, понимает требования ГОСТа и применения их на производстве. Таким образом, максимально подробное техническое описание последовательности выполнения лабораторной работы способствует формированию навыков работы в прикладном математическом пакете, позволяет максимально сосредоточить внимание студентов на сути выполняемых заданий. Статистическая обработка результатов эксперимента в химической технологии: методические указания к лабораторным работам / В. Л. Аникин. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2007. -57 с. Бельков С.А., Гольдштейн С.Л. Belkov S.A., Goldstein S.L. ОБЗОР ПРОБЛЕМ СИСТЕМ(ПОДСИСТЕМ) МОНИТОРИНГА REVIEW OF THE MONITORING SYSTEM (SUBSYSTEMS) PROBLEMS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье приводится обзор проблем, связанных с разработкой подсистем мониторинга качества, применяемых в различных областях. В том числе уделено внимание когнитивному качеству и мониторингу качества продуктов, создаваемых в сфере образования. The article considers problems of projects in quality monitoring sphere. Special attention given of cognitive quality and educational product quality monitoring. Системы мониторинга широко используются в целом ряде областей: медицине, психологии, производстве. В частности для мониторинга показателей ритма сердца человека проводят регистрацию физиологического сигнала, обнаружение характерных элементов сигнала и формирование на их основе диагностических показателей. Мониторинг может использоваться также для оценки психофизиологического статуса. Таким образом, имеем специфические алгоритмы мониторинга. Кроме того системы мониторинга применяются для мониторинга различных компьютерных сетей без возможности администрирования, при реинжиниринге информационных ресурсов в качестве управления сетями и т.д. Технология мониторинга научно-технического потенциала рассматривается как совокупность некоторых, присущих для данной технологии мониторинга, операций. Такая технология позволяет существенно экономить затраты труда высококвалифицированных специалистов (кураторов и аналитиков) подразделений, ответственных за управление научными разработками 182

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 в высшей школе. Заметим, что в настоящее время аналоги подобных систем широко известны только в производственной и финансовой экономической сфере. Применительно к научной сфере только прорабатываются пути их создания. Работы, посвященные информационной технологии мониторинга, говорят, что эта технология включает: диагностику (оценку текущего), генезис (оценку прошлого) и прогноз (оценку будущего) состояния контролируемых объектов. Существует несколько разных методов мониторинга, имеющих несколько отличительных признаков. Такого же рода технологии также используются и в рекламе. Например для реализации пост-клик анализа. Это технология мониторинга активности пользователя после его взаимодействия с рекламным носителем. Пост-клик анализ позволяет точно сказать, сколько времени посетитель находился на рекламируемом сайте после перехода по баннеру, какие страницы посмотрел, какие действия совершил. Новая технология дает новые возможности по повышению эффективности рекламы в сети Интернет. В сфере образования технологии мониторинга представляют собой постоянно действующую систему с «обратной связью», позволяющей не только оценивать, но и прогнозировать, принимать правильные управленческие решения. Рассмотрение сущности мониторинга на профессиональном уровне устанавливает взаимозависимость и взаимообусловленность следующих понятий: управление, мониторинг, стандарт, качество. Существует также представление об интегральной модели мониторинга качества профессионального педагогического образования с охватом следующих показателей качества образования: качество подготовки специалистов, качество образовательного процесса, качество образовательной системы, качество управления, организация и обеспечения. Системы мониторинга тесно связаны с понятием качества. Например, рассматривая когнитивное качество, Федосеев Р.Ю. [статья «Интеллектуальный шейпинг»] отмечает, что для того, чтобы повысить качество человеческого интеллекта, необходимо обеспечить более высокое качество знаков, в частности когнитивное качество языков и информации. Севрук А.И. [«Возможности ЕГЭ в моделировании результатов общеобразовательного учреждения»] подчеркивает, что когнитивные качества (мышление, речь, память, внимание) играют важную роль в социальной адаптации учащихся. Хуторской А.В. [«Эвристический тип образования: результаты научнопрактического исследования»] предлагает другую классификацию когнитивного качества: к когнитивным качествам, необходимым для познания учеником внешнего мира относятся – любознательность, пытливость, проницательность, увлечѐнность, сообразительность, аналитичность, синтетичность, поиск проблем, склонность к эксперименту и др. Рассмотрим далее системы (подсистемы) диагностики. Мамиконянц Л.Г. и Надточий В.М. [«Информационно – диагностическая система турбогенератора»] отметили, что например оценка технического состояния турбогенераторов представляет большие трудности для персонала электростанций. 183

Секция 4 Используемые в эксплуатации методы диагностики решают локальные диагностические задачи и практически не связаны между собой. В то же время современные вычислительные средства и информационные технологии позволяют автоматизировать сбор, обработку и анализ всей необходимой информации и на основе диагностических алгоритмов дать текущую оценку технического состояния турбогенераторов и выработать рекомендации по их дальнейшему обслуживанию и ремонту. Такую задачу призвана решать интеллектуальная информационно-диагностическая система (ИИДС), которая базируется на следующих трех основных функциональных модулях: оперативная подсистема диагностики; неоперативная подсистема диагностики; информационная система технического обслуживания генераторов. Подсистемы диагностики включают в себя алгоритмическое, программное, а также, при необходимости, аппаратное обеспечение для получения диагностической информации. Отсюда следует, что для более сложной диагностики отдельные диагностические методы имеют малую эффективность, поэтому необходимо создавать системы или подсистемы диагностики. Диагностика качества. Языкова И.М. [«Диагностика качества образовательного процесса в университете»] подчеркивает, что сложность и многогранность задач, стоящих перед высшей школой, требует создания объективной и эффективной системы оценки и контроля качества образования, которая отслеживала бы не только результаты образовательной деятельности вуза, но и активно влияла бы на качество ее функционирования. Анализ других ситочников позволяет сделать вывод, что диагностика качества создаваемого объекта является на сегодняшний день необходимой. Поэтому актуально создание систем (подсистем), которые позволяют оценивать качество объекта. Система мониторинга качества. Например в сфере оценки качества медицинского оборудования, в частности коагулятора SurgiStat II. Высокую безопасность обеспечивает система мониторинга RECQMS качества контакта возвратного (нейтрального, пассивного) электрода пациента с больным. Система RECQMS постоянно отслеживает уровень импеданса больного в месте наклеивания пластины и автоматически отключает генератор, если определяет электрическую ошибку в месте контакта. Технология мониторинга качества. Матрос Д. [Всероссийская НПК «Управление качеством образования в муниципальном образовательном пространстве»] представил модель информатизации общего среднего образования, ядром которой являются разработанные на кафедре информатики педагогического университета электронные версии всех учебников федерального комплекта вместе с обучающими и контролирующими программами, а также программой психолого-педагогического мониторинга учащихся как основы грамотного управления качеством образования. Планирование качества. Под планированием качества понимается деятельность, которая устанавливает цели и требования к качеству, а также правила применения элементов системы качества. Рассматриваются следующие вопросы: распределение необходимых ресурсов, ответственности и пол184

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 номочий; процессы, составляющие практику работы и применяющие конкретные процедуры и инструкции; идентификация и приобретение необходимых оборудования, ресурсов и навыков; разъяснение стандартов приемки по всем требованиям, включая органолептические требования; определение подходящих действий по проверке; потребность в записях по качеству и их подготовка; указание выбранных процессов и определение их входов и выходов. Стейнер Д.А. выделяет в планировании четыре ключевых объекта, определяющих процесс планирования в целом: будущность настоящих решений; процесс; философия; структура. Планирование связывает между собой три основных типа планов: стратегические планы, программы средней продолжительности, а так же краткосрочные и оперативные планы. Следовательно, качество планирования представляет собой интегральную оценку, основанную на качестве этих трех типов. Полученный план должен включать в себя: методы обработки; нормирование времени; слаженность рабочих станций; станки, инструменты приспособления; автоматизация; применение роботов; капиталовложения; расчет рентабельности. Методы управления качеством. Здесь выделяются такие понятия: объект управления (качество продукции); цель управления (уровень и состояние качества продукции с учетом экономических интересов производителя и потребителя, а также требований безопасности и экологичности продукции); субъект управления (управляющие органы всех уровней и лица, призванные обеспечить достижение и содержание планируемого состояния и уровня качества продукции); методы и средства управления (способы, которыми органы управления воздействуют на элементы производственного процесса, обеспечивая достижение и поддержание планируемого состояния и уровня качества продукции). Классическое управление качеством предусматривает порядок формирования технологий и методов улучшения качества продукции. В реализации этого процесса имеются следующие шаги: 1) выбирается одна из трех целевых технологий управления; 2) для выбранной технологии подбирают одну или несколько процессорных технологий управления; 3) для каждой процессорной технологии выбирают один или несколько методов для достижения качества управленческой деятельности. При поиске и анализе информации по данной теме были выявлены следующие ключевые слова (словосочетания): системы мониторинга, технология мониторинга, когнитивное качество, система (подсистема) диагностики, диагностика качества, система мониторинга качества, технология мониторинга качества, планирования качества, методы управления качеством.

185

Секция 4 Берестова С.А., Мироненко А.А., Митюшов Е.А. Berestova S.A., Mironenko A.A., Mityushov E.A. МЕТОДИЧЕСКОЕ И АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ В УГТУ-УПИ METHODICAL AND HARDWARE SUPPORT FOR THEORETICAL MECHANICS COURSE AT THE URAL STATE TECHNICAL UNIVERSITY (URAL POLYTECHNIC INSTITUTE) [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Представлены основные направления методической работы кафедры теоретической механики, ориентированные на использование новых технологий обучения. The basic directions of methodical work of chair of the theoretical mechanics, focused on use of new technologies of training are presented. Теоретическая механика – традиционный учебный курс в системе российского высшего технического образования. Она является базой для многих общетехнических дисциплин (сопротивление материалов, детали машин, теория машин и механизмов и др.), а также имеет самостоятельное мировоззренческое и методологическое значение. Иллюстрирует научный метод познания закономерностей окружающего нас мира − от наблюдения к математической модели, ее анализ, получение решений и их применение в практической деятельности. Для поддержки учебного курса издавалось много замечательной учебной литературы. Изменение же объема часов, отводимых на изучение курса, форм обучения и методов организации учебной работы потребовало выпуск новых методических изданий, отвечающих современным требованиям и учитывающим богатый опыт и славные традиции в преподавании теоретической механики. В последние годы на кафедре теоретической механики выпущены учебники, получившие грифы МО и УМО, а также различные методические печатные и электронные пособия. В издаваемой методической литературе представлены все разделы теоретической механики, предусмотренные государственными образовательными стандартами. Разобранные задачи, помимо традиционной их роли закрепления базовых теоретических знаний, дают необходимые практические навыки и служат введением в выбранную специальность, что облегчает студентам переход к изучению последующих общепрофессиональных дисциплин и специальных курсов. В настоящее время заканчивается работа, выполняемая по заказу издательского центра «Академия» (г. Москва), по изданию сборника «Теоретическая механика в примерах и задачах». В подготовке издания принимают участие 11 ведущих преподавателей кафедры теоретической механики. Целью авторов было подготовить небольшой по объему задачник по теоретической механике, содержащий необходимые сведения из теоретической части курса, 186

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 подробные примеры решения задач и достаточное количество задач для организации аудиторной и самостоятельной работы студентов. На момент подготовки рукописи таких задачников в России издано не было. Исходя из специфики технического образования, в каждый раздел сборника включены тематические задачи с техническим содержанием, обеспечивающим профессиональные компетенции и облегчающим переход к изучению последующих обще-профессиональных и специальных дисциплин. Особое внимание уделено формированию профессионально-образного мышления путем включения достаточно большого количества текстов задач без соответствующих иллюстраций. При этом студенты, опираясь на постоянно пополняющуюся базу образной памяти и оперируя элементарными образами, должны создавать зрительное представление о конструкции или механизме с дальнейшим переходом к выполнению реальных практических действий по их схематическому изображению. Возможности современных информационных технологий во многом меняют формы организации учебного процесса. Это требует создания необходимой материальной базы и соответствующего методического обеспечения. В духе времени на кафедре теоретической механики создается учебная лаборатория для проведения занятий в интерактивном режиме, оснащенная современным мультимедийным оборудованием: проектором, персональным рабочим местом преподавателя, включающим персональный компьютер, ноутбук, документ-камеру, графический планшет, многофункциональное устройство, 2 компьютера для работы студентов, хранения курсовых и расчетнографических работ, выполнения тестовых заданий, беспроводными устройствами ввода-вывода информации для обратной связи с аудиторией, цветным принтером и др. Для проведения занятий в учебной лаборатории подготовлены в лекционные презентации, наполненные демонстрационными фрагментами, в которых в динамике представлены машины и приборы и их кинематические схемы; материалы для проведения практических занятий, содержащие руководства по решению задач статики, кинематики, динамики, аналитической механики; тестовые задания для проведения рубежного контроля; индивидуальные задания для курсовых и расчетно-графических работ; контент наполнен также рекомендациями к выполнению домашних заданий и контрольных работ. Эти материалы являются базой развития сетевых дистанционных образовательных технологий. Часть подготовленного материала размещена на сайте университета. Для развития «технического мышления» на кафедре созданы реальные и виртуальные модели и технические устройства, которые позволяют продемонстрировать механическое движение и решать сложную дидактическую проблему перехода от реальной машины к схеме и обратно. На кафедре постоянно ведется работа по наполнению электронного банка учебных материалов. К этой работе привлекаются студенты, особенно талантливая их часть представляет свои работы на выставках научноисследовательских работ. 187

Секция 4 Борзенкова С.Ю. Borzenkova S.U. АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «КРИПТОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТЕХНИКИ ASPECTS OF STUDYING OF DISCIPLINE «CRYPTOGRAPHIC PROTECTION OF THE INFORMATION» WITH USE OF SOFTWARE OF COMPUTER TECHNICS [email protected] ГОУ ВПО "Тульский государственный университет" г. Тула Рассматривается процесс реализации защиты информации с помощью криптографического алгоритма метода перестановки с использованием компьютерных технологий. Программа, разработанная для реализации криптографического метода перестановки, предназначена для практических заданий при изучении дисциплины «Криптографическая защита информации». Process of realization of protection of the information by means of cryptographic algorithm of a method of permutation with use of computer technologies is considered. The program developed for realization of a cryptographic method of permutation, is intended for practical tasks at discipline studying «Cryptographic protection of the information». Широкое распространение компьютерной техники за последние годы и связанный с этим резкий рост объемов информации (в том числе и конфиденциальной), передаваемой по открытым каналам диктуют необходимость применения надежных средств защиты информации. Построение систем защиты информации, также как и информационной безопасности организации основывается на принципах системного подхода, который предполагает оптимальную пропорцию между организационными, программными, правовыми и физическими методами защиты, применимых на любом этапе цикла обработки информации. Конкретные реализации систем защиты, которые могут существенное отличаться друг от друга из-за различия методов и алгоритмов, должны обеспечивать задачи конфиденциальность и целостность информации. Успешное решение перечисленных задач возможно как за счет использования организационно-технических мероприятий, так и с помощью криптографической защиты информации. Криптографическая защита в большинстве случаев является более эффективной и дешевой. Конфиденциальность информации при этом обеспечивается шифрованием передаваемых документов. Программная реализация криптографического закрытия данных должна обеспечивать выполнение следующих требований: дешифровать сообщение можно только при наличии ключа;

188

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты; любой ключ из множества возможных ключей должен обеспечивать надежную защиту; алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, при этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению алгоритма шифрования. Современный специалист по защите информации должен иметь представление о методах и алгоритмах защиты от несанкционированного блокирования, доступа, копирования и изменения информации, которые реализуются методами криптографии. Одной из дисциплин, базирующихся на изучении методов и алгоритмов современной криптографии, и которую изучают студенты, обучающиеся на специальности «Организация и технология защиты информации», является дисциплина «Криптографическая защита информации». Дисциплина «Криптографическая защита информации» включает как теоретические занятия, так и практические. Практические занятия обеспечивают основную практическую подготовку специалиста в области защиты информации при изучении различных криптографических алгоритмов защиты информации. Программа, разработанная для реализации криптографического метода перестановки, выполнена на языке программирования Турбо Паскаль. Для того чтобы пользователь мог успешно работать с программой шифрования и дешифрования необходимо наличие программ с расширение .PAS и файлов с расширением .TXT (для вывода информации в файл). Процесс шифрования включает следующие действия пользователя: установить выходные и входные файлы (файлы с расширением .TXT) на жесткий диск; запустить файл с программой шифрования (файл с расширением .PAS); ввести ключевое слово; ввести сообщение. В данной программе вводится ограничение: все буквы должны вводиться либо прописными, либо заглавными. открыть выходной файл, который автоматически изменяется при вводе нового сообщения и записывается на жестком диске); Алгоритм процесса шифрования представлен в левой части рисунка. При нормальной работе программы пользователь увидит поэтапную последовательность процесса шифрования. Процесс дешифрования выполняется по следующему алгоритму: в входной файл (файл с расширением .TXT) записать ключ и следующей строкой зашифрованное сообщение; запустить программу дешифрования (файл с расширением .PAS); после выполнения программы пользователь должен открыть выходной файл, где будет записано расшифрованное сообщение. Алгоритм процесса дешифрования представлен в правой части рисунка. 189

Секция 4 Данная программа предназначена для использования выполнения практического задания по изучению криптографического метода перестановки. В программе предусмотрены изменения количества символов, как в ключевом слове, так и в исходном сообщении.

Рисунок. Алгоритм шифрования и алгоритм дешифрования

Программа разработана в соавторстве со студентами, обучающимися по специальности «Организация и технология защиты информации» в рамках НИРС.

190

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Борисова Е.В., Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е. Borisova E.V., Tashlykov O.L., Sheklein S.Ye. СОЗДАНИЕ МАКЕТА ЭНЕРГОБЛОКА №4 БЕЛОЯРСКОЙ АЭС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ 3D-ТЕХНОЛОГИЙ THE BELOYARSKAYA NPP 4-TH UNIT MODEL CREATION WITH 3-D TECHNOLOGIES [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Показана значимость опережающей подготовки специалистов для инновационного энергоблока АЭС с реактором на быстрых нейтронах. Описан опыт создания макета энергоблока АЭС с реактором БН-800 в масштабе 1:100 с использованием 3D-моделирования. The significance of the forestall specialists training for the innovative NPP unit with the fast breeding reactor is shown. The described is the experience of the BN-800 NPP unit model creation in 1:100 scale using the 3-D. Строительство 4-го блока Белоярской АЭС с реактором БН-800 началось ещѐ в 1984г. В 1986г., в связи с Чернобыльской аварией, все атомные стройки СССР были заморожены, проекты направлены на дополнительную экспертизу. С начала XXI века строительство БН-800 возобновилось, с 2001г. началось финансирование. Строящийся 4-й энергоблок Белоярской АЭС был внесѐн в разряд инновационных проектов, в финансировании которых будет участвовать государство. Работы по проекту усовершенствованного быстрого реактора БН-800 явились логичным продолжением развития технологии реакторов этого типа в России и имели целью создание базового энергоблока для последующего серийного строительства. Научно-технической основой для создания этого реактора служит опыт проектирования и эксплуатации трех поколений реакторных установок с натриевым теплоносителем, в первую очередь, предшествующего реактора БН-600. Сооружение БН-800 и его последующая эксплуатация позволят решить ряд задач, важных для дальнейшего развития технологии реакторов на быстрых нейтронах. Одним из основных условий успешной реализации данного инновационного направления развития атомной энергетики является опережающая подготовка квалифицированных специалистов по эксплуатации и обслуживанию систем и оборудования энергоблоков АЭС с реактором на быстрых нейтронах. Кафедра "Атомная энергетика" УГТУ-УПИ, одна из первых кафедр этого профиля в России, традиционно специализируется на подготовке специалистов для АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. Уникальность технологии быстрых реакторов требует специфической материальнотехнической базы для подготовки специалистов данного профиля.

191

Секция 4 Значительным вкладом в модернизацию материальной базы кафедры в свете развития направления реакторов на быстрых нейтронах и в частности, строительства энергоблока БН-800, стало участие кафедры в реализации Федеральной инновационной образовательной программы «Формирование профессиональных компетенций выпускников на основе научнообразовательных центров для предприятий атомно-энергетического комплекса Уральского региона». Был приобретен ряд уникального оборудования, изготовленного по специальным техническим условиям. В данной статье описывается опыт создания макета энергоблока АЭС с реактором БН-800 в масштабе 1:100 с использованием 3D-моделирования. Трехмерное моделирование было выбрано для визуализации энергоблока БН800 в связи с его наглядностью, быстротой и эффективностью. Кроме того, фирма, занимавшаяся изготовлением макета, была оснащена оборудованием, позволявшим изготавливать отдельные детали по их 3D-модели. Как было сказано выше, достаточно длительная история проектирования и сооружения энергоблока с БН-800 определила вид основной массы исходной графической информации – чертежей. Естественно, ни о каком трѐхмерном проектировании энергоблока, которое могло бы облегчить создание 3D-модели, речи не шло. Поэтому создание макета началось с разработки 3Dмодели энергоблока по имевшимся архитектурно-строительным и компоновочным чертежам.

Рис. 1. Рабочий этап создания 3D-модели энергоблока с БН-800

Дополнительной сложностью, затрудняющей процесс создания 3Dмодели энергоблока с БН-800, явилось отсутствие полного комплекта архитектурно-строительных и компоновочных чертежей. В связи с изменением проекта энергоблока по сравнению с 1980-и годами (изменение компоновки

192

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 турбоустановки и т.д.) изменились и рабочие чертежи главного корпуса. Ряд чертежей на момент разработки 3D-модели отсутствовал. Поэтому процесс создания 3D-модели шел «с колес», по мере получения чертежей из ОАО Санкт–Петербургский научно-исследовательский и проектноконструкторский институт «Атомэнергопроект», занимающегося проектированием четвертого энергоблока Белоярской АЭС.

Рис. 2. Фрагмент 3D-модели энергоблока с БН-800

Рис. 3. 3D-модель энергоблока с БН-800

193

Секция 4

Рис. 4. Макет энергоблока АЭС с БН-800, изготовленный с использованием 3Dмоделирования, в учебной аудитории кафедры «Атомная энергетика»

Изготовление макета энергоблока АЭС с реактором БН-800 с помощью разработанной 3D-модели позволило решить несколько проблем, связанных с визуализацией учебного процесса подготовки специалистов для строящейся атомной электростанции: это первое в мире объемное изображение главного корпуса энергоблока с реактором БН-800 с необходимыми разрезами, позволяющее наглядно изучать компоновку основного оборудования как реакторного, так и машинного отделения; разработанная 3D-модель энергоблока может быть использована самостоятельно в учебном процессе, позволяя знакомиться с компоновкой оборудования с различных ракурсов, выполнять необходимые «разрезы», позволяющие получить доступ к скрытому строительными конструкциями оборудованию; 3D-модель энергоблока с реактором БН-800 может дорабатываться в случае изменения проектных решений в ходе сооружения АЭС.

194

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Бортник Б.И., Кожин А.В., Судакова Н.П. Bortnik B.I., Kozhin A.V., Sudakova N.P. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫМ ДИСЦИПЛИНАМ INFORMATIONAL TECHNOLOGIES IN THE ORGANIZATION OF THE NATURAL SCIENCES EDUCATIONAL PROCESS [email protected] Уральский Государственный экономический университет г. Екатеринбург Обсуждаются возможности формирования и развития важнейших информационных компетенций и информационной культуры будущих специалистов в процессе изучения естественнонаучных дисциплин. Рассматриваются практические аспекты использования информационных средств и технологий при проведении различных видов занятий и организации самостоятельной работы студентов In this work we discuss possibilities of formation and development of important information competencies and an informational culture of future experts in the process of studying natural science disciplines. We consider practical aspects of the utilization of informational tools and technologies for carrying out various educational activities and organizing students' self-training. Современное общество предъявляет новые требования к знаниям и умениям молодых людей и образовательной среде, в которой формируются эти знания и умения. Во «Всемирной декларация о высшем образовании для XXI века» говорится: «Высшие учебные заведения, опираясь на преимущества и возможности, предоставляемые новыми информационными и коммуникационными технологиями, в духе открытости, равноправия и международного сотрудничества должны играть ведущую роль и обеспечивать качество результатов образования путем создания новых форм учебной среды... и разрабатывать высококачественные системы образования на благо социальноэкономического развития и… другим наиболее актуальным приоритетам общества». Эти системы должны быть направлены на реализацию компетентностного подхода к образовательному процессу, предусматривающего формирование в процессе обучения важнейших общекультурных и профессиональных компетенций. Спектр таких компетенций практически для всех специальностей, в том числе экономических, включает информационные компетенции: владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, наличие навыков работы с компьютером как средством управления информацией, способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях; способность, используя отечественные и зарубежные источники информации, собрать необходимые данные проанализировать их и подготовить информационный обзор;

195

Секция 4 способность использовать для решения коммуникативных, аналитических и исследовательских задач современные технические средства и информационные технологии. Очевидно, что эти компетенции формируются, прежде всего, при освоении различных информационных дисциплин. Вместе с тем существенную роль в развитии этих компетенций у будущих специалистов играют естественнонаучные дисциплины – физика, химия, концепции современного естествознания. Они являются полем и платформой применения новых методов, приемов и форм работы, технологий, развивающих, познавательную, коммуникативную и личностную активность учащихся, умение ориентироваться в информационной среде, осуществлять оптимальный отбор информации, способность абстрагироваться от традиционных установок и адекватно оценивать инновационные процессы в науке, технологии, экономике.. Все это способствует выработке соответствующей организации интеллектуальной деятельности и стиля мышления, формированию информационных компетенций и информационной культуры. С другой стороны, использование современных информационных технологий сегодня во многом определяет эффективность реализации целей и задач преподавания естественнонаучных дисциплин. Информационные технологии существенно расширяют возможности визуализации и повышают эффективность усвоения учебного материала. Одним из наиболее перспективных и быстро развивающихся направлений информационных технологий является презентационная графика (или компьютерная анимация). Она синтезирует и поднимает на новый уровень возможности прежних наглядных средств обучения. Широкий спектр программного обеспечения (PowerPoint, Flash, Visio и др.) позволяет оптимально активизировать восприятие материала, и обеспечивает возможность наглядности даже при изучении тем, рассматривающих пространственные и временные масштабы, исключающие наглядное моделирование прежними средствами. Значение этих технологий трудно переоценить. Они открывают новые горизонты, в т.ч. в системе дистанционного образования. Информационные технологии качественно изменяют все виды занятий: лекции, практические занятия, семинары, лабораторный практикум. Современная лекция – аудиторная или дистанционная, - это динамичный диалог преподавателя со студентами, основным инструментом которого является качественная презентация. В системе дистанционного образования она может быть интерактивной. Такая лекция не только существенно повышает эффективность восприятия естественнонаучного материала, но и демонстрирует (при соответствующей квалификации преподавателя) современные аспекты коммуникативной культуры, что способствует формированию коммуникативных компетенций. Развитие и апробация этих компетенций осуществляется на практических и семинарских занятиях. Проведение таких занятий предусматривает разработку студентами учебных вопросов в форме проектов, включающих: постановку проблемы, планирование проекта, изучение состояния вопроса, формулирование результатов и выводов, разработку презентации, защита проекта. В оценке результатов и про196

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 цесса разработки проекта участвуют студенты. Разработанные студентами проекты и презентации могут быть в дальнейшем использованы преподавателем для совершенствования учебного процесса. Они могут пополнить банк презентационных средств, что позволит сформировать изучаемую дисциплину как систему визуальных модулей, существенно оптимизировать ее преподавание и усвоение. Заметную роль в инновационном образовательном процессе играет виртуальные лекционные демонстрации и виртуальный лабораторный практикум. Он позволяет учащимся проводить различные виртуальные эксперименты в том числе такие, которые как реальные провести сложно или невозможно. Это способствует не только повышению качества образования, но и экономии финансовых ресурсов, созданию безопасной, экологически чистой среды. К разработке материалов для таких экспериментальных работ целесообразно привлекать студентов. Несомненно, что эта разработка чрезвычайно трудоемка и требует высокой квалификации владения информационными технологиями, Вместе с тем во многих вузах есть специализированные кафедры, на которых даже студенты первых курсов имеют достаточно развитые навыки работы с компьютером и могут участвовать в этой работе. В этих условиях разработка нового банка средств визуального моделирования становится эффективной формой самостоятельной работы студентов (СРС). СРС - центральное звено современной технологии обучения. Она – основной путь выработки навыков самообразования, формирования высокого творческого потенциала будущих специалистов. Привлечение студентов к разработке информационного обеспечения учебного процесса способствует формированию мотивационного настроя учащихся, осознанию ими цели обучения и цели изучения дисциплины, развитию навыков познавательной деятельности, формированию и развитию культуры творчества. Организация СРС в этом направлении предполагает полное представление преподавателем о дизайне конечного продукта и сценарии его функционирования. Студент получает информацию о содержании материала, его месте и значении в изучаемой дисциплине, о назначении разрабатываемой модели и ее особенностях. Выбор компьютерных технологий может осуществляться как преподавателем, так и студентом. В процессе разработки студент достаточно глубоко вникает в сущность вопроса, структурирует соответствующий материал, выделяет проблемные аспекты и находит их решение. Все это обеспечивает эвристическую ценность данной формы работы, развивает способность к креативной деятельности, потребность в ней, совершенствует информационную компетенцию и культуру. Использование информационных технологий существенно меняют образовательную среду, выдвигая новые требования к формированию системы обеспечения качества учебного процесса и расширяют возможности достижения основных целей современного образования.

197

Секция 4 Бунаков П.Ю., Широких Э.В. Bunakov P.J., Shirokih E.V. СТИМУЛИРОВАНИЕ ТВОРЧЕСКОГО НАЧАЛА В ПРОЦЕССЕ ПОДГОТОВКИ ИНЖЕНЕРОВ-ТЕХНОЛОГОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОФИЛЯ STIMULATION OF A CREATIVE BEGINNING DURING PREPARATION OF THE ENGINEERS - TECHNOLOGISTS OF A MACHINE-BUILDING DIRECTION [email protected] Коломенский институт (филиал) Московского государственного открытого университета г. Коломна Рассматривается опыт стимулирования творческой деятельности студентов при помощи организации мини коллективов по решению практических задач проектирования изделий и технологических процессов их обработки с использованием методики сквозного проектирования. The experience of stimulation of creative activity of the students is considered through organization of small collectives under the decision of practical tasks of designing of products and technological processes of their processing with use of a technique of through designing. Подготовка квалифицированного инженера требует не только изучения теории, современных технологий и оборудования, но и проведения самостоятельных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с использованием современных информационных технологий. Именно самостоятельная творческая работа стимулирует интерес студентов к будущей профессии и позволяет выработать такие личностные качества, которые будут способствовать успеху в профессиональной деятельности. Особенно это актуально для технических специалистов. Студенты, понимающие смысл своей специальности, осознающие ее значение и имеющие интерес к ней, подкрепленный практическим опытом работы, с большей вероятностью придут на производство по окончании учебного заведения. Это является одним из основных условий инновационного развития отечественной промышленности. Стимулированию творческого начала необходимо уделять серьезное внимание во всех составляющих учебного процесса, обращая особое внимание на формирование мотивации к профессиональному самосовершенствованию, получение прочных и актуальных знаний и практических навыков, как в своей предметной области, так и в области информационных технологий. Использование в учебном процессе современных автоматизированных систем уже само по себе является стимулирующим фактором профессионального самосовершенствования. Однако для получения должного эффекта недостаточно простого изучения их возможностей и выполнения типовых заданий. Необходимо изучать эти возможности на примерах реальных практических работ.

198

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Для решения данной задачи рамки стандартного учебного процесса являются узкими, недостаточными для проявления высокой степени самостоятельности и реализации творческого потенциала студентов. Значительную часть работы по стимулированию творческого начала приходится переносить на внеучебное время. Организационными формами такой работы могут быть студенческие конструкторские бюро (КБ) или творческие коллективы, создаваемые для решения конкретной научно-технической проблемы. В машиностроительной промышленности ведущей тенденцией автоматизации проектно-производственной деятельности является внедрение сквозных технологий проектирования (CALS-технологий), суть которых заключается в формировании единой информационной среды в рамках предприятия или холдинга. Все данные об изделиях, процессах и ресурсах хранятся и обращаются между подразделениями и сотрудниками в этой среде в электронном виде. Это позволяет избежать дублирования информации, несанкционированного изменения проектных данных, использования неактуальной информации, что в конечном итоге ведет к значительному сокращению трудовых, временных и финансовых затрат. В использовании сквозных технологий проектирования заложен огромный потенциал повышения производительность труда и качества продукции при одновременном сокращении сроков разработки новых изделий. Исходя из этого на кафедре «Технология машиностроения» Коломенского института (филиала) Московского государственного открытого университета организовано студенческое мини-КБ для дополнительного углубленного изучения современных методов автоматизированного проектирования. Опыт его работы показал, что лучшим способом стимулирования потребности профессионального самосовершенствования у студентов является самостоятельная реализация проектов от эскиза до готового изделия. Для работы КБ необходимо наличие соответствующих методических, организационных и материально-технических предпосылок: апробированной методики изучения технологий сквозного проектирования и наличия реальных проектов, реализовать которые можно в течение одного или двух учебных семестров; достаточного количества лицензий CAD/CAM/CAPP/CAE-системы; станочного оборудования с числовым программным управлением. Основой методического обеспечения работы КБ является опыт подготовки инженеров по специализации «САПР технологических процессов» (САПР ТП) в рамках специальности 151001 «Технология машиностроения» [2]. Знакомство с технологиями сквозного проектирования начинается с рассмотрения методологических вопросов создания и эксплуатации систем автоматизированного проектирования технологических процессов на уровне математического, лингвистического, программного и методического обеспечений в процессе изучения дисциплины «САПР ТП». Затем в дисциплине «САПР режущего инструмента и технологической оснастки» рассматривается математический аппарат и программное обеспечение расчета, конструирования и изготовления режущего инструмента и 199

Секция 4 технологической оснастки. Основное внимание при этом уделяется разработке проектных модулей по выбору и расчету конструктивных элементов режущих и вспомогательных инструментов, а также их интеграции с используемой CAD-системой, что, по сути, означает расширение ее функциональности. Дисциплина «Высокоинтегрированные технологии в металлообработке (САD/САМ/САЕ–технологии)», методически завершая цикл дисциплин специализации, рассматривает теоретические, организационные и практические аспекты внедрения и эксплуатации автоматизированных систем сквозного проектирования. В компьютерных классах института установлено достаточное количество лицензий отечественной САПР T-FLEX [3] – базового программного обеспечения для изучения технологий сквозного проектирования. Выбор системы T-FLEX обусловлен, прежде всего, ее комплексным характером. В составе системы имеются модули параметрического и универсального проектирования, 2D-черчения, инженерного анализа, разработки и верификации управляющих программ для станков с ЧПУ, проектирования технологических процессов, управления документооборотом, а также API-интерфейс для разработки проблемно ориентированных приложений. Все модули системы T-FLEX функционируют на единой программно-информационной платформе. Для работы студентов во внеучебное время созданы две специальные лаборатории: информационных технологий проектирования и САПР ЧПУ. Станочный парк института достаточно обширен и включает в себя оборудование для выполнения всех основных операций обработки деталей резанием. Последним приобретением является фрезерно-гравировальный станок с ЧПУ EGX-300 – профессиональный станок для 2D/3D обработки заготовок. Таким образом, для функционирования студенческого КБ созданы все необходимые условия. В зависимости от творческих предпочтений студентов в качестве задания на проектирование предлагается один из двух общих вариантов: разработать математическую модель изделия, выполнить необходимые процедуры моделирования и инженерного анализа, спроектировать ТП изготовления отдельных деталей и сборки изделия, включая управляющие программы для станков с ЧПУ и в конечном итоге изготовить изделие; выполнить постановку задачи, разработать и отладить программный модуль расчета и моделирования режущего инструмента, технологической оснастки или типовых деталей и интегрировать его в состав системы T-FLEX. В качестве примера рассмотрим проект пульсирующего воздушнореактивного двигателя для авиамоделирования, выполненный творческой группой из двух студентов пятого курса (рис. 1). Реализация проекта потребовала комплексного решения следующих задач:

200

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 проектирование 3D моделей всех деталей двигателя в системе T-FLEX CAD 3D; моделирование операции сборки изделия, в ходе которой выявляются и корректируются возможные ошибки; выполнение теплового анализа в системе T-FLEX Анализ; разработка управляющих программ для станков с ЧПУ в системе TFLEX ЧПУ и их верификация в системе T-FLEX NC Tracer; изготовление деталей и сборка двигателя.

Рис. 1. Модель пульсирующего воздушно-реактивного двигателя

Примером задания второго вида является разработка встроенного в систему T-FLEX модуля параметрического проектирования концевых фрез с использованием API-интерфейса (рис. 2). Практика работы в КБ показывает, что большое количество студентов-технологов интересуются программированием и стремятся получить практические навыки в этой области. Это, безусловно, будет способствовать их профессиональной деятельности. Программирование способствует выработке у студентов таких важных для любой технической специальности качеств, как способность к логическому мышлению, четкости и строгости построения умозаключений; умение разбивать поставленную задачу на части, а затем соединять их в единое целое; умение рационально планировать свои действия по последовательному движению к цели в соответствии с разработанным планом. Дополнительным стимулирующим фактором работы в КБ является возможность участия со своими разработками в различных конкурсах и научно-технических конференциях. На рис. 3 показана модель водяного насоса, занявшая третье место во всероссийском конкурсе «Зачет 2008», проводимом разработчиками системы T-FLEX. Таким образом, самостоятельная работа студентов над реальными проектами от постановки задачи и эскизного проектирования до получения готового изделия или программного модуля формирует не только совокупность умений и навыков, но и профессионально важные качества современного технического специалиста.

201

Секция 4

Рис. 2. Встроенный модуль проектирования концевых фрез

Рис. 3. Модель водяного насоса

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Бунаков, П.Ю. Внедрение технологий сквозного проектирования и изготовления в учебный процесс подготовки инженеров-технологов / Бунаков П.Ю., Широких Э.В. // Новые образовательные технологии в вузе: сборник материалов шестой международной научно-методической конференции, 2 – 5 февраля 2009 года. В 2-х частях. Часть 2. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ – УПИ», 2009. 386 с. – с. 48-52. 2. Бунаков, П.Ю. Применение высокоинтегрированных автоматизированных систем в специализации САПР технологических процессов / П.Ю. Бунаков, Э.В. Широких / Информационные средства и технологии: тр. XVI междунар. науч.-техн. конф. 21-23 октября 2008 г., в 3-х томах. Т.1 М.: МЭИ. – с. 62-70. 3. Бунаков, П.Ю. Сквозное проектирование в T-FLEX – М.: ДМК Пресс, 2009. – 400 с., ил.

202

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Волкова А.А., Якшина Н.В., Привалов М.А., Яцюк И.С. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ, СВЯЗАННЫХ С ПРОГНОЗИРОВАНИЕМ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ТРАВМАТИЗМА THE APPLICATION OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS ON THE EDUCATIONAL PROCESS FOR INJUTY FORECAST ipml@ mail.ustu.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье рассмотрена возможность применения метода нейросетевого моделирования в целях прогнозирования задач, связанных с прогнозированием производственного травматизма. В рамках учебноисселедовательской работы со студентами на кафедре БЖД разработана лабораторная работа, с использованием метода нейросетевого моделирования для прогнозирования производственного травматизма. This review considers the application of artificial neural networks (ANN) to injury forecast. Use of ANN potential to forecast complex systems and processes behavior has been examined. ANN model to solve tasks connected with injury forecast has been developed. Model testing was being carried out in a laboratory work format on the course «Systemic analysis and process modeling in techno sphere» for students studying on the course «Personal and social safety in techno sphere». В настоящее время в практике прогнозирования сложных нелинейных взаимоотношений все большее распространение получают искусственные нейронные сети (ИНС). К числу таких вопросов относятся и задачи, связанные с прогнозированием производственного травматизма. При решении данных проблем, обычно используются такие методы как анализ динамических рядов, регрессионный и корреляционный анализ и др. Однако традиционные методы имеют ряд ограничений: они требуют знания законов распределения случайных величин, кроме того, не всегда имеется возможность учесть все значимые факторы и оценить их влияние. К достоинствам методов нейросетевого моделирования относится то, что при их использовании не требуется выявление законов распределения анализируемых величин, они могут учитывать большое количество факторов с оценкой значимости. На кафедре БЖД разработан алгоритм решения задач прогнозирования динамики производственного травматизма с использованием ИНС. В этой работе активное участие принимали студенты кафедры в рамках УИРС. На основе данного алгоритма создана лабораторная работа для студентов специальности «Безопасность жизнедеятельности в техносфере». В ходе выполнения работы осуществляется прогнозирование динамики изменения производственного травматизма, а также исследуется влияние

203

Секция 4 различных факторов на показатели производственного травматизма. В качестве программного обеспечения выбран программный пакет NEURO PRO. Один из вариантов заданий предполагает оценку динамики изменения коэффициента частоты производственного травматизма (КЧ) в зависимости от таких факторов, как среднесписочная численность работающих (ССЧР) и объем производства. На рисунке показано соотношение реального КЧ и прогнозируемого Neuro Pro. Значение Кч 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 Годы Y(Кч) Прогноз сети Рис. 1. Соотношение реального Кч и прогнозируемого Neuro Pro

Из графика следует, что прогнозируемый нейронными сетями коэффициент частоты несчастных случаев близок к реальной динамике. Задавая различные значения входных сигналов, можно получать достаточно достоверный прогноз состояния интересующего нас показателя. В таблице приведены уровни значимости входных сигналов по отношению к выходному сигналу для данного примера (табл. 1). Таблица 1. Значимость входных сигналов Значимость входного сигВходной сигнал нала ССЧР 0,750 затраты на охрану труда (ОТ), руб. 0,640 затраты на ОТ (на 1 работающего), 1,000 руб. объем производства, млн. руб. 0,691 Из таблицы следует, что наиболее значимым для нейронной сети сигналом в данном случае являются затраты на охрану труда (на одного работающего). Таким образом, при выполнении данной лабораторной работы студенты получают возможность проведения оценки производственного травматизма с помощью нового метода нейросетевого моделирования, а также сравнить

204

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 данные результаты с результатами, полученными с помощью традиционных методов. Гетманова Е.Е. Getmanova E.E. ИНТЕРАКТИВНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ВОЛНОВЫХ ЯВЛЕНИЙ INTERACTIVE LEARNING OF WAVES PHENOMENA [email protected] Белгородский государственный технологический университет г. Белгород Представлена интерактивная компьютерная лекция по волновой природе света, созданная на основе Flash технологий. Лекция позволяет понять явление дифракции, интерференции, освоить вычисление основных физических величин. Может использоваться на лекционных и практических занятиях, а также при самостоятельной работе. Lecture explained the wave nature of the light base by Flash technology is considered. More clear understanding phenomena of diffraction, interference and skills of calculating of physics values can be reached by using that lecture. Described presentation can be used at lectures, practice lessons and self preparing of students. Одной из основных задач современного общества является повышение качества образования. Необходимо сделать образование более интересным, запоминающимся и понятным. Современная система образования должна быть нацелена на передачу научных знаний и формирование образованных специалистов, работа которых будет связана с решением инженерных, производственных, экономических задач. В связи с меняющимися условиями труда необходимо выпускать специалистов, обладающих высокой квалификацией, разносторонней подготовкой, которая позволит работникам осваивать различные профессии на протяжении трудовой деятельности. Необходимо также создавать условия, при которых работники достаточно быстро и эффективно смогут осваивать базовые знания в новой специальности. Для этого следует интенсифицировать процесс обучения. Решить проблемы интенсификации в образовании можно и нужно с помощью компьютерных технологий. Компьютерные технологии должны стать неотъемлемой частью системы обучения. Они должны использоваться как для визуализации учебного материала, так и для обучения моделированию физических процессов и явлений. Подобный подход в образовании способствует созданию информационного общества. Изучение физики с использованием мультимедийных компьютерных средств [1,2] повышает объем восприятия, усиливает внимание, активизирует мыслительную деятельность путем вовлечения образной сферы человека в процесс обучения. Анимационные модели физических явлений, создаваемые с помощью графических пакетов, являются важным средством обучения. Моделирование 205

Секция 4 в графических и математических пакетах развивает модельный стиль мышления. Использование компьютеров позволяет сопровождать модельный эксперимент визуальной интерпретацией связей между параметрами исследуемой модели в виде графиков, компьютерной графической модели и т.д. Таким образом, можно исследовать физическое явление в случае, когда проведение натурного эксперимента затруднено. В работе продемонстрировано использование математического и графического пакетов при изложении лекции по оптике. Описанные анимационные фильмы созданы на основе Flash технологий и демонстрировались на экране при чтении лекций и проведении практических занятий. Изучение оптики начинается с рассмотрения опыта Юнга, и демонстрации анимационного фильма, в котором показаны две щели, которые расположены перпендикулярно плоскости экрана. После введения значения длины волны, расстояния между источниками и показателя преломления среды, преподаватель нажимает кнопку и появляется интерференционная картина (рис.1). Расходящиеся волновые фронты имитируют волновое движение из источников. Вводится точка на экране, в которой требуется определить разность фаз между двумя волнами. Преподаватель меняет расстояние между отверстиями, длину волны, показатель преломления, поясняет влияние каждого параметра на результат интерференции, и слушатели понимают явление, поскольку запоминают его зрительно.

Рис. 1. Опыт Юнга. Интерференция от двух источников

Многолучевая интерференция показана на рис.2. В этом случае преподаватель вводит в текстовые окна длину волны, расстояние между отверстиями, количество источников и показывает анимацию. Студенты смотрят изменение интерференционной картины в зависимости от физических параметров, которое сопровождается пояснениями преподавателя об интенсивно-

206

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 сти главных максимумов, количестве минимумов, интенсивности вторичных максимумов и т.д.

Рис. 2. Многолучевая интереференция

Для объяснения дифракции Фраунгофера демонстрируется фильм, интерфейс которого показан на рис.3. В текстовые окна вводятся следующие физические величины: длина волны, ширина отверстия и коэффициент преломления среды. Далее демонстрируется анимация и определяется ширина главного максимума. Поясняя явление дифракции, преподаватель меняет длину волны, ширину отверстия, коэффициент преломления среды. Картина на экране меняется, студенты зрительно запоминают явление. На экран выводится угловая ширина центрального максимума. Преподаватель может попросить рассчитать ширину максимума, а затем нажать кнопку и попросить студентов проверить полученные значения.

207

Секция 4

Рис. 3. Дифракция Фраунгофера

Изучение дифракционной решетки сопровождается фильмом, интерфейс которого показан на рис.4. Решетка имеет фиксированное число щелей, и после задания физических величин (длины волны, расстояния между щелями, ширины щели и коэффициента преломления) воспроизводится анимация. На экране демонстрируется изменение амплитуды главных максимумов, обусловленное явление дифракции. Увеличение ширины щели уменьшает амплитуду главных максимумов, уменьшение расстояния между щелями, раздвигает максимумы и т.д. Все это сопровождается пояснением физических основ демонстрируемого физического явления. Представленное в работе изложение учебного материала на лекции подкрепляется компьютерным моделированием физических процессов с помощью пакета MathCAD, которое выполняется на лабораторных занятиях. К примеру, при моделировании дифракции Фраунгофера, студенты получают графики, которые показывают распределение интенсивности света от щели в зависимости от cos ( где -угол, показывающий направление на точку на экране от середины щелей) при различных отношениях ширины щели к длине волны. Изложенный подход в изучении физики имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным методом объяснения материала. Во-первых, наглядность, что позволяет быстро осваивать материал, во-вторых, возможность работать самостоятельно, что соответствует европейским стандартам образования, где 60% материала студенты должны осваивать самостоятельно. Лекции по физике, основанные на изложенной методике, проводились в Белгородском государственном технологическом университета им. В. Г Шухова. Дополненные демонстрацией экспериментов по оптике, компьютерными и натурными лабораторными работами, они позволяют студентам быстро осваи208

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 вать материал, глубоко его понимать. Следует отметить заинтересованность студентов, более глубокое, по сравнению с традиционными методами изложения, понимание сути физических явлений. При изложении подобного рода, продуктивно используются интерактивные доски, как инструмент, позволяющий использовать различные пакеты в процессе чтения лекции.

Рис. 4. Дифракционная решетка

Подобные занятия дают учащимся не только богатство информации, которое достаточно трудно было бы получить при традиционном изложении материала, но и открывают возможности для новых, более эффективных форм обучения. В частности, представленная лекция весьма эффективно может использоваться при дистанционном образовании, при самостоятельной работе студентов, а также в непрерывном образовании, при переквалификации, когда требуется получение базовых знаний при овладении новой специальностью. Тесты, проведенные сразу после изложения лекционного материала с использованием описанных выше интерактивных фильмов, показали практически стопроцентное освоение основ волновой природы света. http://interactivephysics.design-simulation.com/ 20.11.2009) www.college.ru (дата обращения 5.11.09)

(дата

обращения

209

Секция 4 Гольдштейн С.Л., Никифоров Д.А. Goldshtein S.L., Nikiforov D.A. МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МЕДИЦИНСКОГО УЧРЕЖДЕНИЯ СО СМЕШАННЫМ ФИНАНСИРОВАНИЕМ В УСЛОВИЯХ КРИЗИСА THE ACTIVITY EFFICIENCY ESTIMATION MODEL OF A MEDICAL INSTITUTION WITH A MIXED FINANCING IN A CRISIS CONDITIONS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье приведены анализ требований, обзор аналогов и первичные графические образы модели оценки эффективности деятельности медицинского учреждения на примере научно-практического центра «Бонум». In the article a requirements analysis, a review of analogues and primary images of the activity efficiency estimation model of a medical institution on an example of scientifically-practical centre "Bonum" are resulted. Актуальность и постановка задачи В современном мире особое внимание уделяется устойчивому, сбалансированному развитию общества, экономики, организации, личности. Одна из основных задач при этом – оценка текущего и желаемого состояний. Существуют различные подходы к еѐ решению: организационный [1], экономический [2–4], математический [5–7], системный [8], образовательный и другие, причем, желателен интегративный подход. В данной статье приведены результаты развития интегративной модели оценки эффективности деятельности медицинского учреждения (МУ) на примере медицинского научно-практического центра «Бонум». Исходные посылки В качестве исходных посылок взяты, с одной стороны, десятки внешних и внутренних отчетов, содержащих сотни фрагментарных показателей, относящихся к различным аспектам деятельности, собираемых вышестоящими организациями и используемых руководством МУ, с другой стороны – потребность в создании единой системы сбора и анализа показателей. Требования к модели Нами предлагается учитывать 5 групп требований к модели оценки эффективности деятельности: 1. системные (С): 1.1. наличие показателей 3-х типов: отклик, управление, помеха; 1.2. наличие отношений показателей «часть-целое», «причина-следствие»; 2. математические (М): 2.1. учет случайных, единичных событий; 2.2. учет большого количества переменных;

210

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 2.3. возможность работы с недостаточными для построения регрессии данными; 3. организационные (О): 3.1. к планированию: 3.1.1. наглядное описание текущего и желаемого состояний организации; 3.1.2. учет направления развития организации; 3.1.3. модель должна отвечать на вопрос «что, если»; 3.2. к организации – возможность распределения работ, ответственности; 3.3. к мотивации – каждый сотрудник должен видеть свой вклад в достижение общих целей; 3.4. к контролю – возможность сбора показателей; 4. экономические (Э): 4.1. учет внешних дестабилизирующих факторов (например, кризис, сокращение бюджетного финансирования и др.); 4.2. учет внешнего и внутреннего управления – финансирование из нескольких источников (бюджет, ОМС, предпринимательская деятельность); 4.3. учет нематериальных активов, человеческого капитала; 5. информационные (И): 5.1. возможность сбора показателей из разнородных источников; 5.2. многомерный анализ показателей; 5.3. визуализация системы показателей; 5.4. интерфейс с корпоративной системой знаний. Аналоги и прототипы Сравнение аналогов оценки эффективности деятельности организации приведено в таблице 1 с выделением максимальных значений по каждому аспекту. Таблица 1. Сравнительная оценка аналогов №

Аналог

1 Система сбалансированных показателей [1] 2 Синергетические модели в экономике [2] 3 Математические модели управления организацией [7] 4 Модель устойчивого развития системы «природа–общество–человек» [8] 5 Синергетика, теория катастроф [5,6] 6 Финансовые показатели устойчивого развития предприятия [3] 7 Функционально-стоимостный анализ [4] 8 Показатели устойчивого развития города Тюмень [9] 9 Business Intelligence [10,11]

Оценка аналога по аспекту С М О Э И

∑

0,20 0,05

0,25

0,15

0,10

0,25

0,10

0,10

0,20

0,20

0,05

0,25

0,05

0,20

0,25

0,10

0,10

0,10 0,15

0,25

0,15

0,15

0,10 0,10

0,40

0,05

0,20

0,25

211

Секция 4 В качестве научного прототипа взят компилятивный вариант, т.к. ни один из аналогов не имеет максимальной оценки по каждому из аспектов. Графические модели по аспектам Приведем только несколько графических образов модели оценки эффективности деятельности организации. Образ системной составляющей представлен на рис. 1. 0 НПЦ «Бонум» Доля затрат на развитие

Управление 0 НПЦ «Бонум»

1

Эффективность реабилитации, рентабельность

Областные детские центры

Отклик 2 Структурные подразделения

Помеха

а)

б)

Кризис, сокращение бюджетного финансирования

Рис. 1. Системный аспект модели (а – 3 типа параметров организации, б – декомпозиция структурных единиц и показателей)

Образ математической составляющей модели приведен на рис. 2. Результат (экономический, медицинский, социальный)

Тенденция уменьшения устойчивости

Инвестиции (то, чем мы управляем) например, затраты на развитие, новое оборудование Дестабилизирующий фактор (например, объем бюджетного финансирования)

Рис. 2. Математический аспект модели

Задача организационной составляющей модели – привязка миссии, видения, целей организации к конкретным показателям. На рис. 3 приведен пример стратегической карты [1].

212

НОТВ-2010

Новые образовательные технологии в вузе Рентабельность предпринимательской деятельности

4 Обучение и развитие

3 Внутренние процессы

2 Клиенты

1 Финансы

Экономически эффективная комплексная реабилитация

Снижение, предупреждение инвалидизации

Реабилитация и социальная адаптация

Сохранение семьи

Эффективность помощи

Своевременность помощи

Доступность помощи

Корпоративный университет

Гранты

Новые технологии

Современное оборудование

Новые организационные формы

Рис. 3. Стратегическая карта НПЦ «Бонум»

С экономической точки зрения необходимы интегральные показатели эффективности деятельности организации [3] (рис. 4а) и их анализ для каждого вида услуг, например, с помощью функционально-стоимостного анализа [4] (рис. 4б). Эффективность реабилитации

а) Бюджетные средства

Затраты на предпр. деят.

Государственный заказ

Платные услуги

Качество реабилитации

Прибыль

Рентабельность б) Предоперационный осмотр анестезиолога

Процесс Премедикация

Анестезиологическое пособие

Послеоперационный этап лечения

Результат Врачанестезиолог

Сестраанестезистка

Анестезиологическое оборудование

Медикаменты

Структура

Рис. 4. Экономическая составляющая модели (а – интегральные экономические показатели, б – анализ эффективности)

Образ информационной составляющей [11] приведен на рис. 5.

213

Секция 4 Подсистема первичной информации (Access, FoxPro) БД «Регистратура»

Подсистема аналитики (MS SQL Server 2008)

Подсистема ССП

SSIS-пакет

БД «Стационар» Первичная информация

БД «Аптека» БД «Платные услуги»

Копия исходных БД БД «Аналитика»

БД «ССП»

OLAP-кубы

АРМ руководителяполитика/стратега

БД «Косметология» БД «Стоматология»

Запрос/ответ руководителя-тактика

Запрос/ответ руководителястратега/политика

Рис. 5. Схема информационной составляющей

Результаты и выводы Получены список требований, аналоги и прототип, графические образы разрабатываемой модели, которые могут служить основой для дальнейшей научной и практической работы, а также использоваться в курсе «Системология и системотехника». БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Каплан Р.С., Нортон Д.П. Стратегические карты. Трансформация нематериальных активов в материальные результаты / Пер. с англ.– М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2005. – 512 с.: ил. 2. Белоцерковский О.М., Быстрай Г.П., Цибульский В.Р. Экономическая синергетика. Вопросы устойчивости.– Новосибирск: Наука, 2006.– 116 с. 3. Бибнев М.В. Обеспечение устойчивого развития предприятия на основе внедрения контроллинга. Автореф. дис. канд. эконом. наук.– Нижний Новгород, 2007. – 27 с. 4. Елькин И.О., Никифоров Д.А. и др. Подход к оценке качества анестезиологического пособия с помощью функционально-стоимостного анализа // Системная интеграция в здравоохранении: электронный научный журнал. 2009. Вып. 2. URL: http://sys-int.ru 5. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам: Пер. с англ.– М.: КомКнига, 2005. – 248 с. 6. Арнольд В.И. Теория катастроф.– М.: Едиториал УРСС, 2004.– 128 с. 7. Новиков Д.А. Теория управления организационными системами.– М.: МПСИ, 2005. – 584 с. 8. Кузнецов О.Л., Большаков Б.Е. Устойчивое развитие: Научные основы проектирования в системе природа–общество–человек: Учебник.– СПб–М–Дубна: Изд. «Гуманистика», 2001.– 616 с. 9. Цибульский В.Р. и др. Тюмень: показатели устойчивого развития.– Тюмень: Изд-во ИПОС СО РАН, 2004.– 308 с. 10.Business Intelligence. URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Business_intelligence 11.Никифоров Д.А., Гольдштейн С.Л. Компьютерная системноинтеграционная поддержка разработки системы сбалансированных показателей медучреждения на примере НПЦ «Бонум». (в печати) 214

Новые образовательные технологии в вузе Горчаков Л.В., Королев Б.В. Gorchakov L.V., Korolev B.V. ТЕРМОРЕГУЛЯТОР НА ОСНОВЕ ПЛАТЫ AVR-IO-M16 THERMOREGULATOR ON THE BASE OF AVR-IO-M16 [email protected] Томский государственный университет г. Томск

НОТВ-2010

В статье на примере платы AVR-IO –M16 с микроконтроллером ATMega16 показана возможность создания терморегулятора. Приведены изменения в схеме и показан текст программы управления как микроконтроллером, так и компьютером. Its shown how to manage the temperature with use of the microcontroller ATMega16. При создании автоматизированных установок с использованием микроконтроллеров простейшим примером является установка терморегулирования. Для этого установка должна включать датчик температуры и регулируемый источник тепла. В датчика температуры может быть использован терморезистор. Для организации автоматического отслеживания температуры и управления источником тепла используется плата AVR-IO-M16. Она изготовлена с использованием микроконтроллера ATMega16. Микропроцессор имеет встроенный АЦП, однако он используется для других целей. Поэтому необходимо изменить существующую аппаратную схему. Для подключения к плате терморезистора можно использовать гнездо для Jtag-программатора, которое не используется. К выходам одного из реле подключается резистор мощностью 7 ватт, который играет роль источника тепла. Необходимые изменения в схеме, представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Схема модернизации платы микроконтроллера (показаны только измененные участки)

Затем пишутся две программы– одна для микроконтроллера для управления его работой и вторая –для компьютера, который будет показывать температуру. Текст программы для микроконтроллера пишется на языке C в оболочке IAR и прошивается в микроконтроллер с помощью avreal32. Программа для компьютера пишется в оболочке Delphi 7c использованием биб215

Секция 4 лиотеки RSCOM.DLL. Основная идея программы состоит в том, что управление платой происходит через интерфейс RS232 в виде потока команд от компьютера и обратного потока данных от микроконтроллера. Основная часть программы содержится в обработчике таймера. Она дает команду на измерение температуры и по получению ее от платы в зависимости от граничной температуры включает или выключает реле. Вид экрана во время работы терморегулятора показан на рисунке 2.

Рис. 2. Вид экрана во время работы программы

Горчаков Л.В., Королев Б.В. Gorchakov L.V., Korolev B.V. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИМ ЭКСПЕРИМЕНТОМ USING OF MICROCONTROLLER FOR THE PHYSIC EXPERIMENT‟S MANAGEMENT [email protected] Томский государственный университет г. Томск В статье на примере платы AVR-IO с микроконтроллером ATTiny2313 показана возможность создания установки по определению температуры. Приведены изменения в схеме и показан текст программы управления как микроконтроллером, так и компьютером. Its shown how to manage the experiment with use of the microcontroller ATTiny2313 При создании автоматизированных установок с использованием микроконтроллеров простейшим примером является установка отслеживания температуры и ее стабилизации. Для этого установка должна включать датчик температуры. В качестве такового может быть использован терморезистор. Для организации автоматического отслеживания температуры исполь216

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 зуется плата AVR-IO. Она изготовлена с использованием микроконтроллера ATTiny2313V-10PU. Общий вид платы вместе с датчиком показан на рисунке 1.

Рис. 1. Общий вид платы

В отличие от AVR M16 этот микропроцессор не имеет встроенного АЦП, поэтому аппаратное и программное обеспечение приходится делать самостоятельно. В этом случае фактически все разъемы микросхемы задействованы штатно, поэтому приходится пожертвовать двумя реле и освободить разъемы компаратора, необходимого для оцифровки аналогового сигнала. Для этого делаются изменения в схеме, представленные рисунке 2.

Рис. 2. Схема модернизации платы микроконтроллера (показаны только измененные участки)

Для подключения к плате терморезистора на плату добавляется один разъем. На электронной плате это выглядит так, как показано на рисунке 3.

217

Секция 4

Рис. 3. Модернизация схемы

Затем пишутся две программы – одна для микроконтроллера для управления его работой и вторая –для компьютера, который будет показывать температуру. Текст программы для микроконтроллера пишется на языке C в оболочке IAR и прошивается в микроконтроллер с помощью avreal32. При программировании выяснилось, что программа с плавающими числами и архитектурой схемы не помещается в памяти. Поэтому пришлось выбрать общую схему и целочисленное представление. Основная идея программы состоит в том, что управление платой происходит через интерфейс RS232 в виде потока команд от компьютера и обратного потока данных от микроконтроллера. Схема Tiny не имеет АЦП, поэтому его приходится делать, используя компаратор и счетчики. На компаратор подводятся два напряжения – одно с делителя, в одном из плеч которого находится терморезистор, а второе с 16разрядного таймера, который работает в режиме 10-разрядного,т.е. имеет 1024 уровня. Программа пишется так, что при достижении уровня напряжения происходит прерывание, которое обрабатывается так, что счетчик начинает следовать за напряжением на терморезисторе. Поэтому в любой момент мы знаем, какое имеется напряжение, а значит и температура. Чтобы опросы счетчика шли не очень часто, вводится задержка на основе работы 8разрядного счетчика. Из-за ограниченной памяти приходится отказаться от операций с плавающей точкой и все делать в целочисленном виде. Поэтому таблицы представлены в целых, путем увеличения их на 10, а затем в результате производится деление на 10, что дает точность в первом знаке после запятой. Результат возвращается в виде 4-х значного числа с ведущим нулем. Его приходится обрезать, так как функция value не умеет преобразовывать ведущие нули. Основная часть кода находится в обработчике таймера.

218

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject); var s:string; i:integer; begin SendString (PChar('g' + #13)); s:=readstring1(); if s<>'ERROR' then begin Edit1.Text:=s;s:=readstring1();PX:=PX+1; s:=copy(Edit1.Text,2,length(Edit1.Text)); val(s, t, i);writeln(f,t); PY:=trunc(Image1.Height-(t/10-Ymin)*Image1.height/(Ymax-Ymin)); image1.Canvas.Pixels[PX,PY]:=clBlack; Image1.Canvas.LineTo(PX,PY); end; end; Текст s:=copy(Edit1.Text,2,length(Edit1.Text)); Вырезает первый символ в прочитанном значении температуры, который является пробелом . Вид экрана во время работы терморегулятора показан на рисунке 4.

Рис. 4. Вид экрана во время работы программы

219

Секция 4 Данченко А. Л., Лябашкин В.С. Danchenko A.L., Lyabashkin V.S. АНАЛИЗ СИСТЕМ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ НА ПРЕДМЕТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ ВУЗА THE ANALYSIS OF E-LEARNING SYSTEMS FOR USING THEM IN THE EDUCATIONAL PROCESS OF HIGH SCHOOL [email protected] Восточноукраинский национальный университет имени Владимира Даля г. Луганск, Республика Украина Определены критерии успешной организации преподавательской деятельности с использованием системы дистанционного обучения. Выполнен анализ существующих систем дистанционного обучения на соответствие изложенным критериям In this article are defined criteria for the successful organization of teaching using distance learning system. There is Completed analysis of existing systems of distance learning to accord to the criteria. Использование дистанционного обучения для всех форм обучения (дневной, заочной и т.д.) позволяет преподавателю повысить качество изложения учебных материалов за счет автоматизации процесса выдачи заданий, предоставления электронного конспектов лекций, видеолекций, учебных пособий. Таким образом, преподаватель может больше ориентироваться на аудиторию, уделять больше времени для взаимодействия со студентами, заниматься методическими разработками и моделированием различного вида задач и ситуаций для дальнейшего их внедрения в процесс обучения. В реальном учебном процессе ситуация несколько иная. Современные системы дистанционного обучения (СДО) предоставляют массу различных технологических возможностей. Однако не все эти возможности доступны для использования ввиду различных причин: стоимость СДО, отсутствие опыта и достаточной квалификации для настройки системы, закрытые коды программного обеспечения, психологический барьер у преподавателей (жалко выкладывать собственные наработки, нежелание затрачивать время на осваивание приемов работы с СДО и разработку учебных материалов), отсутствие возможности адаптации СДО для работы в вузе и т. д. Все это неблагоприятно влияет на наполнение СДО учебными материалами, а также на качество учебных материалов, так как, несмотря на изобилие технических возможностей, зачастую электронные учебные материалы остаются на уровне простейших электронных документов. Решение проблемы видится в комплексном подходе: большое значение имеет как заинтересованность преподавателя в работе с СДО, так и возможности самой СДО для создания комфортных условий ведения учебного процесса. Основополагающим критерием качества СДО является ее наполнение, то есть учебные материалы. Для создания качественных учебных материалов 220

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 необходимы большие временные затраты, опыт и знания не только в предметной области дисциплины, педагогике, но и в области информационных технологий. Рассмотрим ситуацию применительно к преподавателю-разработчику с целью расширения аудитории преподавателей, активно использующих СДО в своей практике. Целью преподавателя является в указанные сроки (семестр, модуль, весь период обучения) получить максимально качественные результаты по изучению дисциплины студентами независимо от начального уровня каждого студента. Изложим основные требования к СДО с точки зрения преподавателя. Предполагается, что СДО, ориентированная на преподавателя, должна обладать следующими качествами. Ведение электронной документации, максимально близкой к реальному учебному процессу. Очень часто приходится вести несколько видов документов, дублировать информацию в СДО и в реальном учебном процессе. В частности остро стоит задача синхронизации учебных планов с учебными материалами. Ряд СДО ориентирован на набор отдельных дистанционных курсов – по принципу организации краткосрочных коммерческих курсов. В рамках вуза это очень неудобно; Качественный набор инструментов для разработки учебных материалов (здесь важно охватить большую аудиторию преподавателей – от новичков до опытных пользователей, предоставить свободу действий и оградить от дизайнерских ошибок (пестрота шрифтов, цвета, фона и т.д.)). Коммерческие продукты предоставляют более качественные инструменты и продуманные интерфейсы, но не всегда доступны по стоимости. Бесплатные продукты часто требуют от пользователей дополнительных знаний для разработки качественных материалов; Наращивание и модификация функциональности. Необходимость дописывания собственных кодов, модулей и плагинов возникает нечасто, но она присутствует, и практически всегда недоступна в коммерческих продуктах; Повторное использование учебных материалов. Дублирование информации в разных учебных курсах неудобно и приводит к ошибкам. Проще использовать имеющиеся наработки, ссылаясь на них из разных курсов. Здесь актуально определить критерий объема излагаемого материала – информация должна быть завершенной по смыслу и при этом достаточно небольшой, чтобы была возможность ее использования в других курсах в неизменном виде; Контроль качества учебных материалов (УМ) - ведение статистики по усвояемости учебных материалов. Для обеспечения непрерывного процесса совершенствования учебного курса важно знать, какие материалы нуждаются в доработке. Желательно, чтобы СДО накапливала статистики по работе студентов с УМ и комментарии студентов, выявляя наиболее затруднительные для понимания темы. Это позволит оперативно вносить коррективы в УМ и отслеживать наиболее интересные темы для студенческой аудитории;

221

Секция 4 Адаптация к уровню знаний студента. Цель преподавателя – повысить качество знаний студента. Обычно учебный курс ориентирован на средний уровень знаний, поэтому преподаватель часто сталкивается с ситуацией, когда часть студентов нуждается в дополнительном разъяснении, тогда как остальные вынуждены ожидать, пока преподаватель скорректирует ситуацию. Часто наблюдается и другая ситуация – в рассмотрение материалов вовлечена только часть аудитории, остальные потеряли интерес к дисциплине из-за недостаточного уровня подготовки. СДО должна организовывать качественную самостоятельную работу студента, обеспечивая индивидуальную стратегию обучения и предоставляя дополнительные УМ текущего курса и других дисциплин. Здесь важно подчеркнуть, что вопрос ставится в достижении студентом необходимого с точки зрения учебно-методического плана уровня знаний. СДО не принимает решение об исключении той или иной темы из плана обучения данного студента – студенты все равно выполняют весь необходимый объем задач. Цель СДО – определить пробелы в знаниях студента и предоставить соответствующие материалы, а также иметь возможность сигнализировать о возникшей необходимости в материалах по той или иной теме, если они отсутствуют; Консультирование студентов в процессе обучения. В ходе учебного процесса преподаватель часто отвечает на дополнительные вопросы студентов в рамках рассматриваемой темы. Это позволяет лучше контактировать с аудиторией и корректировать ситуацию по ходу изложения материалов, так как в этот момент обычно нужно дополнительно рассмотреть тот или иной фрагмент учебного материала, уточнить понятие, просто повторить фразу или определение. Довольно часто преподаватель заранее знает «часто задаваемые вопросы». Простое изложение «часто задаваемых вопросов» в конце учебных материалов неэффективно, так как студенты часто не дочитывают до конца и предпочитают задать вопрос. Ответ на поставленный вопрос запоминается лучше. Тренажеры - инструменты для получения навыков и закрепления знаний. Проблема разработки универсального тренажера – программного комплекса – для получения студентами навыков очень актуальна. Преподаватель часто выдает набор несложных задач для закрепления материалов, после чего может быть выдано более сложное, интересное, требующее творческого похода задание. Творческие задачи требуют непосредственно участия преподавателя. А вот для совершенствования простых навыков нужны средства автоматизации. Частично эта идея реализована в модулях тестирования, завершающих ту или иную часть материала. Также очень эффективны специализированные тренажеры и эмуляторы – такие тренажеры уникальны по своей сути и являются отдельными программными продуктам. Таким образом, сформулирован список задач, которые необходимы преподавателю для эффективной работы с СДО. Результаты анализа существующих систем на соответствие перечисленным требованиям изложен ниже в табл. 1.

222

НОТВ-2010

Новые образовательные технологии в вузе

Таблица 1. Возможности СДО Название СДО

Moodle

Интеграция с документацией вуза Нет

Прометей

Да

WebCT

Да

RedClas s

Да

Stellus

Да

Возможности разработки курсов

Наращивание функциональности

Средний уровень – создание вебстраниц, добавление готовых материалов Средний уровень – создание вебстраниц, добавление готовых материалов Продвинутый уровень. Дополнительно предлагается мощный редактор курсов Продвинутый уровень

Да

Повторное использование учебных материалов Нет

Контроль качества УМ

Адаптивность

Тренажеры в обучении

Нет

Консультирование средствами СДО в процессе обучения Нет

Нет

Рейтинг курсов, статистики ошибок, посещаемость курсов Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Нет

Да

Нет

Варианты, определяемые разработчиком заранее

Нет

Да

Нет

Нет

Да

Комментарии на страницах курсов

Варианты, определяемые разработчиком заранее. 3уровневое представление материалов Да, проектирование профиля обучения до начала курса

Частично средствами редактора курсов Да

Нет

Заявлены хорошие характеристики. Доступ к демо-версии получить не удалось.

Нет

Нет

Нет

Нет

Таким образом, ни одна из перечисленных СДО не удовлетворяет изложенным выше требованиям, поэтому требуется проведение мероприятий по разработке дополнительных модулей, решающих поставленные задачи. Среди перечисленных систем только СДО Moodle поддерживает пользовательские решения на основе подключаемых модулей. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. http://www.websoft.ru/db/wb/root_id/webtutor/doc.html 2. http://www.prometeus.ru/actual/01_products/lms/opisanie.html 3. http://www-01.ibm.com/software/ru/lotus/collaborative_learning.html 4. http://users.kpi.kharkov.ua/lre/de/webc.htm 5. http://www.stel.ru/do/index.htm 6. www.moodle.org

223

Секция 4 Дернов Г.С. Dernov G.S. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АГЕНТНОГО ПОДХОДА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ОБУЧАЮЩЕЙ СРЕДЫ КАК СРЕДСТВО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АКТИВНОГО ДИДАКТИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА USAGE OF THE AGENT APPROACH FOR DEVELOPMENT OF THE LEARNING ENVIRONMENT AS MEANS OF SUPPORT OF ACTIVE DIDACTIC PROCESS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский Государственный университет им. А.М.Горького» г. Екатеринбург In the majority information technology in education represents itself as means of the traditional didactics and doesn't provide “feedback” – formation of new educational paradigm. In the report one of possible ways of realisation of the active didactic process (creation of the intelligence multi-agent learning environment) is presented. В большинстве своем информационные технологии в образовании выступают в качестве средств традиционной дидактики и не обеспечивают «обратной связи» – формирования новой образовательной парадигмы. В докладе представлен один из возможных путей реализации активного дидактического процесса – создание интеллектуальной многоагентной обучающей среды. Активное обучение, электронный учебник, педагогический агент, многоагентная система, обучающая система, искуственный интеллект, JADE Активность как принцип проектирования обучающей среды Актуальность проведенного исследования подтвердил анализ проблемных положений порядка двадцати популярных в мире обучающих сред. Можно утверждать, что современная педагогика в лице концепций активного, деятельностного и проблемного обучения не реализуется в обучающих системах в достаточной мере. На основе обобщения этих данных и экспертных заключений профессиональных педагогов, можно выявить наиболее актуальные принципы разработки обучающей среды: 1. Активное взаимодействие с системой, инициативность в процессе обучения, ответственность ученика за процесс и результаты обучения. Ученик должен избавиться от роли пассивного слушателя, активно работать с текстом и материалами. 2. Адаптивность системы, то есть ее многоуровневость и личностная ориентация. Многоуровневость означает наличие нескольких уровней представления знаний, выбираемых в зависимости от степени образованности ученика и от задач обучения. Личностная ориентация означает наличие программного психолога-педагогического профиля ученика, влияющего на методику представления информации.

224

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 3. Развитая концепутальность. Представление теоретического строя предмета, энциклопедичность и междисциплинарность. 4. Использование проблемного метода. В процессе работы с системой ученику должны предлагаться ситуации, требующие разрешения на основе имеющихся знаний и на основе поиска новой информации по проблеме. Частным случаем обучающих систем является электронный учебник. В случае, если он реализует сформулированные выше принципы, мы будем использовать термин «активный учебник». Наше исследование посвящено проектированию и реализации концепции активного учебника. Активный учебник Активный учебник представляет собой интеллектуальную систему, которая реализует определенные функции педагога в обучающем процессе. Если в традиционном электронном учебнике информацию можно получить лишь по запросу (требованию) пользователя и лишь по заранее определенному алгоритму, то активный учебник сам принимает решение, какая дополнительная информация должна быть представлена и когда. Его метафорой служит педагог, который принимает дидактические решения на основе оценки психологического состояния учащихся, их интересов, поведения и огромного количества иных параметров в реальном процессе обучения. Метафорой же традиционного электронного учебника служит преподаватель, который говорит только тогда, когда его попросят об этом сами учащиеся. Важно отметить, что активность учебника не означает пассивности работы ученика с ним. Наоборот, только развернутое представление информации позволяет заинтересовать пользователя. А гиперссылки, являющиеся основой традиционного учебника, в силу краткости таким эффектом не обладают. Таким образом, учебник проявляет активность с точки зрения представления информации. Логической основой это процесса служит необходимость обобщения или подробного раскрытия материала, определения ключевых понятий, представления информации во временном контексте, демонстрации междисциплинарных связей, иллюстрирования материала, указания следствий, противоречий, проблемных ситуаций и пр. Ученик, в свою очередь, осуществляет навигацию в этом информационном пространстве и, главное, – формирует собственные «маршруты обучения», формирует собственную структуру в заданном преподавателем графе знаний. В качестве оценки знаний ученику предлагается комплексный тест, составленный индивидуально – согласно пройденному материалу. Представленная концепция активного учебника как интеллектуальной обучающей системы требует более детального рассмотрения и его программной логики, и интерфейса. Интеллектуальный интерфейс Интеллектуализация интерфейса является самостоятельной проблемной областью в HCI (Human-Computer Interaction). В отличие от традиционного «функционального» интерфейса с перманентным набором функций, в

225

Секция 4 интеллектуальном интерфейсе иконки (значки, функционал) предоставляются в связи с событиями и контекстом (см. рисунок).

Рисунок. Интерфейс активного учебника

Необходимость использования подобного интерфейса в активном учебнике объясняется тем, что усложняющаяся структура и возрастающее количество знаний не может быть представлено традиционным статичным интерфейсом, который вступает в противоречие с ограниченными возможностями восприятия и памяти человека. В более широком смысле это означает переход от семантического (визуальное «слово» и соответствующее ему значение) к прагматическому (визуальное «слово» через его употребление в визуальном «языке«) взаимодействию. Организация интеллектуального интерфейса требует анализа пользователя в режиме реального времени, как на синтаксическом уровне (на уровне операций с мышью и клавиатурой, вплоть до отслеживания движения глаз), так и на семантическом (анализ того, что пользователь делает, какие события имеют место, какие файлы или сайты открывает пользователь). Отслеживание позволяет системе обучаться по ходу работы (с использованием элементов программирования путем демонстраций) и самостоятельно действовать в заданном направлении. Интеллектуальная логика На наш взгляд, наиболее эффективным инструментом теории искусственного интеллекта для моделирования логики взаимодействия при обучении является агентный подход. Агентом называется автономный программный субъект, который при получении задания ставит себя на место пользователя и в тупиковой ситуации лишь задает ему уточняющие вопросы, то есть действует на основе метафоры уточняющего диалога. Мы ограничимся рассмот226

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 рением педагогических агентов, которые служат проводником для ученика в запутанный мир знаний. В рамках этого подхода, учитель моделируется как специфический агент, точнее многоагентная система. Применение агентного подхода для разработки обучающей среды предполагает перенос внимания от вопроса решения задачи к вопросу взаимодействия для решения задачи, а значит – языковым возможностям межагентного и человек-агентного взаимодействия. Популярными прототипами интеллектуальных агентов являются OpenSesame! в операционной системе Mac OS, скрепка в программе Microsoft Office и различные системы навигации. Необходимость детального исследования этого направления объясняется кризисом агентного подхода в 90-е годы, связанном, на наш взгяд, с недостаточной специализацией в предметной области и в способе взаимодействия с пользователем. Использование специфического агента (педагогического и интеллектуального) позволяет преодолеть указанную проблему. Такой агент должен использовать дидактические параметры и, в зависимости от «истории» и «текущего состояния», оптимизировать определенную функцию полезности. Программирование агента представляет собой процесс описания его знаний (нами использовался формат XML) и принципов взаимодействия (обмена сообщениями и задачами между агентами) для достижения оптимума. В ходе исследования проведен анализ проблемных положений современных агентных платформ (в частности, JADE), свойственных их объектноориентированной природе, описаны примитивы и формальный сценарий межагентного взаимодействия. Перспективы работы Результаты данного исследования используются в качестве теоретического основания разработки активного учебника как многоагентной интеллектуальной обучающей среды: ее программной логики и интерфейсных средств. Перспективы работы связаны с исследованием разновидностей интеллектуальных событий с привлечением экспертов в области педагогики, психологии и юзабилити.

227

Секция 4 Дудина М.Н. Dudina M.N. ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ВУЗОВСКОМ ОБРАЗОВАНИИ: ПРОБЛЕМА И ПОВОД ДЛЯ ДИСКУССИИ INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES IN HIGH EDUCATION: CHALLENGE AND DISCUSSION [email protected] ГОУ ВПО «Уральский Государственный университет им. А.М.Горького» г. Екатеринбург Автор ставит вопросы о сущности информационнокоммуникационных технологий, достоинствах их использования в вузовском образовании и реальности путей преодоления недостатков. The author raises questions about the nature of information and communication technologies, the merits of their use in Higher Education and of the realities of ways to overcome weaknesses. Рассмотрение различных сфер жизни, включая образование, через призму коммуникации предполагает, по меньшей мере, два аспекта – теоретический и практический. Коммуникация (лат.communicatio – сообщение, обмен, разговор; communicare – связывать, сообщать передавать, делать общим) изначально нацелена на информационный акт, связанный с действием и взаимодействием. Коммуникация в образовании является путем развития специфических способов педагогической практики. Большой эвристический потенциал коммуникации как феномена всеобщей взаимозависимости людей, ставшего следствием развития разума, ценностью для общества в целом и для отдельной личности, исследуется в работах философов, социологов, политологов, культурологов, психологов и педагогов (П. Бурдье, Э. Гидденс, Ж.Делез, Ю. Хабермас, М.Н. Бахтин, В.С. Библер). Как универсальный фактор жизни, доступный каждому, коммуникация буквально физически сокращает географическое пространство и астрономическое время, определяя процессы глобализации, унификации, информатизации, свободы выбора. В глобализирующемся мире и в образовании как его составной части стремительно преодолеваются пределы пространства-времени, в котором оно протекает, и складывается глобальное сознание общности человеческой судьбы и места в ней морального сознания каждого человека. Участники межсубъектной и внутриличностной коммуникации одновременно принадлежат нескольким коммуникативным сферам, непосредственно или опосредованно связанным между собой, порождающим новые смысловые потоки информации и коммуникативное действие, взаимовлияние. Так или иначе, кросспредметным здесь становится педагогическое взаимодействие. То, что образованию имманентна коммуникация, понятно было всегда, но далеко не всегда оно строилось как диалог, скорее как монолог «дающего» знания учителя, преподавателя вуза («донор знаний») и «принимающего», «впитывающего» реци-

228

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 пиента – ученика, студента. Вековая ограниченность источников информации – знаний – оправдывала эту образовательную модель «передачи знаний», предполагающую субъектно-объектные отношения, что стало во второй половине ХХ в. мощным педагогическим (и психологическим, социальным и культурологическим) тормозом в стратегии и технологиях развития образования. Инновационные образовательные технологии перешагнули этот барьер, ворвавшись в учебный процесс не столько изнутри, сколько извне. Студенты (и даже школьники) опередили преподавателей и учителей школ, и многовековые достижения в формах, методах, способах и источниках получения (правильнее бы сказать самостоятельного добывания знаний) уже не могут успешно конкурировать с инновационными информационными технологиями. Персональный компьютер, видео и аудиосредства, мобильные системы и особенно Интернет беспредельно расширили информационнокоммуникационное пространство-время. Система образования в силу своей массовости и доступности обучения большинству с самых ранних лет тоже является масштабным средством коммуникации, сохраняющим язык, слово как знаковую символику (добавим, в том числе иностранный язык). Демиургическая роль языка в концепции В. Гумбольта делает его главным социальным конструктом («не человек овладевает языком, но язык овладевает людьми»), универсальным посредником между человеком и Богом, человеком и природой, человеком и социумом, человеком и человеком. Учебный процесс (выше названные отношения составляют содержание образования, реализуемого «по проблемам, а не по предметам», В.И. Вернадский), безгранично расширяя жизненный мир человека любого пола и возраста (включая «третий») пронизывается коммуникацией. Социально-конструирующая функция языка выполняет ключевую роль, т.к. с помощью речи достигается общественное согласие, опирающееся на «силу лучшего аргумента» в совместно осваиваемом людьми жизненном мире (Lebenswelt), - убежден Ю. Хабермас. Исследуя моральное сознание и коммуникативное действие, он предлагает «мягкую» коммуникативную рациональность жизненных миров, видя в ней когнитивные основания «нового гуманизма» [5]. Так, в школе, вузе, в послевузовском образовании действуют не только учебные программы, но и «скрытые», представляющие собой «совокупность культурных смыслов и моделей, которые спонтанно транслируются образовательной средой – системой взаимосвязей и отношений, образцами коллективного действия, складывающимися в процессе образовательной коммуникации, реализуемыми в этой среде ценностями и нормами» (2.С. 58) . Скорее всего придется согласиться с мыслью, что эти «скрытые программы» обладают большой принудительной силой, порой значительно большей, чем «открытые программы». Согласно Л.Н. Толстому, речь идет о «духе школы», университете как alma mater, добавим мы). Переходя на язык педагогики и дидактики, мы сегодня говорим о необходимости преобладания диалога в образовании. Его роль всегда была велика 229

Секция 4 и ничем не заменима (достаточно вспомнить Сократа), в настоящее время она многократно усилена непреложным фактом все более широкого использования инновационных информационно-коммуникационных технологий. Не будем подробно останавливаться на мнении некоторых преподавателей вузов, в их числе, весьма уважаемых профессоров, негативно относящихся к инновационным технологиям. Все же скажем, что они есть, и тревога по поводу нарастающей необразованности значительной части студентов обоснованна. Однако предстоит разобраться, насколько в этом повинны современные информационно-коммуникационные технологии. Начнем с явных дидактических и педагогических преимуществ этих технологий: 1) доступность самой разнообразной информации, легко (в смысле временных и физических затрат студента) приобретаемой через Интернет. Например, социологи В.И. Добреньков и А.И. Кравченко пишут о том, что с помощью компьютера студент имеет возможность прочесть до восьми книг (объемом более 300 страниц) за один день [1. С. 663]. 2) не столь затратное оформление полученной информации и возможной ее презентации на семинаре, на конференции, на защите проекта и т.д. 3) самоидентификация личности студента, добывающего эту информацию и отбирающего ее для презентации, выступления («скажи, что ты ищешь в Интернете, и я скажу тебе, кто ты)». 4) значительное обогащение архивных материалов студента и, значит, возможность их многоразового и вариативного творческого использования в новых учебных и жизненных ситуациях. 5) наполнение дидактическими материалами методического кабинета школы и вуза, да и личного опыта преподавателя (не будем делать вид, что преподаватель всегда владеет всей информацией). Перечисление можно продолжать, но остановимся для того, чтобы назвать явные и скрытые недостатки использования инновационных технологий. Первый связан с некомпетентным «добыванием» (простое «скачивание») студентом массы огромного объема информации, с которой еще предстоит упорно и квалифицированно работать. Второй недостаток – прямое «клонирование», один «скачал» - передал другому», так вся группа или ее часть уже не придут с невыполненными заданиями (очень в духе российской ментальности). Третий недостаток связан с «легкостью» обучения, совсем ничтожной тратой сил и времени студента на познавательный процесс, что выступает явным тормозом в развитии интеллекта, в овладении способами деятельности, культивирует внешние мотивы учения. В таком обучении не развивается предметный интерес, желание и умение преодолевать трудности, способность мобилизовать свою волю и получать заслуженное эмоциональное переживание радости от собственных результатов учебного труда, от ситуации успеха, автором который являешься ты сам, в целом от организации собственного бытия. И тогда, если студент не умеет, значит, его надо обучать в группе или индивидуально. Кому, если это не риторический вопрос, то преподавателю. Если студент не умеет и не хочет учиться, значит, учебный процесс должен быть так организован, что простое «скачивание» не даст оснований для положительного оценивания результатов обучения. Здесь мы сталкиваемся с 230

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 вопросами – от непонимания студентами того, что есть плагиат, что выдавать чужое за свое, связано с нравственно-этическими нормами, до не осознания и нежелания достойно идентифицироваться в учебном процессе. Иметь права, свободу и не потерять честь и достоинство - это более значимая проблема по сравнению с незнанием и труднее решаемая. Она связана с рефлексирующей функцией обучаемого, становлением рефлексивной культуры образованного и воспитанного человека, в противном случае, весьма распространенный современный феномен «образование без воспитания» (И.А. Ильин). Подписание Болонской декларации (не директивной по своему характеру) требует поиска инноваций, обусловленных новой образовательной парадигмой, что влечет за собой творческое отношение педагогов и студентов к учебному процессу. В центре творчества всегда находится диалог, вопросы себе и другим, включая авторов изучаемых текстов (герменевтика, связанная с пред-положением, пред-угадыванием, пред-восхищением; вопрошанием; интерпретацией; наконец, движением – от частного к общему и, наоборот, от общего к частному («герменевтический круг»). Именно диалог проясняет ситуацию знания и незнания, понимания и непонимания студентом того, что он говорит, «по памяти» или пользуясь текстом. Поэтому на семинарах, конференциях, защитах проектов, курсовых и дипломов диалог – всему голова. В речи студент, как и любой другой человек, проговаривается в буквальном смысле слова. Именно речь, есть ли в ней необходимые понятия и категории науки, имена ее выдающихся персоналий, факты и их интерпретации, свидетельствует о теоретическом или эмпирическом уровне мышления студента. И наличие текста, его доступность (не надо преследовать «списывание», время шпаргалок безвозвратно ушло, оно соответствовало «знаниевой» парадигме, доминировании репродуктивного метода обучения) проясняет ситуацию владения знаниями. Что-то можно и забыть, но уметь добыть эти знания и творчески применить «здесь и сейчас». Вопросы преподавателя так же «говорят» о нем. Огромной эвристической силой обладают творческие задания, когда списать негде, надо еще хорошо подумать о том, где можно найти необходимые знания и как их самостоятельно выстроить, чтобы быть убедительным. Так что преодоление названных выше недостатков «внедрения» информационно-коммуникационных технологий реально и лежит на путях компетентностного подхода, когда ценятся не знания сами по себе, которые репродуктивно воспроизводятся студентом, а владение им соответствующими компетенциями. В их числе: навыки устной и письменной коммуникации, основы математики и естественных наук, навыки работы с информационными технологиями, критическое мышление, потребность в непрерывном образовании «через всю жизнь», умения работать в группах, способность к интегральному использованию знаний, творчество, инициативность в приобретении и использовании знаний и умений, самодисциплинированность, способность к постоянной напряженной работе, способность получать удовлетворение от своей работы в условиях здоровой конкуренции, культурная восприимчивость, ориентированность на результат, способность принимать самостоятельные решения и нести за них личную и социальную ответственность. 231

Секция 4 Образовательный процесс призван способствовать освоению названных компетенций, помогать, поддерживая каждого студента, не отчуждая от учебы, воспитания, сопровождая на трудном пути развития личности через образование, его содержание и технологии. Этому более всего содействует диалог «студент-преподаватель», позволяющий выявить трудности и в совместном поиске найти возможность их преодоления. Это проблемы гуманистически ориентированной, этической педагогики и андрагогики [3, 4]. На их путях реально осуществление социально-конструирующей функции языка, поиск в диалоге «лучшего аргумента» в совместно осваиваемом жизненном мире. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Добреньков В.И., Кравченко А.И. Фундаментальная социология. Т.8. Социализация и образование. М., 2005. 2. Дудина В.И. Скрытые учебные программы и глобализация высшего образования: Тезисы докладов Всероссийского социологического конгресса – 2006. М., 2006, Т. 9. 3. Дудина М.Н., Загоруля Т.Б. Андрагогика и педагогика: проблемы преемственности и взаимосвязи. – Екатеринбург, 2008. 4. Современные технологии профессионально-ориентированного образования. - Екатеринбург, 2009. 5. Хабермас Ю. Моральное сознание и коммуникативное действие. Санкт-Петербург, 2001. Ефанов В.И., Несмелова Н.Н. Efanov V.I., Nesmelova N.N. ПОВЫШЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ В ОБЛАСТИ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ FURTHER PROFESSIONAL DEVELOPMENT FOR TEACHERS OF HIGHER INSTITUTIONS IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AND INFORMATION SECURITY [email protected] Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники г. Томск Повышение квалификации является важной составляющей в работе преподавателя. Представлен опыт работы ФПК ТУСУРа в области повышения квалификации преподавателей в области инфокоммуникационных технологий и защиты информации. Обосновывается необходимость усиления психолого-педагогической составляющей в программах повышения квалификации для преподавателей высшей школы. Professional development is an essential component in teachers’ work. The experience of the Faculty of Professional Development in TUSUR to train teachers of higher institutions in the area of information and communication technologies

232

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 and information security is presented. The article also gives grounds for psychological and pedagogical element increase in the programs of professional development for teachers of higher institutions. Внедрение информационно-коммуникационных технологий во все сферы жизни общества остро ставит задачу повышения уровня их использования в вузах. Это возможно только при условии соответствия уровня компетентности педагогических кадров высшей школы современным условиям. Президентом России сформулированы неотложные задачи в области обеспечения национальной безопасности и социально-экономического развития страны. В июле 2009 года на совещании с членами Совета безопасности по вопросам создания и применения суперкомпьютеров президент поставил задачу ликвидировать отставание от мировых лидеров в развитии ITтехнологий, отметив необходимость развития отечественной электронной компонентной базы и потребность в разработке специализированного программного обеспечения. Особо важным президент считает организацию специальной системы подготовки специалистов в ведущих вузах страны. На заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики (октябрь 2009 года) Д. А. Медведев подчеркнул, что уровень развития телекоммуникаций - важнейший показатель развития экономики, и определил ряд задач развития отраслей, среди которых: в сжатые сроки отработать технологии, которые обеспечат мировые стандарты скорости и качества передачи информации. Основой таких технологий помимо магистральных сетей могут стать беспроводные и спутниковые системы; внедрение цифровых АТС и развитие цифрового наземного телерадиовещания. В области освоения космоса ключевым направлением является развитие системы ГЛОНАСС, обеспечивающей возможность функционирования систем слежения и мониторинга подвижных объектов, в то же время, позволяющей развернуть системы широкополосного доступа в Интернет в Ка-диапазоне, создание федеральной сети WiMax на отечественном оборудовании. При этом именно факультеты повышения квалификации должны создать условия и возможности для развития необходимых профессиональных компетенций преподавателей. Целью доклада является обобщение опыта ФПК ТУСУРа по развитию информационных компетенций преподавателей. Среди направлений повышения квалификации, представленных на ФПК ТУСУРа [1], наиболее востребованными среди специалистов являются два направления: инфокоммуникационные технологии и защита информации. В рамках этих направлений нами читаются курсы «Современные телекоммуникацион-ные сети и системы» и «Вопросы комплексной защиты объектов информатизации». Задача курса «Современные телекоммуникационные сети и системы» состоит в формировании интегрированного представления обо всех существующих системах связи, их особенностях, сравнительных технических характеристиках, преимуществах и сферах применения.

233

Секция 4 Основой современных инфокоммуникационных технологий являются цифровые системы передачи, хранения и обработки информации, к которым относятся цифровые системы радиосвязи, а также волоконно-оптическим линиям связи. В разделе курса, посвященным цифровым системам радиосвязи рассматриваются сотовые, транкиговые, спутниковые, радиорелейные и системы широкополосного радиодоступа Wi-Fi, WiMax. В другом разделе слушателям предлагается изучить волоконно-оптические линии связи, которые сегодня являются самыми быстродействующими и эффективными средствами передачи информации на большие расстояния с большой скоростью. Непосредственно с ними связаны локальные вычислительные сети, в которых широко используются структурированные кабельные системы (СКС). В курсе «Вопросы комплексной защиты объектов информатизации» рассматриваются основы, международные стандарты, правовое и организационное обеспечение информационной безопасности. Слушатели знакомятся с техническими средствами и методами защиты информации, принципами создания и функционирования защищенных телекоммуникационных систем, обеспечением информационной безопасности в вычислительных сетях, программно-аппаратными средствами защиты информации. Большой интерес слушателей вызывают разделы, посвященные криптографическим методам защиты информации, использованию электронно-цифровой подписи, принципам защита конфиденциальной информации в организации. Не остаются без внимания практически значимые вопросы охраны объектов информатизации, такие как системы охранного телевидения, системы управления доступом, охранная и пожарная сигнализация. Качественное повышение квалификации преподавателя невозможно без взаимодействия с реальным сектором экономики - ведущими высокотехнологичными производственными предприятиями различных форм собственности. Среди стратегических партнеров ТУСУРа такие фирмы, как ОАО «Информационные спутниковые системы» (г.Железногорск), ОАО ОКБ «Сухого», НПО «Полет» (г. Омск) и многие другие. Со многими предприятиями сотрудничество реализуется через ассоциацию выпускников ТУСУР. На сегодняшний день учебно-научно-инновационный комплекс (УНИК) университета включает более 80 фирм-партнеров большинство из которых возглавляют наши выпускники. Крупнейшими из них являются НИИ полупроводниковых приборов и ЗАО «НПФ Микран», ЗАО «Элеси», НПП «Томская электронная компания» и другие. Производственная база этих предприятий дает возможность многим преподавателям ТУСУРа непосредственно участвовать в разработке и создании новой техники, а слушателям курсов повышения квалификации знакомиться с новейшими технологиями изготовления и действующими устройствами, системами телекоммуникаций. Для подготовки кадров высшей квалификации и проведения научных исследований в области СВЧ наноэлектроники и нанотехнологий в ТУСУРе создан научно-образовательный центр (НОЦ) «Нанотехнологии», который планируется широко задействовать в учебном процессе. В составе НОЦ созданы опытная технологическая линия и исследовательские лаборатории с 234

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 уникальным технологическим, испытательным и измерительным оборудованием. В настоящее время идет подготовка программы курсов повышения квалификации для преподавателей в этой области. Новые условия, при которых преимущества получают специалисты, помимо профессиональных знаний обладающие высокой креативностью, гибкостью, способностью прогнозировать развитие событий и действовать в ситуациях неопределенности, диктуют необходимость обновления не только содержательной, но и методической стороны образовательного процесса. В связи с этим, важным компонентом повышения квалификации преподавателей должно стать освоение ими современных педагогических технологий, основанных на активных методах обучения. В техническом университете велика роль молодых преподавателей, способных наиболее эффективно осваивать приоритетные высокотехнологичные направления, однако, практически не имеющих базовых знаний в области педагогики, что затрудняет их профессиональную адаптацию. Модули, посвященные изучениям основ педагогического мастерства, будут способствовать закреплению в вузе перспективных кадров. Также считаем, что необходимо вооружить преподавательский корпус основами психологических знаний. Это будет способствовать улучшению взаимопонимания между преподавателями и студентами и повышению эффективности педагогических коммуникаций. В программы повышения квалификации преподавателей общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин целесообразно включать модули, направленные на знакомство со спецификой будущей профессиональной деятельности студентов. Это позволит преподавателям сделать изложение более интересным для студентов младших курсов через использование межпредметных связей со специальными дисциплинами. Приказ Президента РФ № Пр 843 от 21 мая 2006 года обозначил круг приоритетных направлений, среди которых развитие критических технологий двойного применения, таких как информационнотелекоммуникационные, радиоэлектронные, наноэлектронные, оптоэлектронные и др. Преподаватели вузов, относящихся к системе Рособрнауки, имеют возможность повысить квалификацию в ТУСУРе по этим направлениям за счет выделенных нам контрольных цифр. Такая возможность предоставлена вузам с 2009 года. За последние годы в ТУСУРе повышали квалификацию преподаватели многих вузов Сибирского региона [2,3]. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. http://www.tusur.ru/ - Официальный информационный портал ТУСУРа. 2. Ефанов В.И., Гриншпон Я.С. Повышение квалификации – важнейшая составляющая в реализации инноваций в IT-технологиях // В сб.: «Инновационные Недра Кузбасса». – Кемерово, 2008. - С.161-165. 3. http://tvnet.tusur.ru/tv.php?op=show&tv_id=163 Сюжет «гости из НГПУ».

235

Секция 4 Зайцева Е.В., Запарий В.В. Zajtseva E., Zaparij V. ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРНЕТ ТЕХНОЛОГИЙ НА ФАКУЛЬТЕТЕ ГУМАНИТАРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Статья посвящена обобщению опыта внедрения интернеттехнологий на гуманитарном факультете Уральского государственного технического университета. Авторы высказывают осторожный оптимизм перспективами внедрения новых форм и говорят о трудностях в преподавании, возникающий при этом. This article is devoted to experience generalization of Internet technologies introduction at humanitarian faculty USTU-UPI. Authors state cautious optimism about prospects of new forms introduction and speak about difficulties in the teaching, arising thereof. В учебной работе существует целый спектр форм и методов, используемый преподавателями для работы со студентами. В последние годы особенно актуальны такие формы как презентации и использование интеренттехнологий. Стремительная информатизация общества, несмотря на консерватизм профессорско-преподавательского состава, несет изменения в образовательный процесс. Увлечение инновациями, однако, не всегда приносит ожидаемые плоды и их применение должно, на наш взгляд, носить избирательный характер. Т.к. информационные технологии облегчают студенту обучение дисциплинам, однако сформировать систему знаний способен только преподаватель. Коллективные формы организации учебного процесса особенно важны для изучения гуманитарных дисциплин, поскольку есть необходимость «вживую» определить и обсудить научные категории, концепции, типологизировать процессы и явления. Здесь решающую роль играет готовность преподавателей и студентов использовать эти формы. Однако подчас готовности не достаточно. Необходимо как техническое обеспечение, так и определенный уровень подготовки как преподавателей так и студентов. Есть еще одна сложность в обучении по новым технологиям – психологическая неготовность, априорное отторжение их профессорско-преподавательским составом. Необходима программа адаптационной работы с преподавателями, проведение методических семинаров, объясняющих новые возможности в сфере преподавания, открытых лекций, семинаров. Должна существенно измениться роль преподавателя, т.к. знание предмета и умение его излагать уже не достаточно. От преподавателя требуется умение проектировать педагогический процесс, управлять им, прогнозировать результативность обучения, владеть современными и информационными технологиями.

236

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Также необходима реконструкция аудиторного фонда, т. к. при его недостаточности, подчас выделение аудиторий происходит по остаточному принципу. И при смене расписания разработанный и начатый курс с применением ИТ, часто приходится дорабатывать по старинке, что сводит на нет методическую работу по разработке курса. Это достаточно актуально в ситуации, что большая часть лекционных аудиторий не оборудована ни микрофонами, ни простейшими проекторами, а под час не имеет должного качества «обычного» оборудования. Многие формы такой работы могут быть успешно использованы и используются преподавателями и студентами. Так применение электронной почты становиться обычным делом для связи между преподавателем и студентами и передачи им заданий, тем контрольных и рефератов. Преподавателем могут быть рекомендованы для изучения материалы, расположенные на том или ином сайте или учебном портале. Несомненно, использование презентаций является новым шагом в преподавании. Однако применение их только как иллюстративный материал существенно снижет эффективность занятий. Лекция должна существенно дополнять то, что проецируется на экран. Перспективны онлайновые трансляции (симметричная связь). Такие технологии становятся важным подспорьем в работе с малыми группами и на отдаленных территориях. Однако вряд ли что заменит живое общение студента и преподавателя. Необходим рабочий сайт факультета, где можно разместить актуальную информацию. Помещение на сайте расписания занятий, своевременного внесения в него необходимых изменений и объявлений по факультету. Здесь должен быть «форум», на котором студенты могли бы обсуждать интересующие их вопросы и обращаться с вопросами к своему декану и его замам. Использование новых форм неоднозначно - это приводит к увеличению объема материала, изучаемого на занятии. С другой, студенты не готовы работать в измененном темпе подачи материала. Они не успевают анализировать потоки аудиальной и визуальной информации. Также популярным «современным» методом является трансляция видеофильмов. Такая облегченная форма подачи материала представляется все таки более развлекательной, чем обучающей, не дающей должного качества обучения, а лишь предоставляет возможность преподавателю «передохнуть»; т.к. фиксировать полученную информацию невозможно. Под час желание соответствовать духу времени, погоня за новыми технологиями затеняет главный смысл подготовки специалиста и бакалавра. Результатом обучения должен стать специалист, не только «наполненный» знаниями, и даже не знающий все наизусть без осмысления, что мы последнее время пытаемся реализовать через итоговые тестирования и остаточные срезы знаний, а разностороннюю развитую личность, не имеющую готовых ответов, но знающую как решить поставленную задачу, умеющую разработать алгоритм собственного труда и работы других, а также имеющую практику работы с научной литературой, т.е. аналитика. 237

Секция 4 Именно он готов работать на современном производстве, в ситуациях постоянно меняющихся внешней и внутренней сред, способного эффективно мыслить и применять полученный багаж знаний, а не готовые клише. Не стоит так же категорично отказываться от тех наработок, опыта высшей школы, полученного в результате работы многих поколений преподавателей на протяжении десятилетий. Для повышения качества образования необходимо превратить студента снова в штучный товар. Дать возможность преподавателю полноценно готовиться к разным формам (дневным, заочным, дистантным, ускоренным) обучения студентов, особенно усилив внимание на нормы времени, выделяемые на подготовку новых курсов, а особенно новых форм обучения, например, интернет- и онлайн-технологий. Невозможно один формат разработанного курса наложить разные формы обучения, не потеряв при этом качества. Только индивидуализация обучения, усилия руководства, преподавателей позволят безболезненно внедрять новые технологии, не потеряв, а повысив качество современного высшего образования. Захарова Г.Б. Zakharova G.B. КОНЦЕПЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ МУЛЬТИМЕДИА ПРЕЗЕНТАЦИЙ CONCEPT OF THE ENVIRONMENT FOR CREATING MULTIMEDIA PRESENTATIONS [email protected] УралГАХА г. Екатеринбург Разработан подход к созданию оболочки, которая позволяет непрограммирующему пользователю скомпилировать нетривиальную мультимедийную презентацию на основе имеющегося контента. Представлена образовательная программа для обучения мультимедиа технологиям. The approach to the creation of a shell, which allows non-programming user to compile a non-trivial multimedia presentation based on the prepared content, is presented. The program for teaching students multimedia technologies is described. Введение Практически все сферы современной деятельности – наука, культура, образование, бизнес сегодня немыслимы без продуктов мультимедиа. О результатах и достижениях в форме доклада, отчета, рекламы и пр. авторы сообщают соответствующему кругу потребителей. Информация в формате мультимедийной презентации оказывает эффективное воздействие на того, кому она предназначена. Поступая одновременно через зрительный и слуховой каналы, затрагивая эмоциональную сферу человека, она хорошо воспринимается и запоминается.

238

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Умение создавать пусть несложные, но профессионально оформленные мультимедийные продукты является неотъемлемой частью современного образованного человека. Однако зачастую обнаруживается, что ряд презентаций страдают слабой выразительностью. Главное свойство мультимедиа – художественная привлекательность, начиная с цветовой палитры, шрифтов, композиционного решения кадров, сочетания текстовой и графической составляющих, продолжая применением анимации, звуковых эффектов, реализуются очень слабо. Использование профессиональных графических шаблонов немного улучшает ситуацию, однако умением грамотно, коротко и ясно сформулировать основную мысль и соответственно ее оформить владеет далеко не каждый. Разработка качественной презентации напрямую связана с наличием у ее автора художественного вкуса. Где и как формировать этот вкус, где учить мультимедиа? Самообразование – да, для тех, кто осознает проблему и в состоянии разрешить ее сам. Параллельно с этим – разработка и введение в практику преподавания в учебных заведениях разного уровня дисциплин с ключевым словом «мультимедиа технологии». В данной работе предложена концепция программы-оболочки для разработки презентаций непрограммирующим пользователем. Утверждается, что каждый современный человек, аналогично тому, как он овладел компьютерной грамотностью, должен овладеть основами мультимедиа технологий. На примере образовательной программы 080801 «Прикладная информатика в социальных коммуникациях» со специализацией «Мультимедиа технологии», которая реализуется в Уральской государственной архитектурно-художественной академии с 2006 года, показано, как на стыке дисциплин художественного профиля, гуманитарного и информационных технологий может быть сформирован разносторонний современный специалист, овладевший умениями разработать идеологию презентации, написать тексты, создать соответствующий аудио-визуальный ряд, реализовать мультимедиа проект в единой информационной среде и обеспечить его продвижение. Программа-оболочка для создания презентаций Создание мультимедийных презентаций – серьезная работа по организации большого объема информации и доступа к ней. Необходимо уложить в презентацию максимум информации в доступной, удобной и наглядной форме, создать структурированное меню, заложить возможность организации запросов и поиск необходимой информации. Пользователь должен иметь возможность самостоятельно управлять просмотром, разглядывать и «крутить» трехмерные объекты. Поскольку разработка под заказ является дорогостоящей, инструментов для создания продукта собственными силами, простых в употреблении и в то же время позволяющих создать нетривиальную презентацию, практически нет, является актуальным построение инструментальной системы для разработки мультимедиа презентаций непрограммирующим пользователем. По сути это оболочка, которая интерпретирует заготовленные фото, видео, графику, текстовые материалы в соответствии с установленным 239

Секция 4 порядком. Этот порядок прописывается в управляющем текстовом файле линейной структуры, который отражает структуру проекта. Файл формируется в интерактивном режиме, программа позволяет пользователю указывать компоненты презентации и располагать их на экране. Дизайнерский шаблон также выбирается из заданной библиотеки. Таким образом, система позволяет не только динамически наполнять презентацию необходимыми компонентами, но и создавать различные виды этой презентации в соответствии с различными указаниями пользователя. На рисунке показаны компоненты системы. Исходные данные находятся в наборе папок, содержащих заготовки для визуализации. При запуске интерактивной программы-конструктора пользователь имеет возможность указать логотип, название презентации, шаблон оформления – фоновую картинку с заданной схемой по цветам и шрифтам. Для ввода текстов и размещения графики активизируется простой редактор. Можно указать фотогалерею, а также установить ссылки на файлы для скачивания – это большие тексты, которые в презентацию в явном виде не вставлены, но могут быть вызваны по ссылке. В результате формируется файл в формате XML, который при необходимости может быть скорректирован в соответствии с предпочтениями пользователя. XML-файл воспроизводится в качестве презентации исполнимой программой-интерпретатором. Управляющий файл имеет иерархическую структуру и состоит из меню с разделенным функционалом по различным направлениям презентации (что выводить и в какой части экрана). ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

шаблон оформления логотип название

статьи для скачивания фотогалерея тексты иллюстрации

КОНСТРУКТОР

ИНТЕРПРЕТАТОР

*. XML

Управляющий файл

Мультимедиа презентация

Рисунок. Структура системы для разработки презентации

240

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Где и как обучают мультимедиа Под воздействием бурно развивающегося рынка мультимедиа необходимость включения в учебный процесс тем, связанных с мультимедиа, становится неизбежной. В стандартах и рекомендациях по преподаванию информатики в школах и вузах присутствуют указания о том, что в учебном процессе необходимо уделять внимание мультимедиа системам и мультимедиа технологиям. При этом мы должны различать подходы к преподаванию мультимедиа в вузовских курсах, ориентированных на пользователя мультимедиа систем и на разработчика. Технические достижения последних десятилетий сделали особенно важными такие темы курса информатики, как графика и мультимедиа. С увеличением значимости этих тем было бы естественным появление их в качестве обязательных в университетских курсах. Однако эти темы не только не являются обязательными во многих действующих госстандартах, но иногда вообще в них отсутствуют. Однако наиболее распространенные образовательные программы в области информатики предусматривают изучение элементов мультимедиа. Так, в образовательной программе «Прикладная информатика (по областям)» по отношению к разделу мультимедиа явно указано, что выпускник по циклу общепрофессиональных дисциплин должен знать, в частности, принципы организации, структуру систем мультимедиа и компьютерной графики, инструментальные средства мультимедиа, способы представления текстовой и нетекстовой информации в информационных системах, использование средств мультимедиа и тенденции их развития. В Уральской государственной архитектурно-художественной академии с 2006 года реализуется образовательная программа 080801 «Прикладная информатика в социальных коммуникациях» со специализацией «Мультимедиа технологии». Блок дисциплин специализации содержит такие учебные курсы, как «Мультимедиа технологии в социальных коммуникациях», «Системы записи аудиовизуальных документов», «Системы машинной графики», «Редакторы растровой и векторной графики», «Основы пакетов трехмерной графики» и другие смежные курсы. Названные направления позволяют студентам овладеть современными инструментами для создания профессиональных мультимедийных продуктов. Чтобы стать настоящими профессионалами в деле создания мультимедийных проектов, студенты наряду с компьютерными технологиями должны освоить основы графического дизайна. Специальность предусматривает такие дисциплины, как основы рисунка, композицию, шрифт, теорию и философию дизайна, дизайн-проектирование 2D и 3D объектов. Студенты становятся разносторонне образованными: знают историю культуры и искусств, режиссуру мультимедиа-презентаций, принципы разработки фирменного стиля и т.д., чтобы пройти все этапы создания дизайнерского проекта от собеседования с клиентом до презентации готовой работы. Вопросы теории и технологий коммуникативного взаимодействия с другими субъектами, участниками бизнес-процессов, также не остаются в стороне. В рамках специальности студенты изучают социальные коммуника241

Секция 4 ции и различные формы их реализации. Такой синтез наук делает специалиста конкурентоспособным на рынке труда. Специалисты-информатики в области социальных коммуникаций должны совмещать владение компьютерными технологиями с творческим мышлением дизайнера, высокий художественный вкус, умение генерировать сопровождающие тексты, проводить рекламные кампании. Зотов А.М., Решетников Д.Г., Гайдуков Д.В. Zotov A.M., Reshetnikov D.G., Gaidukov D.V. ИНФОРМАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ УЧЕБНОГО КУРСА ER MODEL OF EDUCATIONAL COURSE [email protected] Пермский государственный университет г. Пермь Построение информационной модели учебного курса (учебнометодического комплекса) как основы для создания автоматизированного конструктора учебных курсов в вузе. Постановка задачи В любом учебном учреждении процесс обучения осуществляется на основе учебных планов. Эти планы могут различаться по масштабам (рассчитанные на один месяц или пять лет обучения), по образовательным стандартам, которые ими реализуются. Однако, все эти планы состоят из последовательностей неких программ учебных дисциплин. Программы учебных дисциплин – это элементы, из которых собираются все учебные планы (образовательные программы), и от качества этих элементов во многом зависит общее качество учебного плана и результат обучения студента. Кроме того, большая часть трудозатрат по разработке учебного плана также приходится на разработку программ учебных дисциплин. Для обеспечения учебного процесса вуза необходимо (в силу различных причин) постоянно конструировать новые учебные планы, и как следствие, новые программы учебных дисциплин. Так, для Пермского государственного университета можно привести следующие статистические данные: на каждые 20 студентов приходится 1 учебный план, при этом в среднем студент в процессе пятилетнего обучения использует 1.6 учебного плана. Отличия вновь разрабатываемых программ учебных дисциплин от используемых ранее могут носить существенный характер (программы отличаются содержательно), а могут касаться лишь формальных признаков. К первому случаю, как правило, относятся программы учебных дисциплин по динамично развивающимся отраслям знаний (например, в области информационных технологий). Ко второй группе относятся случаи, когда потребность в новой программе диктуется изменением количества часов по тому или виду учебной работы, сменой формы отчетности или иными формальными требованиями. Очевидно, что в рамках создания единой информационной системы вуза неизбежно появляется задача по разработке инструмента для конструиро242

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 вания программ учебных дисциплин. При формулировке требований к разрабатываемому инструменту (конструктору учебных курсов) в обязательном порядке надо учесть масштабы, в которых он будет применяться. На примере Пермского государственного университета их можно оценить следующим образом: в используемых учебных планах фигурируют около 6000 уникальных программ учебных дисциплин. С учетом таких объемов, а также того, что профессорско-преподавательский состав разнородно владеет навыками в сфере компьютерных технологий, очевидно, что подходить к созданию конструктора следует без использования экзотических технологий, которые однако, могут себя неплохо показать на создании штучных курсов. Учитывая эти оценки и то, что в качестве технологической платформы Единой Телеинформационной Системы ПГУ используется СУБД Oracle, в основу создаваемого инструмента должна быть положена информационная модель (модель данных), спроектированная с максимальным учетом всех требований и нюансов, которая бы исчерпывающе описывала все информационные потребности вуза при работе с программами учебных дисциплин. Источники для анализа и используемая методика моделирования Качество информационной модели (модели данных) является критичным параметром при разработке любой информационной системы. Переусложнение модели данных приведет к общей излишней сложности системы и, как следствие, сложности в эксплуатации. Упрощенность модели приведет к отсутствию у системы необходимых функциональных возможностей. Разработать модель данных приемлемого качества можно, лишь получив для анализа информационных потребностей необходимое количество материала. При проектировании модели данных для анализа (выявления сущностей, установления связей и пр.) использовались программы учебных дисциплин ПГУ как в бумажном, так и в электронном виде. Оба представленных варианта программ учебных дисциплин анализировались с точки зрения содержательной части (контента). Помимо этого, примеры программ дисциплин в электронном виде являются очень информативными при определении уровня компьютерных технологий, которыми готов пользоваться “среднестатистический” преподаватель при подготовке и подаче учебного материала. Следует отметить, что в существующей в ПГУ Единой Телеинформационной Системе (ЕТИС) [1] в структурированном виде хранится информация об используемой в образовательном процессе учебной документации, то есть об учебных планах и используемых в них программах учебных дисциплин с обязательной детализацией до семестровых разделов, количества часов по видам учебной работы, формам отчетности. Кроме того, для каждой программы учебной дисциплины определены разделы (компоненты) государственного образовательного стандарта, требованиям которых она удовлетворяет. Некоторое количество программ (менее 5 % от общего количества) детализированы до тем занятий и их содержания. Анализ этой информации помог по формальным признакам определить уровень повторного использования учебных программ учебными планами, степень совпадения программ учебных дисциплин (целиком, либо по семестровым разделам) и тому подобное. 243

Секция 4 Анализ проводился на данных ЕТИС, относящихся как к самому ПГУ, так и к Березниковскому филиалу ПГУ. Модель данных строилась в терминах “сущность-связь” (ER-модель) с использованием инструментария Oracle Designer в соответствии с методикой, предлагаемой Oracle: выявлялись сущности, связи, проводилась детализация, уровень декомпозиции устанавливался с учетом полученных при анализе количественных оценок для каждой выявленной сущности [2]. Модель данных предметной области “Программа учебной дисциплины” Основной идеей, на которой выстроена вся модель данных, является выделение базовой сущности Учебный объект. Под учебными объектами мы подразумеваем всю совокупность элементов, из которых состоит каждая образовательная программа: сама программа, ее разделы с детализацией до занятий, логические разделы программы с детализацией до уровня, который счел необходимым разработчик программы. Учебным объектом мы считаем любой объект (в том числе и не электронный), который может быть задействован в образовательном процессе. Проиллюстрируем примером. Составленное в некоем (пусть электронном) виде изложение первого закона ньютона мы считаем учебным объектом. Точно так же мы считаем учебными объектами изложением второго и третьего законов ньютона. Объединяя эти три учебных в один, мы получаем учебный объект с условным названием “Законы классической механики”. Для того чтобы иметь возможность объединять объекты в различные структуры, конструируя тем самым из них необходимые учебные объекты высокого уровня сложности (образовательные программы и пр.), в рамках модели выделена сущность Взаимосвязь объектов. Кроме объединения в структуры, эта сущность позволяет в рамках модели задать последовательность изучения объектов.

Рис. 1. Базовая сущность “Учебный объект”

Детализированная ER - модель включает в себя 60 сущностей и по формальным параметрам полностью описывает предметную область. Так, для примера, на рис. 2 представлен Учебный объект в привязке к образовательным стандартам и сферам научной деятельности. 244

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 2. Соответствие учебного объекта образовательным стандартам и сферам научной деятельности

Образовательный стандарт (ГОС) в рамках модели представлен группой сущностей, которые позволяют в структурированном виде представить все формальные требования и ограничения стандарта. Сферы научной деятельности – это, по сути, общевузовский справочник с рекурсивной связью “многие ко многим”, раскрытой сущностью пересечения. Экземпляры сущности нижнего уровня этого справочника – это учебные дисциплины, верхнего уровня – научные школы и направления. На диаграмме видно, как для каждого учебного объекта может быть заданно соответствие одному или нескольким ГОСам, и что каждый объект в рамках модели должен быть классифицирован в соответствии с общевузовским справочником сфер научной деятельности. Полученную в результате работы ER – модель предполагается использовать для создания проекта табличной модели и реализации ее в Единой Телеинформационной Системе (ЕТИС) ПГУ. 1. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005613281 “Приложение для разработки учебных планов на основе Государственных образовательных стандартов” 2. Peter Koletzke, Dr. Paul Dorsey. Oracle Designer Handbook.

245

Секция 4 Зраенко С.М., Володина С.А. Zraenko S.M., Volodina S.A. ФОРМИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АЛГОРИТМОВ ИХ ОБНАРУЖЕНИЯ НА КОСМИЧЕСКИХ СНИМКАХ FORMATION OF THE DATABASE OF FOREST FIRES FOR RESEARCH OF ALGORITHMS OF THEIR DETECTION ON SPACE IMAGES [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Обсуждаются результаты формирования базы данных лесных пожаров в Свердловской области в 1996-2003 годах для исследования эффективности алгоритмов их обнаружения по данным дистанционного зондирования. Results of formation of a database of forest fires in Sverdlovsk area in 19962003 for research of efficiency of algorithms of their detection according to remote sounding are discussed. В настоящее время данные дистанционного зондирования используются для решения множества народнохозяйственных задач. К ним относятся, прежде всего, создание тематических карт – лесных, сельскохозяйственных и т.п.; обнаружение и мониторинг чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; проведение природоохранных мероприятий – контролирование лесных вырубок, а также территорий, занимаемых дачными и садовыми участками и т.п. Одной из актуальных задач, для решения которой могут применяться данные ДЗЗ в Свердловской области является обнаружение и мониторинг пожарной обстановки. Сокращение количества лесничеств, а так же контрольных облетов территории самолетами пожарной авиации приводит к не своевременному обнаружению очагов возгорания. Следует отметить, что кроме нанесения ущерба лесному хозяйству, пожары оказывают большое влияние на экологическую обстановку, а также могут угрожать жизни людей и их собственности. В докладе с целью обоснования необходимости исследования алгоритмов обнаружения пожаров представлены результаты анализа пожарной обстановки в Свердловской области в 1996-2003 годах. Для структурирования имеющейся информации создана база данных о лесных пожарах в СУБД MS Access 2003, в которой отражены данные о времени, площади и месте пожара с точностью до лесхозов, лесничеств и их внутренней квартальной сети. В качестве примера на рисунке 1 представлены результаты выполнения запроса по распределению количества пожаров по годам.

246

НОТВ-2010

Новые образовательные технологии в вузе Количество пожаров в Свердловкой области с 1996-2003 г.г. 300

277 254

243

250 212 200 154

155

150 100

125

количество пожаров за год

70

50 0 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003

Рис. 1. Количество лесных пожаров в Свердловской области в 1996-2003 годах

Распределение количества пожаров по площадям, показывает, что в наибольшей степени от них страдают северные малонаселенные районы. Площадь лесных пожаров там порой достигает сотен гектаров. Анализ изменения пожарной обстановки по месяцам, как и следовало ожидать, показывает, что наиболее опасным для нашего региона является период с мая по сентябрь (рис. 2).

Рис. 2. Распределение количества пожаров по месяцам в 2003 году

Наличие структурированного таким образом фактического материала позволяет ставить вопрос об осуществлении верификации результатов мониторинга пожарной обстановки с использованием данных дистанционного зондирования полученных от таких космических средств, например, как

247

Секция 4 спутники Terra и Aqua. В качестве программных средств для обработки космических снимков при этом могут быть использованы такие специализированные пакеты программ как ScanEx Image Processor (ИТЦ СканЭкс, Россия), а также ERDAS Imagine или ENVI. В качестве алгоритма обнаружения возгораний предполагается использовать MOD14 [1], в котором для обнаружения пожара используются такие его стадии как горение и тление хорошо выделяемые в инфракрасном (ИК) диапазоне. Использование спектральных каналов ИК-диапазона позволяет обнаруживать пожары и при отсутствии открытого пламени скрытого кронами деревьев (на начальной стадии их возникновения), а также подземных – торфяных пожаров. Данный алгоритм основан на использовании спектрозональных снимков и ориентирован на применение данных спектрорадиометра MODIS. В нем используются результаты нескольких этапов преобразования данных – атмосферная коррекция, определение характеристик фона, собственно выделение пожара по результатам сравнения пикселей с некоторым порогом, исключение отражений от кромок облаков и солнечных бликов от водной поверхности. Алгоритм MOD14 может также быть применен для выявления поврежденных при пожаре участков леса. Оценка последствий пожара здесь выполняется в соответствии со следующими этапами: – выявление на снимке гарей; – выделение контуров поврежденного участка; – определение площади выгоревшего участка леса. Обнаружение пожаров на снимках возможно благодаря значительной разнице температур участков поверхности. Это позволяет, при съемке в ИКдиапазоне аппаратурой с пространственным разрешением 1 км, обнаруживать очаг пожара площадью до 100м2. Оперативное обнаружение очагов возгорания такой площади при этом позволяет принять своевременные меры для их ликвидации. Исследования эффективности алгоритмов обнаружения пожаров по данным дистанционного зондирования с использованием сформированной базы данных планируется провести в рамках исследовательских работ, выполняющихся на кафедре Теоретических основ радиотехники, Радиотехнического института-РТФ. При этом будут использованы оборудование и программное обеспечение, приобретенные для созданной лаборатории «Геоинформационных технологий и дистанционного зондирования» при выполнении в УГТУ-УПИ инновационной образовательной программы в 2007-2008 годах. Christopher Justice. Algorithm Technical Background Document “MODIS FIRE PRODUCTS” (Version 2.3, 1 October 2006).

248

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Зраенко С.М., Емельянов А.Ю., Ровенков С.С., Крупина О.А., Zraenko S.M., Rovenkov S.S., Emeljanov A.Yu., Krupina O.A. ФОРМИРОВАНИЕ ТЕСТОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ПО ПОДСПУТНИКОВЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ И ДАННЫМ ДЗЗ FORMATION OF VEGETATION TEST IMAGES ON DISTRICT MEASUREMENTS AND TO THE DATA OF REMOTE SOUNDING [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Представлены результаты формирования тестовых космических изображений с использованием измеренных на местности параметров растительности. Results of formation of test space images with use of the parametres of vegetation measured on district are presented. Результаты интерпретации космических изображений должны подвергаться процедуре валидации, которая применительно к системам дистанционного зондирования, является процессом независимой оценки качества ее выходных и производных продуктов. Собственно интерпретация или тематическое дешифрирование изображений получаемых при дистанционном зондировании земли (ДЗЗ) является заключительной операцией при их преобразовании. В результате ее выполнения формируются тематические слои электронной карты (shape-файлы) – векторные примитивы (точки, линии, полигоны) соответствующие объектам, расположенным на земной поверхности. Тематическое дешифрирование космических изображений может осуществляться в ручном или автоматическом (полуавтоматическом) режимах с использованием алгоритмов классификации, реализованных в специализированных пакетах по обработке данных ДЗЗ. Однако в любом случае адекватность выполнения этой операции должна подтверждаться подспутниковыми измерениями. В докладе представлены результаты определения на местности параметров площадных (поверхностно-распределенных) объектов и подготовка полученных данных к выполнению операции сравнения с результатами классификации. При этом класс объектов ограничен видовым составом растительности соответствующей лесопарковой зоне города Екатеринбург. При подготовке данных использовались GPS приемник Garmin E-Trex Vista Cx [1], географическая информационная система (ГИС) ArcGIS 9.3 [2] и программный комплекс (ПК) по обработке данных дистанционного зондирования ENVI 4.6 [3]. Данное оборудование и программные средства были приобретены для созданной в УГТУ-УПИ лаборатории «Геоинформационных технологий и дистанционного зондирования» в рамках выполнявшейся в 2007-2008 годах инновационной программы.

249

Секция 4 На первом этапе работы на местности с помощью GPS-навигатора были определены координаты однородных по видовому составу тестовых участков в виде записей – треков (путей) и контрольных точек, соответствующих их сторонам и углам. Для визуализации полученных результатов данные GPS-измерений были наложены с помощью программного комплекса ArcGIS на космический снимок города Екатеринбурга, сделанный аппаратурой спутника Landsat 7 (рис. 1).

Рис. 1. Результаты совмещения подспутниковых измерений и космического снимка для Шарташского лесопарка.

При выполнении этой операции необходимо, осуществить соответствующую геопривязку треков и снимка Landsat 7 для того, чтобы системы координат космического изображения и данных GPS навигатора совпадали. В этом случае объекты на карте и их изображения совмещаются с точностью, ограничиваемой GPS приемником и ошибкой географической привязки снимка. В случаях, когда наблюдается не точное наложение карты на изображение, выполняется дополнительное совмещение shape-файла и снимка. При этом используются процедуры автоматической или ручной привязки (посредством расстановки соответствующих друг другу точек на карте и изображении). Указанные операции выполняются в ArcMap (ArcView). На втором этапе произведено нанесение участков (полигонов), соответствующих определенным типам растительности в виде векторных слоев электронной карты на космический снимок. При этом использовались записи 250

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 (легенда) которые производились при выделении участков на м естности (рис. 2). На третьем этапе в ПК ENVI по полученным координатам тестовых участков из космического изображения территории осуществлено выделение фрагментов, так называемых «областей интереса» (region of interest – ROI) в соответствие с терминологией принятой в программном комплексе. Указанные фрагменты сохранены в соответствующих ROI-файлах.

Береза Лиственница

Смешанный лес (сосна, береза)

Сосна

Рис. 2. Тестовые участки, сформированные по измерениям на территории Шарташского лесопарка.

Таким образом, в результате проделанной работы были сформированы эталонные изображения, соответствующие различным типовым объектам лесной растительности которые в дальнейшем будут использованы для исследования эффективности алгоритмов фильтрации и классификации, реализованных в программном комплексе ENVI. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. http://www.garmin-gps.ru/navigators/vistacx.htm 2. http://www.dataplus.ru/Soft/ESRI/ArcGIS/ArcGIS.htm 3. http://www.gisa.ru/51036.html

251

Секция 4 Иванов О.Ю., Давыденко П.А. Ivanov O.J., Davidenko P.A. ВОЗМОЖНОСТИ ПАКЕТА ERDAS IMAGINE ПО ОБЪЕДИНЕНИЮ СНИМКОВ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМ ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ БОЛЬШИХ ТЕРРИТОРИЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ POSSIBILITIES OF ERDAS IMAGINE PROGRAM PACKAGE ON UNIFICATION OF PICTURES OF VARIOUS SYSTEMS OF REMOTE SENSING FOR DISPLAY OF THE LARGE TERRITORIES OF THE EARTH [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье рассмотрены проблемы, возникающие при формировании изображений больших территорий из снимков различных систем дистанционного зондирования земли космического базирования, такие как различная яркость и контраст, различное направление орбит космических аппаратов и разрешение снимков. Показаны пути их решения в программном комплексе ERDAS IMAGINE. The problems arising at formation of images of the big territories from pictures of various systems of remote sensing of the earth of space basing, such as various brightness and contrast, a various direction of orbits of space vehicles and the permission of pictures are reviews. Ways of their decision to program complex ERDAS IMAGINE are shown. Информация, получаемая из космоса при помощи различных систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) всѐ чаще используется в различных отраслях народного хозяйства. Исследование природных ресурсов, мониторинг стихийных бедствий и оценка их последствий, изучение влияния антропогенного воздействия на окружающую среду, строительные и проектно-изыскательские работы, городской и земельный кадастр, планирование и управление развитием территорий, градостроительство, геология и освоение недр, гидрологические исследования, обнаружение лесных пожаров – вот далеко не полный перечень задач, при решении которых используются данные ДЗЗ [1]. Для эффективного использования информации дистанционного мониторинга во многих случаях требуется покрытие больших территорий земной поверхности и периодическое обновление этой информации, что становится возможным только при объединении снимков различных систем ДЗЗ в одно большое изображение. Таким образом, составление мозаики из различных снимков является таким же необходимым этапом при обработке данных дистанционного зондирования земной поверхности, как и регистрация этих данных, улучшение их качества, геометрическая коррекция и выделение полезной информации (тематическая обработка) [2].

252

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 В работе рассматриваются проблемы, которые возникают на этапе составления мозаики из снимков различных систем дистанционного мониторинга, и пути их решения, реализованные в пакете прикладных программ ERDAS IMAGINE. Одной из проблем, которая мешает целостному восприятию всего изображения, является различный динамический диапазон яркостей на фрагментах мозаики. Кроме того, изображения, получаемые с датчиков космического базирования, как правило, имеют более узкий диапазон яркостей, чем устройство их отображения. Чтобы устранить эти различия необходимо, во-первых, согласовать гистограммы распределения яркостей всех фрагментов мозаики, во-вторых, осуществить выравнивание гистограммы распределения яркостей изображения во всем динамическом диапазоне для лучшего восприятия изображения человеком [3]. Для согласования гистограмм распределения яркостей используются различные линейные, кусочно-линейные и нелинейные функции преобразования, которые в изобилии представлены в среде ERDAS IMAGINE. Следует помнить, что достижение хороших результатов на данном этапе обеспечивается не только правильным выбором функции преобразования гистограммы, но и примерно одинаковым качеством согласуемых снимков (одинаковые пространственное разрешение, шумы, облачность и другие параметры среды распространения при формировании изображений и т. д.) Для выравнивания применяют нелинейные функции расширения динамического диапазона. В общем случае эта функция должна иметь максимумы при резких спадах и минимумы при пиках гистограммы распределения яркостей изображения. Алгоритм, реализованный в ERDAS IMAGINE, предполагает перераспределение яркостей по диапазонам до тех пор, пока уровень частоты появления яркостей в каждом из диапазонов не станет близким к A T / N , где N – число диапазонов яркостей, Т – число пикселей изображения. Другим серьезным затруднением при объединении снимков является тот факт, что получены они, как правило, при движении космических аппаратов по различным траекториям (различные углы наклона к экватору). Кроме того расстояния между точками на изображениях соответствуют разным расстояниям на местности. ERDAS IMAGINE решает эту проблему при помощи алгоритма двунаправленной аффинной трансформации передискретизации отсчетов, с использованием алгоритмов пересчета растра. Для пересчета растра используются методы ближайшего соседа, билинейной интерполяции, бикубической свертки и бикубический сплайн. Еще одна проблема при составлении мозаики из снимков возникает на границе, когда частично снимки накладываются друг на друга. Схожая ситуация возникает при обновлении фрагмента общего изображения при помощи снимка с другим пространственным разрешением. При использовании нескольких снимков с различным разрешением есть возможность объединить их, улучшив при этом некоторые показатели, 253

Секция 4 например детальность. Сначала изображение фильтруют параллельно двумя фильтрами: низкочастотным и высокочастотным, после чего осуществляют их суммирование. Это позволяет получить высокочастотную информацию из изображения и скомбинировать с исходным, таким образом, получив мультиспектральное изображение высокого разрешения. В программном комплексе ERDAS IMAGINE представлены все основные возможности по созданию мозаик из космических снимков. Цикл лабораторных работ, предусматривающий выравнивание гистограмм распределения яркости изображений, сшивку снимков в единое изображение, совместную обработку изображений с разным пространственным разрешением, созданный на базе пакета прикладных программ ERDAS IMAGINE является неотъемлемой частью лабораторного курса по дисциплине «Принципы построения и обработки информации в радиоэлектронных системах дистанционного мониторинга» и позволяет слушателям приобрести практические навыки по обработке данных ДЗЗ. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Мишев Д. Дистанционное зондирование Земли из космоса / Д. Мишев М.: Мир, 1985. 246 с. 2. Иванов О.Ю. Цикл лабораторных работ по цифровой обработке данных дистанционного зондирования Земли в среде ERDAS IMAGINE / О.Ю. Иванов, А.С. Бабкина, А.А. Романовский и др.// Новые образовательные технологии в вузе: VI Междунар. НМК, Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2009. Ч.2. С. 154-158. 3. Прэтт У. Цифровая обработка изображений / У Прэтт М.: Мир, 1982. 790 с. Исламов Г.Г., Исламов А.Г. Islamov G.G., Islamov A.G. ГИБРИДНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПРИ РАСЧЁТЕ БАЛАНСОВОЙ МОДЕЛИ ЭКОНОМИКИ HYBRID COMPUTATIONS IN CALCULATION OF BALANCE MODEL OF ECONOMY [email protected] Удмуртский госуниверситет г. Ижевск Для гибридных вычислительных систем предлагается высокопроизводительный алгоритм, который кроме быстродействия обладает способностью в ходе своего выполнения отвечать на вопросы о продуктивности, корректности или непротиворечи-вости и находить все решения балансовой модели экономики. For hybrid computing systems we propose high performance algorithm, which in addition to speed possesses a capacity to answer in its running on the questions about productivity, well-posedness or consistency and to find all solutions of balance model of economy.

254

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Метод балансов материальных и финансовых ресурсов служит для учѐта, контроля и планирования их воспроизводства и расходования в ходе экономический деятельности любого хозяйствующего субъекта экономики. Истоки этого метода теряются в глубокой древности. Однако осознание важности этого метода для описания структуры национальной экономики началось в 18 веке с экономических таблиц Кенэ [1]. Практический опыт по составлению баланса народного хозяйства СССР за 1923/24 г. был использован американским экономистом русского происхождения В.В. Леонтьевым при разработке в 1936 г. метода «затраты-выпуск», применѐнного к исследованию структуры американской экономики [2]. Математическую модель, лежащую в основе метода балансов, можно разрабатывать как в денежном, так и в натуральном выражении [3]. Показателями такой модели служат векторы-столбцы и размерности и матрица порядка , где величиной задаѐтся число видов продукции, учитываемой в модели. Компоненты вектора-столбца содержат объѐмы рассматриваемой продукции и тем самым могут быть лишь неотрицательными. Векторстолбец называется вектором экспорта-импорта. Положительные компоненты этого вектора отвечают конечной продукции и соответствуют экспорту, тогда как отрицательные компоненты характеризуют объѐмы импорта. Матрица состоит из неотрицательных коэффициентов норм затрат, а величина описывает затраты в сфере производства. Математическая модель метода балансов записывается кратко . (1) Прямая задача метода балансов состоит в вычислении вектора экспорта-импорта по заданному плану производства . Если все компоненты вектора положительны ( , то план называется эффективным. В противном случае план называется полуэффектиным. В случае план называется неэффективным. Обратная задача состоит в указании по заданному вектору экспортаимпорта множества всех планов , которые удовлетворяют условию баланса (1). Если это множество планов не пусто, то модель (1) называется непротиворечивой. Непротиворечивая модель называется корректной, если еѐ множество планов состоит из одного элемента. Некорректная модель характеризуется бесконечным множеством планов. Корректная модель с эффективным планом называется продуктивной. Корректная модель с неэффективным планом называется непродуктивной. Противоречивая модель может возникать по причине несовместности системы уравнений , либо отсутствии неотрицательных решений у этой системы. Критерий непротиворечивости балансовой модели даѐтся следующим утверждением, которое является следствием известной леммы Минковского-Фаркаша [4, с. 61]. Критерий непротиворечивости. Для того чтобы уравнение баланса имело неотрицательное решение необходимо и достаточно,

255

Секция 4 чтобы для любой вектор-строки размерности , удовлетворяющей системе неравенств , имело место неравенство . На практике достаточно найти конечную систему образующих элементов сопряженной однородной системы неравенств и ограничиться проверкой неравенства только на этих образующих элементах. Известен алгоритм Моцкина-Бургера [5, с. 223] нахождения фундаментальной системы решений для системы однородных линейных неравенств. Предлагаемый нами подход к определению конечной системы образующих элементов конуса основан на иных соображения и использует понятие обобщѐнной обратной матрицы, при вычислении которой мы применяем универсальную операцию над матричными структурами [6]. Универсальная операция позволяет нам единообразно решать широкий класс алгоритмических проблем, возникающих при изучении балансовой модели (1). Описание универсальной операции и рассмотрение необходимых для наших целей свойств этой операции приводится в [7]. Пусть есть единичная матрица порядка . Обозначим через обобщѐнную обратную матрицу для матрицы . Неравенство приведѐм к равенству , где есть произвольная вектор-строка размерности , удовлетворяющая условию . Отсюда находим представление , где есть произвольная вектор-строка размерности . Согласно критерию непротиворечивости следует проверить неравенство , которое на основе полученного представления принимает вид при всех допустимых и любого . Это возможно в том и только том случае, когда и имеет место импликация: если , то . (2) Полученные соотношения не позволяют осуществить проверку непротиворечивости балансовой модели, так как здесь требуется знание конечной фундаментальной системы неотрицательных решений однородного уравнения . Эффективный алгоритм решения такой задачи разработан Н.В. Черниковой [5, с. 255]. Заметим, что первое равенство в (2) есть необходимое и достаточное условие совместности системы . Заключение импликации в (2) следует проверить лишь на элементах конечной фундаментальной системы неотрицательных решений однородного уравнения . Для корректных моделей и, следовательно, условие непротиворечивости балансовой модели принимает простой вид . Свойство эффективности плана гарантируется условием . Так как все элементы матрицы норм-затрат балансовой модели неотрицательны, то и, значит, . Это обстоятельство влечѐт за собой наличие важного свойства: спектральный радиус матрицы меньше единицы. Это свойство выделяет класс продуктивных матриц нормзатрат. Относительно продуктивной матрицы норм затрат любой план 256

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 будет либо эффективным, либо полуэффективным, так как из следует, что , так что неэффективных планов в продуктивной экономике быть не может. Полуэффективный план не может быть реализован без импорта некоторых видов продукции, тогда как эффективный план позволяет обеспечить экспорт всех производимых в экономике продукций. Почему продуктивные модели представляют интерес? Эти модели описывают многоотраслевые экономики, которые могут развиваться за счѐт внутренних ресурсов, и, тем самым, обеспечивать важное свойство государства – экономическую независимость от других, прежде всего недружественных государств. В то время как, государства с непродуктивной экономикой могут функционировать исключительно за счѐт импорта и тем самым характеризуются крайне неэффективным управлением. Представляют интерес различные критерии и алгоритмы проверки продуктивности балансовой модели экономики. Это направление исследований важно по многим причинам. Инновационные процессы в обществе, быстрое развитие свободных рыночных отношений, интеграция в мировое экономическое пространство неизбежно приводят к качественным и количественным изменениям в экономике страны. Качественно это выражается в том, что появляются новые и исчезают старые отрасли. Может сильно измениться структура хозяйственных связей. Количественно это выражается в изменении размера, структуры и значений элементов матрицы норм отраслевых затрат. Поэтому становятся актуальными эффективные средства проверки продуктивности динамично изменяющейся экономики и ускоренные методы расчѐта продуктивных планов (см., например, [8,9]). В докладе описывается высокопроизводительный алгоритм для гибридных вычислительных систем, состоящих из многоядерного центрального процессора и многопроцессорных графических устройств компании NVIDIA, которые образуют параллельную вычислительную архитектуру CUDA [10]. В основе алгоритма лежит универсальная операция над матричными структурами [6], которая естественно реализуется на системе многопроцессорных графических устройств и требует интенсивного взаимодействия с центральным процессором лишь на этапе передачи матрицы и выдачи конечного результата. Высокая эффективность алгоритма обеспечивается не только свойством быстродействия, но и уникальной способностью в ходе своего выполнения отвечать на вопросы о продуктивности балансовой модели, либо еѐ корректности и при этом одновременно вычислять единственное решение уравнения (1), а также устанавливать факт непротиворечивости балансовой модели и находить все еѐ допустимые планы. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Кенэ Ф. Избранные экономические произведения. - М.: Соцэкгиз, 1960. 2. Леонтьев В.В. Исследование структуры американской экономики. – М.: Госстатиздат, 1958. 3. Моделирование народнохозяйственных процессов / Под ред. В.С. Дадаяна. – М.: Экономика, 1973. – 480 с.

257

Секция 4 4. Никайдо Х. Выпуклые структуры и математическая экономика. – М.: Мир, 1972. – 520 с. 5. Черников С.Н. Линейные неравенства. – М.: Наука, 1968. – 488 с. 6. Исламов Г.Г. Универсальная операция над матричными структурами // Современные проблемы вычислительной математики и математической физики: Международная конференция, Москва, МГУ имени М.В. Ломоносова, 16-18 июня 2009 г. Тезисы докладов. – М.: Издательский отдел факультета ВМК МГУ имени М.В. Ломоносова; Макс Пресс, 2009. – 396 с. 7. Исламов Г.Г., Коган Ю.В. Об одном алгоритме поиска базисного минора матрицы // Вестник удмуртского университета. – 2006. - № 1: Математика. – С. 63 – 70. 8. Исламов Г.Г., Исламов А.Г., Лукин О.Л. Алгоритмы проверки продуктивности многоотраслевой экономики // Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе: Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Йошкар-Ола: Марийский гос. тех. ун-т: в 2 ч. – Ч. 1 – 2008. С. 43 – 44. 9. Исламов Г. Г. Об одном уточнении метода перезаказов для балансовой модели // Технологии информатизации профессиональной деятельности [Электронный ресурс] : 2 всерос. науч. конф. с междунар. участием, Ижевск, 2008 / ГОУВПО "Удмурт. гос. ун-т". Фак. информ. технологий и вычислит. техники. - Ижевск, 2008. - Ч. 2. - С. 10-12. 10.NVIDIA CUDA Programming Guide Version 2.3 // www.nvidia.com. Карасик А.А., Наливайко Д.В. Karasik A.A., Nalivayko D.V. ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДА РОССИЙСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА: ИНСТРУМЕНТЫ СТУДЕНТА E-LEARNING SYSTEM IN THE RUSSIAN STATE VOCATIONAL PEDAGOGICAL UNIVERSITY: TOOLS OF THE STUDENTS [email protected] РГППУ г. Екатеринбург С целью эффективной реализации учебного процесса с применением информационных и телекоммуникационных технологий в Российском государственном профессионально-педагогическом университете (РГППУ) разработан специализированный образовательный портал, функционально представляющий собой информационно-образовательную среду. Информационно-образовательная среда (ИОС) – комплекс программно-технических средств, предназначенный для осуществления информационного обеспечения учебного процесса с применением ДОТ с использованием компьютерных и телекоммуникационных технологий. 258

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Технически ИОС РГППУ представляет собой Веб-сайт, доступный через сеть Интернет по адресу http://portal.rsvpu.ru, реализованный на базе платформы Microsoft Windows Sharepoint Services 3.0. Основными пользователями ИОС РГППУ являются: студенты; преподаватели; методисты деканатов и руководители территориальных подразделений; заведующие кафедрами. Каждый из пользователей входит в ИОС под своим логином и паролем и случае успешной авторизации попадает на домашнюю страницу Портала (рис. 1). В соответствии с ролью, отведенной каждому из пользователей в системе, перечень доступных им разделов и соответственно закрепленных за ними функций, для каждого из них различен. Всем категориям пользователей доступны функции, размещенные на главной странице, к числу которых относятся: новостная линейка; объявления разработчиков; справка по работе с Порталом; форумы службы технической поддержки Портала. С помощью форумов службы технической поддержки пользователи могут задать вопросы по работе в ИОС, сообщить об обнаруженной ошибке, высказать свои предложения и пожелания.

Рис. 1. Домашняя страница ИОС РГППУ

259

Секция 4 Основными функциями, доступными студенту, являются: просмотр учебного плана образовательной программы; доступ к электронным образовательным ресурсам по дисциплинам; получение консультаций по дисциплинам; сдача контрольных работ по дисциплинам; система тестирования; электронная зачетная книжка; объявления деканата; расписание занятий; студенческий форум. По каждой из доступных студенту образовательных программ представлена краткая характеристика образовательной программы, перечень дисциплин учебного плана с часами и формами контроля, сгруппированный по семестрам (рис. 2). По ссылке каждой из дисциплин возможен переход к перечню электронных образовательных ресурсов, доступных по выбранной дисциплине (рис. 3). Для получения консультации по дисциплинам и/или сдачи контрольных работ в ИОС РГППУ реализовано два взаимодополняющих механизма: через методиста деканата, выполняющего посреднические функции между студентом и преподавателем, для дисциплин, самостоятельное сопровождение которых через ИОС преподавателями не осуществляется; напрямую преподавателю, осуществляющему самостоятельное сопровождение своей дисциплины через ИОС, о чем свидетельствует наличие персонального сайта преподавателя по данной дисциплине.

Рис. 2. Раздел «Учебный план»

260

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 При сдаче работы или получения консультации через деканат все переданные студентом сообщения и работы получаются сотрудником деканата, а затем передается преподавателю. Сдача работы непосредственно преподавателю возможна только в случае самостоятельного сопровождения дисциплины преподавателем в среде ИОС посредством специализированного сайта преподавателя, создаваемого в системе. На сайте преподавателя размещается типовой набор инструментов, доступных студенту, в число которых обычно входят: электронная библиотека дисциплины, аналогичная по функциональности электронным образовательным ресурсам дисциплины страницы «Учебный план»; учебные материалы, представляющие собой список, содержащий файлы с дополнительными электронными образовательными ресурсами, публикуемые преподавателем; консультирование и прием работ, аналогичные по функциональности инструментам раздела «Консультирование и прием работ через деканат», но сопровождаемые лично преподавателем; журнал текущей успеваемости студента; система тестирования, позволяющая осуществлять как промежуточный, так итоговый контроль знаний по изученному материалу.

Рис. 3. Электронные образовательные ресурсы

Раздел системы «Электронная зачетная книжка» позволяет студенту ознакомиться с результатами сдачи мероприятий итоговой аттестации по

261

Секция 4 дисциплинам. Данная информация регулярно заполняется сотрудниками деканата на основе данных из зачетных и экзаменационных ведомостей. Для получения организационной информации по учебному процессу студенту доступен раздел «Деканат», в котором представлена и обновляется в реальном времени методистами деканата следующая информация: объявления деканата; расписание занятий; форум с вопросами деканату. Киреев К.В. Kireev K.V. ЭЛЕКТРОННОЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ И ДИСТАНЦИОННОЙ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ THE ELECTRONIC MANUAL ON THE ELECTROTECHNICS FOR, STUDENTS OF CORRESPONDENCE AND REMOTE MODES OF STUDY [email protected] Самарский государственный технический университет г. Самара Работа посвящена вопросам разработки и внедрения электронных учебных средств в образовательный процесс студентов электротехнических специальностей заочной и дистанционной форм обучения Work is devoted questions of working out and introduction of electronic educational means in educational process of students electrotechnical spetsialnostej correspondence and remote modes of study В настоящее время система высшего образования претерпевает ряд инновационных преобразований. Современное поколение, благодаря широкому доступу к различным информационным источникам, отличается от предыдущих скоростью восприятия и усвоения информации. Возникающее в результате этого противоречие между высокой мотивацией студентов к обучению в рамках новых технологиях и внутренними барьерами преподавателей к активному использованию этих технологий, преодолевается с помощью внедрения в учебный процесс средств информатизации и компьютеризации обучения, основанных на современных информационно-коммуникационных технологиях [1]. Обеспечение сферы образования информационно-образовательной средой коренным образом меняет взаимоотношения обучающего и обучаемого. Одним из важнейших элементов этого процесса являются электронные обучающие средства, в которые интегрируются прикладные программные педагогические продукты, базы данных и знаний изучаемой дисциплины, а также совокупность дидактических средств и методических материалов, всесторонне обеспечивающих и поддерживающих реализуемую технологию обучения.

262

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Создание, внедрение и использование электронных обучающих средств имеет ряд особенностей, которые отражаются в педагогическом, психологическом, дидактическом и организационном аспектах [2]. Выделим несколько основных принципов дидактики, каждый из которых в свою очередь определяет систему требований к электронному учебному пособию (ЭУП). Принцип дидактической адекватности. Использование ЭУП эффективно только в случае, если оно строится на основе закономерностей процесса обучения, т.е. адекватно природе обучения. Принцип научности. Содержание учебного материала, отбираемого для создания ЭУП должно соответствовать современному уровню развития науки и техники, а используемый в ЭУП способ познания должен быть адекватен современным научным методам. Принцип систематичности и последовательности. Систематичность обучения предполагает усвоение понятий и разделов в их логической связи и преемственности. Этот принцип обеспечивает рассмотрение любого раздела учебного материала в определенной последовательности. Принцип сознательности, активности и самостоятельности в обучении предполагает такую организацию обучения с ЭУП, в которой приобретение знаний, умений и навыков неразрывно связано с активностью и самостоятельностью действий, с проявлением интереса, увлеченности и инициативных творческих поисков, стремления развивать творческие способности. Принцип наглядности. Образность, яркость, динамичность демонстраций, реализованных с помощью компьютерной графики для раскрытия наиболее сложных явлений и процессов, значительно расширяют возможности изобразительной наглядности в учебно-воспитательном процессе. Однако объем материала, включаемого в ЭУП, должен быть оптимальным. В него нужно вводить лишь то, что необходимо для достижения намеченных целей обучения. Принцип доступности обучения. ЭУП должно быть доступным и посильным возрасту, способностям и уровню развития обучаемых. На основе этого принципа определяется степень теоретической сложности учебного материала, его объем, формы и методы подачи. Поэтому при отборе материала необходимо знать особенности студентов, для которых предназначено создаваемое ЭУП. В то же время следует учитывать, что оно не может быть оптимальным для всех людей одновременно. В последнее время особенно актуальным становится развитие системы безотрывного обучения, позволяющей совместить работу с учебой в вузе. Одной из основных задач, решаемых при заочно-дистанционной форме обучения, является организация самостоятельной работы студента. Задача ЭУП в этом случае заключается в том, чтобы, используя специфику компьютерных технологий, реализовать основные методические принципы и усилить личностно-ориентированный аспект познавательного процесса [3]. С учетом выше сказанного разработано электронное учебное пособие «Теория линейных электрических цепей», предназначенное для студентов

263

Секция 4 электротехнических специальностей заочной и дистанционной форм обучения. При создании ЭУП были реализованы следующие известные принципы: модульность ЭУП – пособие состоит из отдельных модулей, соответствующих различным разделам: «Линейные электрические цепи постоянного тока», «Линейные электрические цепи синусоидального тока», «Линейные электрические цепи несинусоидального тока», «Линейные электрические цепи трехфазного тока» (рис.1); шаблонность ЭУП – каждый из модулей разбит на три части: теоретическая, практическая и самостоятельная. возможность самоконтроля - самоконтроль усвоения учебного материала реализован в виде вопросов для самопроверки, оформленных в виде гиперссылок на ответы. возможность модернизации ЭУП - дальнейшее развитее учебного пособия может осуществляться как расширением теоретической и практической частей уже имеющихся модулей, так и добавлением новых модулей по другим разделам курса. В настоящее время планируется добавить в ЭУП два новых модуля: «Переходные процессы» и «Длинные линии».

Рис. 1. Модули электронного учебного пособия

264

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Для работы с пособием необходим браузер Internet Explorer (не ниже версии 6.0), поставляемый вместе с ОС Windows, и не требуется установка дополнительного программного обеспечения, что облегчает использование пособия и делает его максимально доступным для пользователей. Навигация между разделами и темами осуществляется с помощью кнопок «ВПЕРЕД», «МЕНЮ» и «НАЗАД», гиперссылок в тексте, а также стандартной панели управления Internet Explorer. Методически электронное пособие построено так, что бы сообщить студенту ту часть материала, которую необходимо знать при осознанном самостоятельном выполнении контрольной работы. В теоретической части приводятся основополагающие понятия и определения, используемые при рассмотрении данного раздела, обосновываются основные законы и теоремы. В практической части разбираются задачи и примеры, предлагается алгоритм их решения. Важные гиперссылки отмечены анимированными объектами (рис.2).

Рис.2. Фрагмент модуля «Линейные электрические цепи постоянного тока»

Поскольку главной целью учебного пособия является оказание помощи студентам в их самостоятельной работе, в конце практической части каждого модуля приведены примеры типовых контрольных задач по соответствующей теме с подробным решением в численных значениях, построением диаграмм и других необходимых характеристик. Решение сопровождается необходимыми пояснениями и гиперссылками, призванными лучше увязать в сознании студента изучаемый теоретический материал с его практическим применением при расчетах электрических цепей. Таким образом, применение современных информационных образовательных технологий в форме электронных обучающих средств, включая электронные учебные пособия, призвано лучше организовать самостоятельную работу студента, усилить его мотивацию к обучению и способствовать личностно-ориентированному обучению, что должно положительно сказаться на качестве подготовки будущего специалиста.

265

Секция 4 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Киреев К.В. Традиционные и компьютеризированные образовательные технологии в электротехнике // Сборник научных трудов II Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы модернизации российского образования»: - Таганрог, 2009. С. 39-42. 2. Киреев К.В., Мякишев В.М. Средства компьютерной поддержки как основа инвариантной технологии обучения специалистов электротехнического профиля // Труды VII Международной научно-методической конференции НИТЭ-2006: - Астрахань, 2006. С.262-269. 3. Киреев К.В. Пути совершенствования процесса подготовки инженеровэлектриков на базе современных информационных технологий // Материалы I Международной заочной научно-практической конференции «Инновационная деятельность в сфере образования и науки – приоритетное направление политики государства»: - Астрахань, 2009. С.83-88 Кисельников И. В. Kisselnikov I.V. СТРУКТУРИРОВАНИЕ УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ В УСЛОВИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ STRUCTURING OF EDUCATIONAL OCCUPATION IN CONDITIONS OF USAGE OF INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [email protected] ГОУ ВПО Алтайская государственная педагогическая академия г. Барнаул В статье рассматривается специфика деятельности по структурированию учебного занятия в условиях использования информационных и коммуникационных технологий в обучении The article considers the specifity of activity on structuring educational occupation in conditions of usage of information and communication technologies in training Структурирование учебного занятия подразумевает включение исходного учебного материала в дидактическую структуру, являющуюся составной частью системы организации познавательной деятельности. Дидактическая структура занятия объединяет передаваемое содержание, все используемые средства обучения, деятельность преподавателя и деятельность обучаемых в определенной их последовательности и взаимосвязи. Структура учебного занятия относится к числу элементов, существенно влияющих на организацию познавательной деятельности. Изменение структурного построения занятия обязательно влечет за собой и новое построение познавательного процесса. В современном учебном процессе ИКТ воздействуют на структуру любой организационной формы обучения. Это воздействие, как правило, связано со спецификой применяемого средства. Дидактическая структура занятия, 266

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 образованная с помощью ИКТ, определяет логическую последовательность передаваемой учебной информации, порядок и виды деятельности преподавателя и учащихся, а это значит, что она тесно взаимосвязана с сочетанием и чередованием управления и самоуправления познавательной деятельностью. Информационные и коммуникационные технологии позволяют создать вариативность изложения учебного материала для различных групп, помогают решить многочисленные задачи организации индивидуализированного учебно-познавательного процесса в условиях коллективного обучения. При подготовке преподавателя к занятиям с использованием ИКТ ему необходимо проделать большую работу и учесть целый ряд разных моментов. Педагогическая деятельность включает познавательный, конструктивный, организаторский и коммуникативный компоненты, проявляющиеся и при использовании ИКТ. Познавательная деятельность, направленная на изучение возможностей, форм и методов включения ИКТ в учебновоспитательный процесс, определяет все последующие компоненты деятельности преподавателя при применении ИКТ в этом процессе. Конструктивная деятельность связана с отбором, композицией, проектированием учебно-воспитательного материала. Опираясь на учебные планы, программы, учебники, методические пособия и руководства, определяющие общие рамки процесса обучения, преподаватель в то же время преобразует, творчески строит, конструирует его программу с учетом стоящих перед ним задач и конкретных условий, возможностей и интересов обучающихся, своих личных возможностей. Использование ИКТ требует более тщательного подхода к проектированию системы собственных действий и действий учащихся. Такая система имеет две стороны: организационно-педагогическую и методическую. Методическая сторона заключается в разработке и создании определенной методической системы применения ИКТ, которая может быть индивидуальной для каждого преподавателя, но должна базироваться на общих принципах использования мультимедиа на уроке. Организаторская деятельность преподавателя, осуществляемая в ходе обучения, предполагает организацию преподавательской деятельности и деятельности обучаемых. Применение ИКТ позволяет творчески подойти к решению организационных вопросов. Здесь могут быть применены как информационные, так и контролирующие и информационно-контролирующие средства ИКТ. Они существенно влияют на организацию деятельности преподавателя в очень широком диапазоне: от простого, элементарного включения их в объяснение (при ведущей роли преподавателя) до передачи всей организационной функции обучающему комплексу, работающему на базе ЭВМ. Коммуникативная деятельность, охватывающая область взаимоотношений преподавателя и обучающихся, при использовании ИКТ также претерпевает определенные изменения. Вместо диалога преподаватель – учащийся, чаще всего словесного характера, появляется возможность организовать рациональную коммуникацию педагога с учащимся посредством технических средств. 267

Секция 4 При подготовке к занятию с использованием ИКТ преподаватель, прежде всего, осуществляет изучение учебной программы, учебников и дополнительных пособий, выясняет наличие техническое аппаратуры, степень ее исправности и проверяет имеющиеся к ней необходимые дидактические материалы. При просмотре информационных материалов следует провести хронометраж, чтобы определить время, необходимое для демонстрации этих средств обучения. Затем определяют главное – с какой целью, для решения каких задач будет использовано выбранное экранное, звуковое или экраннозвуковое средство; в какой части урока наиболее целесообразно показать этот материал: для постановки проблемы в начале занятия, в качестве иллюстративного материала при изложении новой темы, при закреплении нового материала, в целях активизации познавательной деятельности учащихся и организации их самостоятельной работы. Далее полезно выяснить, на какие сведения, факты, известные обучающимся; нужно будет опереться, что следует восстановить в их памяти перед началом или в ходе просмотра, к чему направить поиск обучающихся после него. Далее надо разбить материал пособия на порции (шаги) в соответствии с характером учебного материала, найти способ реализации каждой порции, форму сочетания кадров со словом, опытом, лабораторной работой; подготовить вопросы и задания по каждой порции и по всему материалу, продумать работу с учебником в сочетании с ИКТ, размножить необходимый раздаточный материал, адаптировать при необходимости имеющиеся пособия к возможностям обучающихся. При подготовке к занятиям продумывается идея информационных материалов; выделяется главное, вокруг чего следует сосредоточить внимание учащихся, чтобы просмотр помог формированию новых понятий. Дидактические материалы ИКТ, должны: иметь конкретное дидактическое назначение, соответствовать определенному этапу процесса обучения; соответствовать научному уровню материала учебно-методического комплекса и его логическому построению; обеспечивать научные и методические связи между структурными элементами; учитывать преемственность знаний, применять и использовать ранее полученные знания; создавать условия для решения комплекса образовательных, воспитательных и развивающих задач; содержать в себе программу управления познавательной деятельностью обучающихся; учитывать уровень подготовленности обучаемых; полнее использовать выразительные средства для передачи информации различного вида.

268

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Машбиц, Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения / Е.И. Машбиц. – М. : Педагогика. – 1988. - 191с. 2. Полат, Е.С. Новые информационные технологии в системе образования: учеб. пособие для студ. пед. вузов и сист. повыш. квалиф. пед. кадров. – М. : Издательский центр «Академия». – 2002. – 272с. 3. Сайков, Б. П. Организация информационного пространства образовательного учреждения : практическое руководство / Б. П. Сайков. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 406с. Климова В.А. Klimova V.A. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ НАСОСА В ПАКЕТЕ ПРОГРАММ COSMOSFLOWORKS THE PUMP FLOW CHANNEL MODELING WITH COSMOSFLOWORKS APPLICATION PACKAGE [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Рассмотрены возможности использования САПР для моделирования течений во вращающейся системе координат. Показан пример постановки задачи и вывода результатов моделирования консольного центробежного насоса. It is considered the possibility to use CAD systems to model the flows in the rotating coordinate system. An example of the problem setting and a centrifugal cradle-mounted pump modeling results output is given. В процессе обучения студенты-теплоэнергетики должны освоить основы теплообмена и гидродинамики, которые нужны им для проектирования и эксплуатации теплообменного оборудования. В настоящее время для проектирования все шире применяются компьютерные средства, а именно различные системы автоматизированного проектирования. Возможности современных САПР довольно широки – они позволяют создавать не только геометрическую модель будущих деталей и сборок, но и рассчитывать теплогидравлические характеристики модели. На кафедре «Прикладная информатика» создается курс лабораторных работ, в ходе которых студенты смогут ознакомиться с основными возможностями и методами компьютерного моделирования теплообменного оборудования на примере задач, часто встречающихся в инженерной практике. Практический курс включает в себя работу в пакетах автоматизированного проектирования SolidWorks и CosmosFloWorks. При планировании лабораторных работ было поставлено две цели: во-первых, рассмотреть основные возможности программы, во-вторых, применить их для решения конкретной задачи. В каждой лабораторной работе учитывается один из физических па269

Секция 4 раметров, предлагаемых для расчета программой CosmosFloWorks: теплопроводность в твердых телах, теплообмен излучением, вращение, нестационарность во времени, влияние гравитации. Задачи, предлагаемые для решения в этих работах, по мнению автора, наиболее полно раскрывают влияние указанных физических параметров на теплообмен и гидродинамику. В настоящей работе вашему вниманию предлагается алгоритм моделирования проточной части консольного центробежного насоса (Рис. 1., стрелками показан вход и выход жидкости). Насосы типа К очень компактны, имеют малую массу и широко используются в промышленности, на транспорте, в городском и сельском хозяйстве, в качестве циркуляционных в системе центрального отопления. На электростанциях они применяются для подачи конденсата, химочищенной, циркуляционной и сетевой воды.

Рис. 1. Проточная часть консольного центробежного насоса

Модель центробежного насоса состоит из двух деталей – корпуса и рабочего колеса. Для расчета рабочего колеса задают входной расход (или скорость) рабочей среды, напор и частоту вращения. Также известны теплофизические параметры рабочей среды на входе. Поток подается в насос через стационарный (невращающийся) патрубок в осевом направлении, затем поворачивается в рабочем колесе на 90°С и выходит также через стационарный патрубок. Геометрические размеры проточной части также являются частью исходных данных, поскольку задача данной работы – не проектирование насоса, а анализ гидравлических характеристик проточной части готового проекта. Модель насоса создается в программе SolidWorks. В ходе работы студенты ознакомятся с такими инструментами программы как Повернутая бобышка, Повернутый вырез, Круговой массив, Справочная геометрия, а также

270

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 объектами и инструментами эскиза Дуга с указанием центра, Скругление и Отсечь. Расчет течения во вращающемся теле можно провести путем задания вращающейся системы координат, такой, что тело будет неподвижно относительно нее. По умолчанию предполагается, что все стенки модели вращаются со скоростью вращения этой системы координат. В проекте задается угловая скорость вращения и ось вращения – это может быть ось, заданная в справочной геометрии, или одна из осей системы координат модели (ОХ, ОY, OZ). Неподвижные стенки модели нужно задать как соответствующее граничное условие (Boundary condition) – выбрать в диалоговом окне тип условия Wall – стенка – и на вкладке Moving wall указать Stator (неподвижная). В таком расчете будут учитываться соответствующие кориолисовы и центробежные силы [1]. В качестве результатов расчета предлагается вывести несколько эскизов в сечении – поля давлений и скоростей (в виде векторов) в центральном сечении проточной части и получить траектории потока в насосе. Пример таких эскизов представлен на Рис. 2.

Рис. 2. Поле давлений в центральном сечении проточной части насоса

Также предполагается получить коэффициент полезного действия насоса, определяемый по формуле: pвых pвх Q , М

где pвх и pвых – давление на входе и выходе из рабочего колеса, соответственно, Па; Q – объемный расход жидкости на входе в насос, м3/с; Ω – угловая скорость вращения, рад/с; М – момент рабочего колеса, Н·м. Все эти величины рассчитываются в программе CosmosFloWorks, однако чтобы получить давление на выходе из рабочего колеса, воспользовав-

271

Секция 4 шись инструментом Surface parameters (параметры на поверхности), нужно ввести дополнительную деталь для создания опорной поверхности. В данной работе на выходе из рабочего колеса помещается кольцо, которое в расчете не участвует, а нужно только для измерения давления. Поэтому данную деталь следует предварительно исключить из расчета через окно управления компонентами (Component control). Чтобы величина кпд автоматически вычислялась в ходе расчета проекта, формула задается в целях проекта как Equation goal. Величины, входящие в нее, также задаются как цели проекта. В ходе выполнения работы студенты знакомятся не только с методами компьютерного моделирования течения во вращающейся системе координат, но также изучают возможности применения этих методов к конкретной задаче. Визуализация течения в проточной части насоса помогает будущим специалистам-теплоэнергетикам лучше понять цели и задачи проектирования подобного оборудования и принципы его работы. Алямовский А.А., Собачкин А.А., Одинцов Е.В., Харитонович А.И., Пономарев Н.Б. SolidWorks 2007/2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике. – СПб.: БВХ-Петербург, 2008. – 1028 с. Климова В.А. Klimova V.A. АНАЛИЗ ТЕПЛОГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА В ПАКЕТЕ COSMOSFLOWORKS THE RECUPERATIVE HEAT EXCHANGER THERMOHYDRAULIC FEATURE ANALYSIS WITH COSMOSFLOWORKS APPLICATION PACKAGE [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Указаны цели и задачи постановки лабораторных работ с использованием САПР для студентов-теплоэнергетиков. Рассмотрены возможности использования САПР для анализа эффективности кожухотрубного теплообменника. Приведен пример постановки задачи. The aims and goals of the CAD-using laboratory works for heat engineering students are indicated. The regarded are possibilities of the shell-and-tube heat exchanger efficiency analysis using CAD systems. The problem definition example is given. В современной инженерной практике для проектирования теплообменного оборудования широко применяются компьютерные средства, а именно различные системы автоматизированного проектирования. Возможности современных САПР довольно широки – они позволяют создавать не только 272

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 геометрическую модель будущих деталей и сборок, но и рассчитывать теплогидравлические характеристики модели. Существуют различные прикладные пакеты САПР, применяемые для конкретных целей – проектирование трубопроводов, топочных устройств, светотехнических изделий, типовых элементов машин и механизмов. Чтобы ознакомить студентов-теплоэнергетиков с возможностями применения компьютера в их профессиональной деятельности, на кафедре «Прикладная информатика» создается курс лабораторных работ, в ходе которых студенты рассмотрят с основные возможности и методы компьютерного моделирования теплообменного оборудования на примере задач, часто встречающихся в инженерной практике. Практический курс включает в себя работу в пакетах автоматизированного проектирования SolidWorks и CosmosFloWorks. Эти пакеты выбраны потому, что они имеют стандартный интерфейс, процесс создания модели и задания расчетных характеристик нагляден, а возможности расчета довольно широки и охватывают многие области теплоэнергетики. При планировании лабораторных работ было поставлено две цели: вопервых, рассмотреть основные возможности программы, во-вторых, применить их для решения конкретной задачи. В каждой лабораторной работе учитывается один из физических параметров, предлагаемых для расчета программой CosmosFloWorks: теплопроводность в твердых телах, теплообмен излучением, вращение, нестационарность во времени, влияние гравитации. Задачи, предлагаемые для решения в этих работах, по мнению автора, наиболее полно раскрывают влияние указанных физических параметров на теплообмен и гидродинамику. Одна из работ – анализ процесса передачи тепла через цилиндрическую стенку в рекуперативном теплообменнике. В этой работе рассматриваются следующие аспекты расчета: теплообмен через твердую стенку, задание материала стенки; расчет по двум несмешивающимся жидким средам; работа с инженерной базой данных, добавление жидкости; начальных условий для каждой из двух жидкостей; условия по материалу; уточнение расчетной области для сокращения времени вычислений. В работе анализируется кожухотрубный теплообменник, в котором в качестве теплоносителя выступает жидкий натрий, а рабочее тело – вода под давлением. Основные параметры теплообменника задаются с учетом возможностей пакета CosmosFloWorks и аппаратного обеспечения компьютерного класса. Работа проводится в три этапа: 1. Построение геометрической модели; 2. Создание проекта CosmosFloWorks; 3. Вывод и интерпретация результатов.

273

Секция 4 Первый этап включает в себя построение деталей модели и создание сборки. Исходные данные – геометрические размеры. На рис. 1 представлен результат выполнения первого этапа – теплообменник в сборке.

Рис. 1. Результат выполнения первого этапа работы

Модель состоит из трех деталей – трубок, трубной доски и корпуса. На корпусе имеются входные и выходные патрубки теплоносителя и рабочего тела, закрытые крышками, на которых можно будет задать граничные условия. В ходе создания деталей используются следующие элементы: вытянутая бобышка, вытянутый вырез, повернутая бобышка, повернутый вырез, массив, управляемый эскизом, зеркало, скругление. Также используется цветовое оформление модели, изучаются основные способы объединения деталей в сборку. Второй этап работы – создание проекта CosmosFloWorks – подразумевает выполнение следующих действий: 1. Задание основных параметров проекта; 2. Задание начальных условий; 3. Задание граничных условий; 4. Задание условий по материалу; 5. Настройка расчетной области; 6. Задание целей проекта. Одной из физических особенностей данного проекта является наличие теплообмена через стенку. Опция Heat conduction in solids выбирается на вкладке Analysis type окна General settings. Теплопередача в жидкости и между жидкостью и стенкой всегда рассчитывается автоматически. Следующее действие – выбор жидкостей для расчета и материалов стенки. Поскольку во встроенной базе данных нет жидкого натрия, нужно предварительно внести его теплофизические характеристики в инженерную базу данных программы (Engineering Database). В данной работе характеристики вносим в виде таблицы зависимости параметра от температуры, используя справочную литературу, например, [1]. Начальные условия используются при расчете в качестве нулевой итерации, а также по умолчанию для граничных условий входа. Чем ближе начальные условия к конечным параметрам расчета, тем меньше итераций нужно для сходимости и тем быстрее будет произведен расчет. Поэтому в

274

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 данном примере задаются начальные условия для каждой жидкости – на вкладке Initial conditions окна General settings для рабочего тела и через вставку начального условия на входном отверстии теплоносителя. Так как в проекте две жидкости, в таблице начальных условий появляется группа Concentrations (концентрация), где нужно указать концентрацию жидкостей. Так как в задаче жидкости не смешиваются, их концентрации равны 1 или 0. Граничные условия задаются в виде входного массового расхода каждой жидкости и статического давления на выходе. Для сокращения времени расчета желательно произвести ручную настройку расчетной области (Computational domain). Теплообменник имеет плоскость симметрии, которой можно ограничить расчетную область. Условие на этой границе – симметрия. Еще один аспект расчета – задание материала твердого тела. В проекте используется материал, заданный по умолчанию, однако если какая-то деталь выполнена из другого материала, то нужно добавить этот материал через опцию Insert -> Solid material. Далее указываем деталь и выбираем материал в инженерной базе данных. В данной задаче для трубок теплообменника задается материал медь, а для всех остальных деталей – нержавеющая сталь (по умолчанию). Целью расчета в данной работе является эффективность передачи тепла от горячей жидкости к более холодной. Ее можно определить как отношение рассчитанной теплопередачи к максимально возможной. Теплопередача будет максимально возможной, если изменение температуры одной из жидкостей будет равно максимальному перепаду температур в задаче, то есть разнице температур входа горячего и холодного потоков. Следовательно, эффективность теплопередачи определяется по формуле Tгвход Tгвыход Tгвход Tхвход

или

Tхвыход Tхвход Tгвход Tхвход

.

В первом случае С=G·cp (G – массовый расход, cp – теплоемкость) для горячей жидкости меньше, чем для холодной. Во втором случае – наоборот. Для вычисления эффективности теплопередачи в проекте задается ряд целей (Project Goals) – цели на поверхности для определения температур и цель-уравнение для вычисления по формуле. Те температуры, которые задавались в качестве граничных условий, вычислять не надо, можно взять их из соответствующих исходных данных. Следующий, и последний, этап работы – вывод и интерпретация результатов. Здесь рекомендуется рассмотреть Cut plots – поля температур, скоростей и давлений, а также построить траектории потока и проанализировать результат расчета целей. _____________________________ П.Л. Кириллов, Ю.С. Юрьев, В.П. Бобков. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1984. – 296 с.

275

Секция 4 Коберниченко В.Г. Kobernitchenko V.G. ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СРЕДСТВА И ТЕХНОЛОГИИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ КАДРОВ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ REALIZATION OF THE INNOVATIONS EDUCATIONALS PROGRAMS , OF PREPARATION OF THE EXPERTS OF INFORMATION SECURITY [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Описывается оборудование учебно-исследовательских лабораторий и анализируются направления применения специальных технических и программно-аппаратных в системе подготовки специалистов в области информационной безопасности в УГТУ-УПИ. Одним из критических факторов развития индустрии информационных технологий и обеспечения защиты информации является кадровое обеспечение. Защита информации, как ни одна другая область деятельности, требует навыков комплексного подхода при отыскании оптимальных решений. Современный специалист по защите информации должен уметь определять состав защищаемой информации, ее ценность, степень уязвимости, рассчитывать ущерб от возможной утраты информации, оценивать качество и эффективность различных методов и средств защиты, проводить специальные исследования и сертификацию различных технических средств обработки и защиты информации, ориентироваться в отечественном и зарубежном рынке средств защиты информации, уметь проектировать и внедрять системы защиты информации, знать и использовать зарубежный опыт. Специалист по защите информации в телекоммуникационных системах должен иметь подготовку в области современных средств связи, компьютерных сетевых технологий и собственно методов и средств обеспечения информационной безопасности. Важнейшим направлением развития инженерного образования в области информационной безопасности образование является специальная организация работы студента на протяжении всей учебы в вузе, сочетающая изучение фундаментальных знаний в области математических моделей и методов обработки информации, принципов построения телекоммуникационных систем, подготовку в области современных методов программирования с практикой работы на новейших образцах радиоизмерительной и компьютерной техники, с практическим освоением технологий создания информационных систем и обеспечения их безопасности. Это, в свою очередь, требует развитие методической и технической базы индивидуализированного обучения студентов, обеспечение их массового участия в исследовательской и инженерной работе.

276

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 На кафедре теоретических основ радиотехники, ведущей подготовку специалистов в области информационной безопасности с 1999 года, реализация такого подхода стала возможна в последние три года благодаря реализации инновационной образовательной программы УГТУ-УПИ. В рамках инновационного проекта по направлению «Информационная безопасность» реализованы следующие мероприятия: 1. Разработаны и модернизированы образовательные программы многоуровневой подготовки по направлению «Информационная безопасность», включая новые учебные планы подготовки специалистов, разработку образовательных программ подготовки бакалавров и магистров с учетом требований новых Федеральных государственных стандартов, а также программы подготовки аспирантов по специальности «Методы и системы защиты информации, информационная безопасность». Разработан проект программы магистерской подготовки «Защита информации в системах управления и связи» по направлению «Информационная безопасность» и рабочие программы по 6 специальным дисциплинам магистерской подготовки. 2. Созданы электронные образовательные ресурсы в виде мультимедийных учебно-методических комплексов (УМК), включающих новые рабочие программы, электронные учебные пособия, методическое, информационное и программное обеспечение циклов дисциплин, формирующих специальные компетенции. 3. Осуществлена глубокая модернизация базовых лабораторий, обеспечивающих общепрофессиональную подготовку. 4. Созданы учебно-исследовательские лаборатории в составе научнообразовательного центра (НОЦ) «Информационнотелекоммуникационные системы и технологии», позволяющих организовать учебный процесс на совершенно новом уровне, обеспечить органическое включение студентов в активную творческую деятельность, их массовое участия в исследовательской и инженерной работе. С целью обеспечения учебного процесса на основе современных технологий и средств обучения, разработаны 8 учебно-методических комплексов по циклам дисциплин: «Проектирование систем в защищенном исполнении», «Программно-аппаратная защита информации», «Моделирование систем: программные и инструментальные средства», «Техническая защита информации», «Измерения и защита информации в телекоммуникационных системах» и «Теоретические основы радиотехники и связи», «Теория информации», «Теория электрических цепей». Каждый учебно-методический комплекс включает рабочие программы дисциплин, конспекты лекций, мультимедийные презентации по лекционным курсам, методические указания к выполнению лабораторных работ, методические указания для выполнения курсовых работ, вопросы для самоконтроля, текущего и итогового контроля. Отличительной особенностью созданных УМК является объединение дисциплин в циклы, формирующие смежные компетенции, модульная структуризация изучаемых дисциплин, использование модернизированной материально277

Секция 4 технической базы учебного процесса и внедрение компетентностного подхода к определению степени достижения целей обучения. Подготовка кадров и научные исследования в области информационной безопасности проводятся в лабораториях метрологии и измерений в телекоммуникационных системах и защищенных информационных систем. Лаборатория метрологии и измерений в телекоммуникационных системах обеспечивает учебный процесс по циклу дисциплин, формирующих компетенции в области защиты информации от утечки по техническим каналам («Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах», «Физические основы защиты информации», «Средства технической разведки», «Технические средства и методы защиты информации», «Защита акустических сигналов»), а также проведение научных исследований по методам измерений сигналов и помех в современных системах стационарной и мобильной аналоговой и цифровой связи. Оснащение лаборатории включает, средства регистрации цифровых потоков, генераторы сигналов в диапазоне от 100 Гц до 2 ГГц, генераторы сигналов специальной формы, индикаторы поля, частотомеры и анализаторы спектра, генераторы шума, высокоточные цифровые вольтметры, комплексы радиомониторинга и обнаружения излучающих средств, системы оценки защищенности технических средств по каналу побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) и защищенности помещений. В состав оборудования входят система оценки защищенности технических средств по каналу ПЭМИН «СИГУРД»; многоканальный комплекс контроля радиообстановки "Спектр-МК"; скоростной поисковый радиоприемник "Скорпион"; профессиональный нелинейный радиолокатор «NR-900EM»; рефлектометр телефонных линий "Отклик-2", анализаторы проводных линий LBD-50 и AnCom TDA-5; оптический обнаружитель скрытых видеокамер «Алмаз»; система оценки защищенности помещений «Шепот-С»; программно-аппаратный комплекс для оценки защищенности Аист». Наличие таких уникальных компьютеризированных измерительных комплексов позволило организовать лабораторный практикум в виде комплексных учений, с большим удельным весом элементов научных исследований. Тематика новых работ включает исследования: канала утечки информации, образованного внешними высокочастотными излучениями; методов обнаружения и борьбы с закладными устройствами, передающими информацию по радиоканалу; каналов утечки информации по проводным коммуникациям; воздушных и вибрационных каналов утечки акустической (речевой) информации; методов защиты от утечки информации в телефонных системах связи; 278

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 методов построения защищенных проводных и радио- каналов передачи информации; методов контроля за утечкой информации в высокочастотных кабельных и оптоволоконных линиях. Лаборатория защищенных информационных систем обеспечивает учебный процесс по дисциплинам «Программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности», «Безопасность операционных систем», «Компьютерные сети», «Защита информации в компьютерных сетях», «Системы и сети передачи информации», «Проектирование защищенных инфотелекоммуникационных систем», «Безопасность автоматизированных информационно-управляющих систем». Учебный комплекс лаборатории включает два компьютерных класса, базирующихся на сетевом оборудовании производства фирмы CISCO Communication. Комплекс ориентирован на изучение современных сетевых устройств и технологий, в том числе технологий обеспечения информационной безопасности. В состав комплекса входит широкий набор оборудования, сгруппированный в так называемые бандлы. Бандл Cisco CCNA содержит набор маршрутизаторов и коммутаторов, объединенных в локальную сеть с возможностью гибкой конфигурации. Бандлы Cisco Security и Cisco Security Monitoring Analysis & Response обеспечивают лабораторные практикумы по курсу «Защита в компьютерных сетях», а также позволяют изучить современные решения в области обеспечения интегрированной сетевой безопасности. Бандл Cisco WiFi обеспечивает возможность изучения беспроводных сетевых технологий. Бандл Cisco IPVoice обеспечивает возможность изучения создания и использования интегрированных сетей, объединяющих передачу голосового трафика и трафика данных. В состав оборудования лаборатории входят также разнообразные программно-аппаратные средства защиты от несанкционированного доступа. Ядро системы, развернутой в лаборатории ЗИС, построенно на высокопроизводительном коммутаторе, что позволяет автоматизировать процесс конфигурации лаборатории. Специальное программное обеспечение для лаборатории включает средства защиты информации для рабочих станций и серверов сети, средства защиты от несанкционированной загрузки операционных систем, средства создания виртуальных сетей, средства анализа защищенности и поддержки принятия решений, системы анализа защищенности на уровнях операционных систем, баз данных, системы обнаружения атак. Запущена в эксплуатацию локальная сеть кафедры, ядро которой построено на основе сетевого оборудования, входящего в состав указанного комплекса. В кафедральную локальную сеть объединены три виртуальные локальные подсети (VPN), что позволяет осуществлять гибкую политику разграничения доступа и контролировать доступ к Интернет – ресурсам, независимо от корпоративной сети факультета. Апробирована концепция гибкой автоматизированной конфигурации сетевого оборудования, позволяющая создавать сетевые топологии через загрузку файла конфигурации ядра системы – коммутатора Cisco Catalyst 6504. 279

Секция 4 Для учебной лаборатории развернут терминальный сервер на 20 пользователей, позволяющий просматривать (но не копировать) нормативные документы с грифом ограниченного распространения. Развернут файловый сервер кафедры. В лаборатории запланировано выполнение исследований аспирантами, учебно-исследовательская работа и дипломное проектирование (в 2008 - 2009 г. выполнено 10 дипломных проектов), выполняют исследования 2 аспиранта. Возможность использовать лабораторию, не только в плановом учебном процессе, связана с образованием Локальной Академии Cisco и проведением дополнительных курсов обучения по программе начальной подготовки (CCNA), а также новым образовательным программам Cisco: Discovery и Exploration. Ресурсы лабораторий позволяют реализовывать следующие услуги по подготовке и повышению квалификации специалистов и проведению научных исследований в области защиты информации: 1. Переподготовка и повышение квалификации кадров в области защиты информации (краткосрочные курсы повышения квалификации с выдачей удостоверения государственного образца, дополнительное профессиональное образование). 2. Предоставление учебно-методического обеспечения для преподавателей вузов, ведущих подготовку по направлению «Информационная безопасность». 3. Разработка методик оценки обеспечения информационной безопасности инфотелекоммуникационных систем 4. Оказание научно-технических консультаций по созданию компьютерных сетей и информационных систем в защищенном исполнении. 5. Выполнение совместных научно-исследовательских работ. Завершение реализации мероприятий инновационного образовательного проекта в 2009 г. позволило поднять общепрофессиональный и специальный уровни подготовки выпускника, обеспечило условия для формирования его профессиональных компетенций, необходимых для успешной профессиональной деятельности в области информационной безопасности, что делает его востребованным на рынке труда в одной из наиболее динамично развивающихся отраслей – информационно-телекоммуникационных систем и технологий.

280

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Коберниченко В.Г., Золотых М.О. Kobernichenko V.G., Zolotyh M.O. ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ НА БАЗЕ СОВРЕМЕННОГО ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ STUDYING OF METHODS OF SAFETY OF COMPUTER NETWORKS ON THE BASIS OF THE MODERN TELECOMMUNICATION EQUIPMENT [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Рассматривается организация лабораторного практикума по изучению компьютерных сетей и методов обеспечения их безопасности с использованием современного телекоммуникационного оборудования. В качестве объектов для изучения выбраны устройства производства Cisco Systems и DLink Corporation. The organisation of laboratory works on studying of computer networks and methods of maintenance of their safety with use of the modern telecommunication equipment is considered. As objects for studying devices of manufacture Cisco Systems and D-Link Corporation are chosen. Современные телекоммуникационные системы строятся на основе широкого использования сетевых компьютерных технологий. В этой связи среди профессиональных компетенций, которые должны быть сформированы в процессе подготовки специалиста, как в области телекоммуникаций, так и в области информационной безопасности важнейшими являются компетенции, связанные со способностью оценивать и обеспечивать уровень защищенности локальных вычислительных сетей и инфотелекоммуникационных систем. В их числе: установка, настройка и обслуживанию технических и программно-аппаратных средств; организация защиты информации техническими и программными средствами; конфигурирование межсетевых экранов, аудит безопасности сети; осуществление безопасной передачи данных через сети общего пользования. Для формирования этих компетенций недостаточно только теоретических знаний об особенностях эталонной модели взаимодействия открытых систем, механизмах реализации атак в сетях; программно-аппаратных средствах обеспечения информационной безопасности в типовых ОС, СУБД, вычислительных сетях; протоколах и интерфейсах, используемые в инфотелекоммуникационных системах. Необходимо уметь формулировать и настраивать политику безопасности распространенных операционных систем, а также локальных вычислительных сетей, построенных на их основе; осуществлять меры противодействия нарушениям сетевой безопасности с использованием различных программных и аппаратных средств защиты. Необходимо овладеть навыками

281

Секция 4 конфигурирования локальных сетей, реализации сетевых протоколов с помощью программных средств; анализа сетевого трафика; анализа результатов работы средств обнаружения вторжений; маршрутизации и управления потоками в сетях передачи информации. Эти навыки можно получить только в ходе практической работы на современном сетевом оборудовании. Лабораторная база для изучения механизмов обеспечения безопасности локальных сетей должна включать наиболее распространѐнное в практическом применении оборудование известных производителей. На рынке управляемых сетевых устройств для обработки больших объѐмов информации лидирующие позиции занимает фирма Cisco Systems (32.6% мирового рынка в 2008 году по данным аналитической компании In-stat). На втором месте по объѐму продаж находится фирма D-Link corporation (17.2% мирового рынка). В сегменте устройств для домашнего использования D-Link занимает первое место (33.6% рынка). В результате реализации инновационной образовательной программы на кафедре теоретических основ радиотехники УГТУ-УПИ, выпускающей специальность «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» была создана лаборатория защищенных информационных систем, включающая в себя два компьютерных класса, укомплектованных современным сетевым оборудованием производства фирм Cisco и D-Link. В состав оборудования классов входят рабочие места студентов, управляемые коммутаторы и маршрутизаторы, межсетевые экраны, точки доступа Wi-Fi и оборудование IP-телефонии. Сетевое оборудование Cisco Systems: 1. Коммутатор уровня ядра Cisco Catalyst 6504 – 1 шт. 2. Коммутатор уровня распределения Cisco Catalyst 2960 – 6 шт. 3. Коммутатор 3-го уровня Cisco Catalyst 3560 – 1 шт. 4. Маршрутизатор Cisco 1841 – 4 шт. 5. Маршрутизатор Cisco 2811 – 2 шт. 6. Межсетевой экран Cisco ASA 5510 – 2 шт. 7. Межсетевой экран Cisco PIX 501 – 1 шт. 8. Система обнаружения и предотвращения атак Cisco MARS – 1 шт. 9. Wi-Fi точка доступа Cisco Aironet 1231 – 2 шт. 10.Wi-Fi точка доступа Cisco Aironet 1310 – 2 шт. 11.IP телефон Cisco 7941 – 3 шт. 12.Маршрутизатор 2811 с функциями VoIP шлюза– 2 шт. 13.Маршрутизатор 2811 с 16 асинхронными интерфейсами (RS-232) – 1 шт. Сетевое оборудование D-Link: 1. Управляемый коммутатор DES-2108 – 6 шт. 2. Точка доступа DWL-2100AP – 4 шт. 3. Маршрутизатор DI-804(HV) – 2 шт. 4. Беспроводной маршрутизатор DI-824(VUP+) – 2шт. 5. Межсетевой экран DFL-210 – 2 шт. 282

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 6. VoIP шлюз DVX-7090 – 2 шт. 7. IP телефон DPH-150S – 2 шт. 8. IP телефон DPH-300S – 2 шт. 9. Направленная Wi-Fi антенна ANT24-0600 – 2 шт. Кроме того имеется также VPN сервер АМИКОН ФПСУ-IP, сертифицированный ФСБ и ФСТЭК, и применяемый в учреждениях Сбербанка РФ. Указанное оборудование объединено в учебную компьютерную сеть, распределенную в двух компьютерных классах. Первоначальный вариант учебной сети был создан в 2007 году, в 2008 году были проведены первые лабораторные работы по дисциплинам «Операционные системы», «Компьютерные сети» и «Защита информации в компьютерных сетях». По результатам проведения работ были сформированы предложения по улучшению функционирования сети, которые были реализованы в 2009 году при создании новой версии учебной сети. В настоящее время сеть включает около 80 узлов различного типа. Оборудование Cisco Systems расположено в 19” телекоммуникационных стойках, а оборудование фирмы D-Link (относящиеся к классу SOHO), на специальных стендах, на стенах аудитории. На каждом стенде находится один маршрутизатор и один управляемый коммутатор. Стенды разработаны и изготовлены сотрудниками кафедры. Всѐ используемое оборудование можно подразделить на несколько больших групп, по функциональному назначению: 1. Рабочие станции. 2. Управляемые коммутаторы. 3. Маршрутизаторы. 4. Межсетевые экраны. 5. Wi-Fi оборудование. 6. Оборудование VoIP. Компьютерная сеть связана с учебной телефонной сетью, так же создаваемой на кафедре – это позволяет изучать технологии VoIP и процессы, происходящие на стыках аналоговых, цифровых и пакетных линий передачи голосовой информации. В ходе лабораторных работ могут быть имитированы самые разнообразные компьютерные сети без физической коммутации оборудования, поскольку в топологию сети внесена избыточность, которая позволяет менять конфигурацию сети на программном уровне, включая и отключая различные связи между узлами. Это позволяет автоматизировать процесс подготовки лабораторных работ (путѐм написания программ, автоматически проверяющих готовность сети и исправляющих ошибки), сокращает время подготовки для каждой конкретной лабораторной работы и повышает срок службы оборудования (не происходит износа разъѐмов). Все устройства находятся в поле зрения студентов, однако физического контакта с оборудованием в ходе учебных работ не предусматривается, все элементы сети надѐжно закреплены на стенах аудиторий и в телекоммуникационных стойках, защищѐнных прозрачными дверцами, позволяющими видеть состояние индикации оборудования. 283

Секция 4 Лабораторное оборудование позволяет изучать: 1. Процессы маршрутизации и коммутации в локальных компьютерных сетях. 2. Методы обнаружения и предотвращения сетевых атак. 3. Методы построения виртуальных частных сетей. 4. Способы межсетевого экранирования. 5. Функционирование беспроводных сетей. 6. Функционирование VoIP и аналоговых телефонных сетей. 7. Функционирование мультисервисные сетей с передачей видео, голосового и трафика данных. 8. Функционирование протоколов предназначненных для работы между автономными системами Интернет: MPLS, BGP. 9. Вопросы безопасности в сетях на основе протокола IPv6. В частности, в настоящее время для студентов специальности «Информационная безопасность телекоммуникационных систем» проводятся лабораторные работы: «Знакомство с ОС IOS». «Изучение работы Ethernet коммутатора». «Настройка статической маршрутизации». «Настройка DHCP сервера». «Настройка IPSec тоннеля». «Настройка ACL». Ресурсы лаборатории защищенных информационных систем могут быть использованы не только при изучении вопросов безопасности, но и при обучении студентов других специальностей и направлений, в перечень компетенций которых попадает перечисленные выше способности, умения и навыки. Коноваленко О.М. Konovalenko O.M. СОВРЕМЕННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИНЦИПА НАГЛЯДНОСТИ В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ, MODERN TOOLS OF REALIZATION OF THE PRINCIPLE OF PRESENTATION IN CONDITIONS OF INFORMATION COMMUNICATION TECHNOLOGIES IN EDUCATION [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Каменск-Уральский Показано развитие принципа наглядности при использовании современных технологий представления информационно-методических материалов в виде мультимедиаданных. Рассматриваются такие средства реализации данного принципа в новых условиях применения информационно284

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 коммуникационных технологий как Macromedia Flash, инструменты для работы с виртуальными мирами, инструменты автоматизированного проектирования. Development of a principle of presentation is shown at use of modern technologies of representation of информационно-methodical materials as multimedia of the data. Such means of realization of the given principle in new conditions of application of информационно-communication technologies as Macromedia Flash, tools for work with the virtual worlds, tools of the automated designing are considered. Повсеместное внедрение информационно-телекоммуникационных технологий в учебный процесс, является наиболее значимым изменением, произошедшим за последние десять лет в образовательной индустрии. Во многих образовательных учреждениях разработка и внедрение электронных технологий является одной из наиважнейших задач развития. Сейчас компьютерные технологии предлагают мощные инструменты, позволяющие представить информационно-методические материалы любого курса в виде мультимедиаданных. Но, если разобраться в терминологии данного понятия, выясняется, что фактически, мы имеем дело с давно разработанным принципом наглядности в обучении. Однако, данный принцип, требует дальнейшего развития в новых условиях применения информационно-коммуникационных технологий в образовании. Технология мультимедиа – это переход с помощью компьютера от учебного текста к наглядности, от одного наглядного средства обучения к другому. Обобщенное определение понятия «мультимедиа» сводится к тому, что мультимедиа – комбинированное представление информации в разных формах (текст, звук, видео и т. д.), которое опирается на особые технологии. Сегодня, мультимедиа как средство обучения могут использоваться в различных образовательных контекстах, предоставляя мультимедийные продукты, как для обучения, так и для выработки практических навыков. Мультимедийные продукты предоставляют следующие возможности для повышения эффективности процесса обучения: одновременно использовать несколько каналов восприятия в процессе обучения; имитировать эксперименты и сложные реальные ситуации; визуализировать абстрактную информацию и динамические процессы; развивать когнитивные структуры. Лидирующим инструментом для работы с мультимедиа является Macromedia Flash. Flash использует метафору временной шкалы с несколькими каналами - слоями на языке Flash - в которые можно импортировать все виды медиа, включая векторные иллюстрации в форматы Windows Matafile, Adobe Ilustrator или FreeHand, так же, как и аудио и видео. Эти виды медиа можно затем изменять, синхронизировать, добавлять к ним сценарии с по285

Секция 4 мощью встроенного в ActionScript языка и предварительно установленных линий поведения. Наконец, проект может быть опубликован в нескольких форматах - как Shockwave Flash (SWF), фильм QuickTime, анимированный GIF или графическая последовательность. Flash можно использовать не только для анимации, но и для всех нужд, связанных с медиа. Инструменты для работы с мультимедиа могут фиксировать, редактировать или производить множество форм медиаданных: графику, анимацию, видео. Их цель - объединить несколько видов медиа для создания одного творения, которое может быть автономным или интегрироваться в еще более крупные продукты. В дополнение к интегрированию медиа многие из этих инструментов имеют встроенный язык подготовки сценариев, который позволяет добавлять интерактивность и могут использоваться для создания целых курсов. Часто информация в данных мультимедиа-приложениях представляется в нелинейном виде. Структура таких приложений может быть представлена иерархическими деревьями или совокупностями таблиц в реляционных базах данных с отношением «один к многим» или «многие к многим» между ячейками таблицы. Часто такие приложения основываются на технологиях гипертекста или гипермедиа, в которых отдельные элементы информации снабжаются статическими или динамическими связями – ссылками, позволяющими переходить на другие приложения или на другие элементы данного приложения. Мультимедиа-курс, позволяет разбить сложные задачи на части и помогает структурировать последовательность выполнения учебных задач. При работе с медиа-курсом пользователь не только может выйти на интересующий его раздел или применить систему поиска, но также формировать индивидуальную траекторию изучения материала, управляя последовательностью перехода от одного раздела к другому с помощью системы меню или иных средств визуализации. Достоинством медиа-курса является возможность детальной анимации всех схем. Помимо обучающих мультимедиа-приложений, которые предоставляют информацию по изучаемой предметной области и организуют изучение материала, возможно создание контролирующих приложений, которые в процессе выполнения обучаемым заданий проверяют их правильность и позволяют выявлять ошибки. Итак, Flash можно использовать для: Анимации. Flash использует очень компактный векторный файловый формат. Простой графики. Нарисовать графику в Flash и создать однокадровый фильм. Фотографий. Flash имеет свойство трассировки для преобразования растровой графики в векторный формат. Звука. Flash может сжимать голос, музыку и звуковые эффекты в компактный формат МРЗ.

286

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Помимо основных функций Flash может быть усилен с помощью установки разнообразных бесплатных дополнений. Интересны для разработки курсов электронного обучения прежде всего дополнения Learning, которые включают несколько упаковщиков SCORM, взаимодействия Questionmark Perception, а также Learning Extension для распространенных видов взаимодействий. Еще одним средством развития реализации принципа наглядности в современных условиях являются инструменты для работы с виртуальными мирами. Они создают трехмерные сцены, которые учащиеся могут просматривать, по которым они могут перемещаться и которыми они могут манипулировать с помощью специальной программы просмотра 3-D. Эти инструменты обычно используют язык моделирования виртуальной реальности Virtual Reality Modeling Language (VRML) для представления трехмерных объектов и их связей. Инструменты для работы с виртуальными мирами представляют трехмерные среды в виде графов, древообразных структур, описывающих среду в терминах вложенных групп объектов. Такие группы называются узлами, они могут перемещаться как единое целое и имеют другие общие характеристики, такие как цвет и текстура. Популярными инструментами для работы с виртуальными мирами являются редакторы: 3D Canvas Pro, AC3D, Art of Illusion, Cosmo Worlds, Dune, Internet Space Builder, mjbWorld, SiteSculptor, Spazz4D, trueSpace, VrmlPad. Виды использования виртуальных миров в обучении: Изучение трехмерных объектов, таких как кристаллы, машины и продукты промышленного производства. Исследуемые объекты могут быть слишком малы, сложны или опасны для исследования напрямую. Исследование сред, которые невозможно посетить в реальной жизни. Исследование физических сред путем восстановления мест археологических раскопок, демонстрации правил эвакуации зданий, вождения больших грузовых машин по улицам города или просмотра архитектурных планов. Участие в сложных и опасных видах деятельности, таких как, подготовка рабочих к использованию очень дорогих производственных систем. Показ сложных физических и логических взаимосвязей, таких как множественные данные в виде заштрихованных трехмерных фигур или статистических отношений в виде облаков результатов обработки данных. Инструменты для работы с виртуальными мирами необходимы только в том случае, если вы хотите позволить студентам выбирать путь и темп перемещения по трехмерной сцене или манипулировать объектами более чем в двух направлениях.

287

Секция 4 Если необходимо лишь показать трехмерную сцену, не позволяя перемещаться по ней, можно использовать инструменты трехмерной анимации вместо инструмента для работы с виртуальными мирами. При создании виртуального мира, также возможно использование традиционных инструментов автоматизированного проектирования (CAD). Такие инструменты, как AutoCAD и Strata 3Dpro могут быть использованы для создания VRML-моделей, а также других трехмерных представлений объектов и сцен. В любом случае, инструменты для работы с медиаданными, виртуальными мирами предоставляют лишь различные возможности. Даже определение того, из чего состоит виртуальный мир, у каждого из них свое. При выборе инструмента необходимо найти тот, что позволит реализовать свое видение использования виртуальных миров для реализации принципа наглядности в новых условиях применения информационно-коммуникационных технологий. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Мультимедиа в образовании: специализированный учебный курс / Бент Б. Андресен, Катя Ван ден Бринк; авторизованный пер. с англ. – М.: Дрофа, 2007. – 224 с. 2. Трайнев В.А., Трайнев И.В. Информационные коммуникационные педагогические технологии (обобщение и рекомендации): Учебное пособие. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2007. – 280 с. 3. Хортон У., Хортон К. Электронное обучение: инструменты и технологии / Пер. с англ. – М.: КУДИЦ – ОБРАЗ, 2005. – 640 с. Корепанов В.Е. ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ САЙТА КАФЕДРЫ КАК ИНФОРМАЦИОННОСПРАВОЧНОГО РЕСУРСА [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург На примере сайта кафедры высшего технического учебного заведения анализируется концепция информационно-справочного интернет-ресурса с дифференцированным доступом к контенту. On an example of a site of chair of the higher technical educational institution the concept of a directory Internet resource with the differentiated access to a content is parsed. Для многих людей, в особенности студентов, Интернет стал основным источником получения информации справочного и учебно-методического характера вместо традиционных библиотек. Определенную и, по нашему мнению, довольно существенную роль в этом может сыграть сайт кафедры высшего учебного заведения, давая воз288

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 можность удаленного доступа с целью получения учебно-методических и справочных материалов по дисциплинам, закрепленным за кафедрой, а также оперативного информирования о текущих изменениях в учебном процессе. Для преподавателей интерес может представлять виртуальная внутрикафедральная доска объявлений и другие материалы нормативной и методической направленности. Поскольку интернет-сайт кафедры доступен любому неавторизованному пользователю, встает вопрос о разграничении доступа к документам, файлам и информации на нем. Безусловно, что информация, носящая пиар-направленность (абитуриентам, история кафедры, кадровый состав и его квалификация, состояние материально-технической базы, инновационная деятельность и т.п.) не должна иметь никаких ограничений для доступа. Без ограничений должны быть доступны также объявления по кафедре, предназначенные для широкого круга лиц, а также документы и файлы, содержащие общедоступные учебнометодические, нормативные и справочные материалы. Другое дело - служебная информация, касающаяся вполне определенного круга лиц. К такого рода материалам на сайте относятся внутрикафедральная доска объявлений, а также учебно-методические и иные материалы, предназначенные для студентов вполне конкретных групп. В этом случае сайт выступает в роли дополнения (надстройки) к локальной вычислительной сети кафедры, делая возможным также и удаленный доступ к ней. Разумеется, что доступ к подобного рода информации должен быть возможен после прохождения процедуры авторизации, причем уровни доступа у студентов и преподавателей должны быть разными. Данная концепция реализована на сайте кафедры Теоретических основ радиотехники (ТОР) Уральского государственного технического университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина – tor.rtf.ust.ru . Сайт является авторским коллектива кафедры; ссылка на него установлена на официальном сайте Радиотехнического института, входящего в состав университета. Вся информация на сайте в соответствии с вышерассмотренной концепцией разделена на две категории. Первая - это общедоступные учебнометодические, нормативные и справочные материалы, объявления, сведения о профессорско-преподавательском составе, расписание занятий, история кафедры и рекламный буклет для абитуриентов. Никаких ограничений по доступу к ним, разумеется, нет. Вторая категория информации - это служебная доска объявлений о внутрикафедральной жизни и другие документы, затрагивающие интересы только преподавателей и сотрудников, а также учебно-методические и иные материалы для студентов ограниченного круга распространения. Доступ к информации на служебной доске объявлений открывается после прохождения процедуры авторизации. Записи на этой доске делают ученый секретарь кафедры, а также администратор сайта по просьбе преподавателей и сотрудников, согласованные с заведующим кафедрой. 289

Секция 4 Учебно-методические материалы ограниченного круга распространения каждый преподаватель размещает на своей персональной странице, доступ к которой открывается после ввода пароля. Пароль назначает сам преподаватель и сообщает его студентам тех учебных групп, документы для которых выложены на его странице. Как правило, каждый семестр происходит обновление информации и, при необходимости, смена пароля. Кроме уже упомянутых общедоступной и служебной досок объявлений общекафедрального назначения, на персональных страницах каждого преподавателя имеется своя личная общедоступная доска объявлений. Предназначена она для оперативного общения преподавателя со своими студентами. Записи на ней делает сам преподаватель, для чего имеется специальный редактор, который доступен после прохождения процедуры авторизации. Учитывая, что на кафедре ТОР постоянно работают около двух десятков преподавателей и почти у каждого есть своя персональная доска объявлений, да еще имеются две общекафедральные доски и приняв во внимание децентрализованность выполнения записей на них, то возможности такого сайта как информационного ресурса весьма велики. Аналогичный вывод можно сделать и об объеме, оперативности и адресности распространения учебно-методических и других подобных материалов, также оперативно размещаемых и редактируемых самими преподавателями на своих персональных страницах. Рассмотренная концепция и созданный на ее основе сайт кафедры ТОР успешно работает с 2001 г. В течение этого периода, разумеется, шла систематическая его отладка и доработка, скрипты с языка Perl были заменены на PHP, но общая концепция сетевого информационно-справочного ресурса с разграничением доступа оставалась неизменной и доказала временем свою правильность и эффективность. Коршунова А.С. Korshunova A.S. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ НА БАЗЕ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СИТУАЦИОННОГО ЦЕНТРА. THE THEORY AND PRACTICE OF FINDING CORRECT MANAGEMENT DECISIONS ON THE BASIS OF RESEARCH SITUATION CENTER [email protected] Российский государственный гуманитарный университет г. Москва Процесс принятия управленческих решений является особым видом деятельности, требующим высокой квалификации, практического опыта и развитой интуиции, все эти качества и навыки работы вполне могут быть сформированы в условиях целенаправленной учебной деятельности в условиях учебных ситуационных центров.

290

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 The process of finding correct management decisions requires very high qualification, practical experience and intuition. All above features could be obtained during studies and training at situation centers. Переход экономики Российской Федерации к рыночным отношениям и интеграция в мировое экономическое и информационное пространство обусловил усиление давления на российских производителей различных рыночных факторов. В настоящее время существует большое количество методов, моделей и инструментов поддержки принятия управленческих решений, позволяющих в той или иной мере учитывать влияние на предприятие различных элементов рыночной среды. Рыночная среда, в которой обычно функционирует производственно-хозяйственная организация, характеризуется сложным характером зависимостей между элементами, динамической изменчивостью ее параметров. Однако, несмотря на многообразие существующих методов, не один из них в полной мере не позволяет учесть ситуационные аспекты изменения внешней среды, оказывающей влияние на предприятие, и, соответственно, построить модель управления, адаптированную к изменяющимся внешним факторам. Комплексный характер проблем современного менеджмента требует комплексного, всестороннего их анализа, т.е. участия группы специалистов, что приводит к расширению коллегиальных форм принятия решений. Принятие решения это не одномоментный акт, а результат процесса, имеющего определенную продолжительность и структуру. Процесс же принятия решений это циклическая последовательность действий субъекта управления, направленных на разрешение проблем организации и заключающихся в анализе ситуации, генерации альтернатив, выборе из них наилучшей и ее реализации. Современная общественно-политическая и социально-экономическая жизнь, которая отличается высокой динамичностью протекающих процессов, большим объемом данных, необходимых для анализа, увеличивают вероятность необоснованности принятия решений во всех сферах управления из-за того, что интеллектуальные способности человека могут войти в противоречие со сложностью переработки значительных объемов информации и стремлением избежать ошибок при принятии ответственных управленческих решений. Преодолевается данное противоречие несколькими путями: расширением коллектива лиц, участвующих в процессе выработки и принятия решений; использованием современных информационно-аналитических технологий поддержки их деятельности на основе методических, программноинструментальных средств; использованием специальных систем визуализации и отображения аналитической информации и самое важное, специализированной подготовкой лиц принимающих управленческие решения. Эффективной формой информационно-аналитических систем, объединяющих эти средства, являются ситуационные центры (СЦ), среди которых все большее место занимают учебно-исследовательские СЦ. Можно выделить ряд признаков "ситуационности" проблемы, указывающих на целесообразность их решения с помощью информационно-аналитических технологий, поддержи291

Секция 4 ваемых СЦ: концептуальность описания проблемы; неформализуемость, неопределенность; взаимовлияние множества факторов; большие объемы неявной информации; хаотичность изменения ситуации. Ситуационные центры, в отличие от традиционных систем автоматизации управления, дают возможность в процессе принятия решений наиболее полно и оперативно представлять на экранах коллективного пользования (видеостенах) информацию о ситуации, а также просчитывать и анализировать в режиме реального времени последствия управленческих решений. Информация, обработанная в едином информационном пространстве, характеризующая динамику ресурсных взаимоотношений субъектов, действующих в условиях обстановки, является основой создания новой по качеству системы управления функциями хозяйствующей системы. Процесс принятия управленческих решений является особым видом деятельности, требующим высокой квалификации, практического опыта и развитой интуиции, все эти качества и навыки работы вполне могут быть сформированы в условиях целенаправленной учебной деятельности в условиях учебных ситуационных центров. Подобные СЦ уже начинают создаваться в вузах, разрабатываются программные комплексы, отрабатывается эргономика учебного СЦ. Под учебно-исследовательским ситуационным центром (УИСЦ) понимается организационно программно-технический комплекс, предназначенный для отработки управленческих навыков: мониторинга, моделирования и прогнозирования ситуации любого типа. Общие задачи учебно-исследовательского ситуационного центра заключаются в следующем: прием и первичная обработка учащимися поступающей информации. Первичный монтаж отобранной информации, группировка по направлениям поиска и оперативное хранение информации. Обработка и анализ поступившей информации на рабочих местах аналитической (экспертной) группы, формируемой из студентов. Передача информации на систему отображения информации коллективного пользования и на рабочие места группы поддержки принятия решений. Передача подготовленной информации УИСЦ в регулярном порядке или по запросу. Долгосрочное хранение информации в видеоархиве для вопроизведения и анализа учебной ситуации. Подготовка картографической информации на рабочие места документирования. Обеспечение ввода/вывода информации на рабочих местах медиапротоколирования. Использование видеоконференцсвязи для повышения оперативности работы УИСЦ. УИСЦ имеет 4 основных уровня: научно-математический, инженерный, программный и технический. Говоря о создании УИСЦ, безусловно возникает необходимость, в первую очередь, специализированной подготовки преподавателей для работы и разработки соответствующих учебно-методических комплексов.

292

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Котюжанский Л.А., Щелкунов М.Л., Коренберг В.М., Матвеева Т.А. Kotjuzhanskij L.M., Shсhelkunov M.L., Korenberg V.M., Matveeva T.A. ФИЗИЧЕСКАЯ СИМУЛЯЦИЯ И ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ ДЛЯ ИНТЕРАКТИВНОЙ ПРОЕКЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ПЛОСКОСТЬ PHYSICAL SIMULATION AND VISUALIZATION OF THE SURFACE OF WATER FOR THE INTERACTIVE PROJECTION OF THE IMAGE TO THE PLANE [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Представлена новая крупная междисциплинарная задача для решения проектным методом в рамках дисциплины «Учебно-исследовательская работа студентов». The new large interdisciplinary task for the decision is submitted by a design method within the framework of discipline «Educational -research work of students». Интерактивная проекция любого изображения на плоскость может представлять собой новый, захватывающий инструмент рекламы для эффектной демонстрации или презентации чего-либо. В этой статье рассматривается построение визуального эффекта динамической водной поверхности для интерактивной проекции изображения. В рабочем виде это выглядит так: на пол или стену проецируется динамическое изображение водной поверхности, в которой может отражаться любая картинка или видео. Пройдя по полу, вы создадите рябь на воде так, как если бы действительно ступали по воде, что будет сопровождаться соответствующим изменением отражения. На вертикальной плоскости эффект интерактивности создается, например, руками оператора. Физическая симуляция эффекта воды Для симуляции водной поверхности использовалась узловая сетка, состоящая из 128 128 элементов. Основной задачей ставилось максимально реалистичное физическое моделирование и визуализация поверхности воды. За основу был взят общеизвестный сеточный метод решения уравнения колебаний однородной мембраны [1]: 2 2 2 u u u . (*) t2 x2 y2 Здесь t – время, x, y – координаты точки плоской мембраны, u u ( x, y, t ) – закон колебаний мембраны. Решая это уравнение, с учетом начальных и граничных условий, мы получим достаточно реалистичную картину поверхности воды в зависимости от времени.

293

Секция 4 Основные характеристики для создания эффекта динамической водной поверхности: вершина (узел координатной сетки) с вектором нормали к поверхности в данном узле в данный момент времени и координатами узла; массив ( n или p ), содержащий высоты водной поверхности в узлах регулярной сетки в определенный момент времени. Основные шаги моделирования водной поверхности 1. Возмущение водной глади – формирование массива n , исходя из начальных условий, с помощью модуля распознавания движения. 2. Обновление информации об u ( x, y , t ) и вычисление нормали для каждой точки поверхности, соответствующей узлу координатной сетки. 3. Вычисление значений правой части уравнения (*). laplas ( p u i 1 j p u i 1 j p u i j 1 p u[i ][ j 1]) 0.25 p u[i ][ j ] . 4. Вычисление новых значений u ( x, y , t ) . Заметим, что в массиве p мы храним высоту воды на прошлом кадре, а в массиве n - текущую высоту воды. Таким образом, мы используем значения с двух 2 2 u u временных слоев, значения на текущем слое и некоторое 2 x y2 число visc . Последнее – вязкость, причина затухания колебаний, без учета которой не добиться реалистичной картины моделируемого явления. n

u[i ][ j ] (( 2.0 visc ) p

0.25

p

u[i ][ j ] n

u[i ][ j ] (1.0 visc ) laplas )

5. «Отрисовка» получившейся поверхности воды. 6. Переключение временных слоев. Только что вычисленные значения становятся «новыми», а предыдущий массив «стареет». 7. Передача данных о нормалях шейдеру, который корректно накладывает текстуру отражения, с учетом нормалей поверхности воды. Так как скорость распространения волны пропорциональна локальной глубине u , была введена функция глубины (дополнения в вычислениях затронули третий шаг симуляции): # define u 0( float )(5 (abs(i j 127 ) abs(i j ))) // функция глубины водоема; # define a 2 5.0 /sqrt(u0 n u[i][j]) // квадрат скорости распространения волн; p u[i ][ j ]) ((( 2.0 visc ) * n u[i ][ j ] p u[i ][ j ] (1.0 visc ) a 2 * laplas )) . Иллюстрации различных фаз симуляции и визуализации динамической поверхности воды с проецируемым изображением приведены на рис.1,2.

294

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 1а. Исходное изображение

Рис. 1б. Работа действующего прототипа интерактивной проекции изображения с эффектом динамической поверхности воды

295

Секция 4

Рис. 2а. Пример исходного изображения

Рис. 2б. Одна из фаз динамической интерактивной проекции изображения

На системе CORE 2 DUO 3.2ггц с видеокартой Geforce 7900 GTX эффект выдает около 250 кадров в секунду при разрешении экрана 1024 768 , что является более чем приемлемым по скорости при использовании этого эффекта в связке с модулем распознавания в интерактивных проекциях. Лаврентьев М. А., Шабат Б. В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. – М.: Наука, 1973. – 416 с.

296

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Кравченко Н.С., Ревинская О.Г. Kravchenko N.S., Revinskaya O.G. МЕТОДИКА ПОДСЧЕТА ПОГРЕШНОСТЕЙ В УЧЕБНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ PROCEDURE OF CALCULATION OF ERRORS IN EDUCATIONAL PHYSICAL LABORATORY WITH USE OF SPREADSHEETS [email protected] Томский политехнический университет г. Томск Обоснована возможность и необходимость использования электронных таблиц для обработки результатов лабораторных измерений в курсе общей физики. Показано, что современный уровень компьютерной грамотности выпускников средних школ позволяет начинать использование электронных таблиц в непрофильных дисциплинах, начиная с первого курса. Possibility and necessity of use of spreadsheets for processing of results of laboratory measurements in a course of the general physics is proved. It is shown that modern level of computer literacy of graduates of high schools allows to begin use of spreadsheets in not profile disciplines, since the first course. Физика как наука всегда использовала самые передовые достижения техники и своими достижениями способствовала ее развитию. Для проведения физических экспериментов создаются высоко технологичные лабораторные комплексы и установки. Это связано с постоянно возрастающей сложностью и точностью физических исследований. Несмотря на это, результаты любых экспериментальных измерений обладают определенной погрешностью. Оценка погрешности экспериментальных данных – один из важных и ответственных этапов в работе экспериментатора, характеризующий достоверность полученных результатов. При многократных равноточных измерениях случайные факторы, влияющие на точность измерений, многочисленны и независимы, поэтому измеряемую физическую величину x можно считать непрерывной случайной величиной, подчиняющейся распределению Гаусса с плотностью вероятно( x x )2 2 2

1 e . Согласно теории вероятностей, распределение Га2 усса характеризуется двумя параметрами: средним значением x и среднеквадратичным отклонением . Среднее значение x для распределения Гаусса является наиболее вероятным значением, и применительно к процессу измерений интерпретируется как истинное значение измеряемой величины x . Среднеквадратичное отклонение характеризует средний разброс измеряемой величины относительно истинного значения x и определяется совокупными условиями проведения эксперимента (точностью используемых приборов, влиянием внешних факторов и т.д.). Среднеквадратичное отклонение пропорционально абсолютной погрешности проводимых измерений.

сти f ( x)

297

Секция 4 Таким образом, чтобы оценить истинное значение измеряемой величины и погрешность измерений, необходимо по имеющимся экспериментальным данным рассчитать параметры распределения Гаусса. При этом следует учитывать, что экспериментатор может оперировать только конечным набором измеренных значений (выборкой), полученной из распределения Гаусса. Чем больше объем выборки, тем достовернее можно получить характеристики распределения Гаусса по дискретному набору экспериментальных данных. Учитывая симметричный характер распределения Гаусса при большом числе измерений среднее значение можно рассчитать как среднее арифметическое 1 n xk x, n nk 1 а среднеквадратичное отклонение как n

(x k 1

xk ) 2

. n n(n 1) Абсолютная погрешность измеряемой величины x пропорциональна среднеквадратичному отклонению и зависит от доверительной вероятности , которая характеризует, с какой вероятностью можно доверять результатам, полученным в эксперименте. Работы в лабораторном практикуме курса общей физики выполняются на заранее проверенных и отрегулированных установках, потому можно считать, что не менее 95% результатов, полученных в таких экспериментах, являются достоверными. То есть эксперименты выполняются с доверительной вероятностью 0,95 . Согласно теории вероятностей для малого числа измерений, характерного для учебного эксперимента, взаимосвязь между среднеквадратичным отклонение и доверительным интервалом x (погрешностью измерений) устанавливается с помощью распределения Стьюдента: x t n , где t n называют коэффициентами Стьюдента. Таким образом, чтобы оценить истинное значение и абсолютную погрешность многократно измеренной в эксперименте величины, необходимо рассчитать среднее (арифметическое) значение x , среднеквадратичное отклонение , определить коэффициент Стьюдента t n и вычислить доверительный интервал x . Несмотря на то, что конечные формулы имеют несложный вид и легко запоминаются, расчеты по этим формулам оказываются тем точнее, чем больше измерений было выполнено. Увеличение количества измерений превращает обработку экспериментальных данных в монотонный процесс, который чреват ошибками, связанными с утомляемостью и потерей внимания. Достоверность обработки результатов можно повысить использованием электронных таблиц, например MS Excel. Учитывая постоянно возрастающую компьютерную грамотность школьников, для применения электронных таблиц при обработке экспериментальных данных в лабораторном 298

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 практикуме достаточно напомнить первокурсникам основные принципы работы в MS Excel и несколько встроенных функций. Наиболее часто здесь могут быть использованы функции СРЗНАЧ, СУММ, КВАДРОТКЛ и КОРЕНЬ. Функции СРЗНАЧ, СУММ, КВАДРОТКЛ позволяют рассчитать среднее арифметическое, сумму и сумму квадратов отклонений от среднего арифметического, соответственно, по данным расположенным в нескольких ячейках таблицы в одной строке или столбце. Поэтому для данных, расположенных например в одном столбце в ячейках B2, B3, … B7, можно в некоторой другой ячейке рассчитать среднее значение, записав =СРЗНАЧ(B2:B7) Расчет с помощью функции КВАДРОТКЛ эквивалентен расчету по формуле

n

(x

xk ) 2 , если n значений xk расположены в одном столбце

k 1

(строке) таблицы. При этом автоматически рассчитывается среднее арифметическое x , а затем сумма квадратов разностей между средним арифметическим x и каждым xk значением в таблице. В расчете погрешности измерений это самый трудоемкий момент, где студенты делают больше всего ошибок на первых порах. Использование встроенной функции позволяет существенно уменьшить влияние случайного человеческого фактора в расчете среднеквадратичного отклонения и доверительного интервала x . Для данных, расположенных в ячейках B2, B3, … B7, использование функции КВАДРОТКЛ аналогичное описанной выше функции: =КВАДРОТКЛ(B2:B7). Электронные таблицы MS Excel имеют большое количество встроенных функций для вычисления характеристик различных статистических распределений. Для обработки экспериментальных результатов наибольший интерес представляет функция СТЬЮДРАСПОБР. Она позволяет рассчитать коэффициент Стьюдента t n . Для этого необходимо указать вероятность p и число степеней свободы N . Применительно к обработке экспериментальных данных вероятность p связана с доверительной вероятностью , а число степеней свободы N – с количеством проведенных измерений: p 1 , N n 1. Пусть, например, эксперименты выполнялись n 5 раз, а оценить результаты необходимо с доверительной вероятностью 0,95 , тогда для получения коэффициента Стьюдента в одной из ячеек таблицы следует написать =СТЬЮДРАСПОБР(1-0,95;5-1). Знакомство с методами расчета погрешностей обычно происходит на первом занятии лабораторного практикума. Дополнив изложение теории погрешностей краткими сведениями по использованию электронных таблиц, можно не только существенно повысить качество обработки экспериментальных данных в учебном физическом эксперименте, но и продемонстрировать студентам возможности применения их школьных знаний, а также показать актуальность применения современных программных приложений в физике. Следует отметить, что процесс оценки погрешностей экспериментальных измерений не ограничивается оценкой доверительного интервала случайных погрешностей при многократных измерениях. Кроме этого в лабора299

Секция 4 торной работе, как правило, необходимо учесть погрешность однократных измерений каждой величины и рассчитать погрешность косвенных измерений для величин, которые непосредственно в эксперименте не измеряются. Для этих расчетов в теории погрешностей обосновывается и приводится ряд формул, которые базируются на оценке погрешности (доверительного интервала) прямых многократных измерений. Поэтому чем достовернее будет оценка случайной погрешности прямых многократных измерений, тем надежнее будут и результаты экспериментальных исследований. Кроме расчетов искомых физических величин и погрешностей измерений в лабораторном практикуме широко распространено графическое представление полученных результатов. Встроенный мастер диаграмм в MS Excel также позволяет повысить качество построения графических зависимостей. Все требования, предъявляемые к построению графиков на бумаге, легко переносятся в электронные таблицы.

Рис. 1

Рис. 2

Для стимулирования практического использования электронных таблиц MS Excel при обработке экспериментальных результатов в учебной физической лаборатории достаточно иметь хотя бы один персональный компьютер, на котором установлен MS Excel. Это позволит преподавателю оперативно продемонстрировать изложенные методы, а студентам – сразу же их опробовать. В дальнейшем студенты могут выполнять аналогичные расчеты на своих домашних компьютерах, а аудиторный компьютер использовать для консультации с преподавателем в проблемных ситуациях. Таким образом, для повышения качества обработки экспериментальных данных в лабораторном практикуме курса общей физики, в настоящее время необходимо и доступно стимулирование студентов в использовании электронных таблиц, таких как MS Excel. Для этого достаточно в учебное пособие, посвященное изложению теории погрешностей и методов обработки экспериментальных данных, включить материал, описывающий использование для этих целей MS Excel. В Томском политехническом университете такое пособие подготовлено на кафедре теоретической и экспериментальной физики. Оно предназначено для студентов 1-2 курсов и содержит начальную информацию по классификации лабораторных измерений и погрешностей, о методах оценки погрешностей различного рода, а также по использованию 300

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 MS Excel для обработки результатов лабораторных работ с подробными примерами расчетов и построения графиков. На рис. 1 представлена иллюстрация из пособия, поясняющая расчет среднеквадратичного отклонения для трех измеренных в эксперименте величин. На рис. 2 приведен пример построения сглаживающей прямой по экспериментальным данным с использование MS Excel. Крохин А.Л. КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОПЫТА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ СРЕДСТВ ПРИ ЧТЕНИИ ЛЕКЦИЙ ПО МАТЕМАТИЧЕСКИМ КУРСАМ [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В докладе представлены некоторые примеры использования мультимедийных средств при преподавания математики. Here is presented some authors examples usage multymedia devices snd support of teaching mathematical curses. Как известно в 2006-2007 годах были проведены конкурсы инновационных программ среди вузов и лучшим из них были выделены государством значительные средства на их реализацию. Среди победителей оказался наш университет. Средства государственной поддержки образовательные учреждения использовали главным образом на закупку лабораторного оборудования, на приобретение лицензионного программного и методического обеспечения, модернизацию материально-технической учебной базы. В распоряжении преподавателей оказались в достаточном количестве компьютеры, были оборудованы мультимедийные аудитории, обустроены локальные сети (проводные и беспроводные) с выходом в Интернет. Инновация это калька с английского термина innovation, введенного в обиход британским экономистом Шумпетером (в нашей стране был очень популярен термин новаторство). Обычно инновацию отличают от invention изобретения. В Википедии [1] есть яркое сравнение Томаса Эдисона и Николя Тесла. Эдисон был инноватором, поскольку его идеи приносили ему доход, а Тесла – изобретатель. Он тратил большие средства на реализацию своих идей, создавал изобретения, но не имел от этого дохода. Таким образом, даже этимологически инновационное действие предполагает не просто новизну, а достижение нового результата, повышение эффективности деятельности или удовлетворение новых потребностей. Многие авторы отмечают также, что инновационность может быть не только технологической природы, но и организационной, управленческой, правовой… Поэтому нновационные образовательные программы предусматривают как применение новых, в т. ч. информационных, образовательных технологий, учебно-методических материалов, так и введение в образовательную практи301

Секция 4 ку новых и качественно усовершенствованных образовательных программ, внедрение прогрессивных форм организации образовательного процесса и активных методов обучения. Автор настоящего доклада уже более десяти лет использует в преподавательской деятельности различные программные продукты (в частности пакеты вычислительной и символьной математики), интернет и интранет технологии [2]. Учебно-методическое обеспечение математических курсов, читаемый на радиотехническом и физико-техническом факультетах в течение ряда лет создается на компьютере и размещается на интернет-сайте yourtutor.narod.ru. Там размещаются программы, темы и варианты индивидуальных внеаудиторных мероприятий (ИДЗ, ТР, РГР); избранные фрагменты лекционного курса с подробным изложением выкладок и доказательств; методические указания к выполнению заданий и требования к оформлению отчетов; примеры решения типовых и нестандартных задач; теоретические вопросы экзаменационных билетов и образцы билетов прошлых лет. Доступность информационной инфраструктуры для современного студента и привычность к ее постоянному использованию делает эту форму предоставления учебных материалов очень востребованной. Об этом можно судить по посещаемости отдельных страниц, а также количеству электронной почты у преподавателя. Три последних учебных года лекционные курсы читаются автором в аудиториях, оборудованных проектором, компьютером, подключенным к сети университета и другими техническими средствами. Используя инструментальные средства свободно распространяемого ПО (LaTeX с многочисленными пакетами) для каждого курса был подготовлен набор слайдов, фрагментов анимационных графических демонстраций. Некоторые учебнометодические материалы представляют собой результат работы специальных программ и в «бумажном» виде в принципе не могут существовать [3]. Опыт первого применения слайд-сопровождения лекции показал необходимость тщательного анализа как содержания демонстрируемых материалов, так и формы, технологии его подачи. Категорически неприемлемо переводить в слайд обычные тексты и выкладки, что довольно часто делают. Студенты не очень охотно занимаются переписыванием с экрана в конспект. Можно сказать, что от лектора требуется составление сценария лекции, учитывающего, в частности, и необходимость управления эмоциональным состоянием слушателей. Особенно важные выкладки и доказательства обязательно проводятся традиционным образом. Только активная, увлеченная работа преподавателя, непосредственно у доски получающего некий результат способна захватить внимание аудитории. А без этого никакого эффективного восприятия материала лекции не может быть. Незаменимым является компьютерная поддержка в тех случаях, когда требуется достаточно быстро, не отвлекая слушателей на технические детали, получить результат расчета или выкладки. Причем особенно ценным является то, что лектор приводит данные не «из головы» или списывает со «шпаргалки». Студенты видят, что результат получен у них на глазах с по302

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 мощью соответствующей программы. Очень удобен MathCad , символьные результаты хорошо получать на Maple или Mathematica (замечу, что в рамках образовательных программ мы получили вполне легальное ПО). Очень полезно бывает продемонстрировать ограниченность компьютера при решении некоторых задач. В качестве примера можно привести криптографию с открытым ключом – возводим длинное число в большую степень «в лоб» с прогнозируемой неудачей. А затем демонстрируем почти мгновенное решение с помощью только что доказанной теоремы. Такая же ситуация и при вычислении некоторых интегралов. В исходном виде ни Mathematica, ни Maple вычислить его не могут. Но стоит только слегка преобразовать исходное выражение, сделать замену переменной и результат может быть легко получен. Подобные примеры надо, конечно, заранее подбирать. Роль преподавателя сводится к словесному комментарию, а внимание аудитории обеспечено. В педагогическом плане такие примеры позволяют развеять имеющийся скептицизм по отношению к классическому математическому образованию и слегка подорвать слепую веру в неограниченные возможности «компьютерной» математики. Мультимедиа, конечно, незаменима при демонстрации анимационных фрагментов. Это могут быть некие видеокадры иллюстрационного характера, что быть может и не так характерно для математики. Однако показать студентам портрет выдающегося ученого, впервые доказавшего только что рассмотренную теорему, было бы очень полезно. В курсе теории дифференциальных уравнений очень удобно использовать компьютер для построения фазовых траекторий, полей направления. Такие демонстрации раскрывают качественное содержание изучаемых объектов, что облегчает студентам усвоение абстрактных понятий. Компьютер и проектор в курсе математики должен занимать хотя и важное, но вспомогательное место как средство визуализации, ускоритель рутинных вычислительных операций, средство формирования пространственных представлений. Разработка же учебно-методических материалов с использованием мультимедийных технологий представляется автору чрезвычайно перспективной. Особенно если такая их организация активизирует самостоятельную работу студентов, приучает их к использованию современных источников информации. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. http://en.wikipedia.org/wiki/Innovation 2. А.Л. Крохин. Использование ИНТЕРНЕТ/ИНТРАНЕТ технологий для методического сопровождения курса высшей математики. Всероссийская научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе», 2-4 октября 2001 г. 3. А.Л. Крохин. Инструментальные средства создания интерактивного сопровождения лекций по математическим курсам. Всероссийская научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе», 2-4 февраля 2009 г. 303

Секция 4 Лазарева А.В. Lazareva A.V. АНИМАЦИЯ АЛГОРИТМОВ И ОБУЧЕНИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКОМУ МЫШЛЕНИЮ ALGORITHM ANIMATION AND TRAINING OF ALGORITHMIC THINKING [email protected] ГОУ ВПО «Уральский Государственный университет им. А.М.Горького» г. Екатеринбург В статье рассматриваются вопросы построения интеллектуальной обучающей системы. Описаны некоторые принципы, применимые к задаче обучения алгоритмическому мышлению с использованием методов анимации алгоритмов. In this paper problems of intellectual training system design are considered. Some principles applicable to a training problem to algorithmic thinking are described. Methods of algorithm animation are used. Введение Компьютерное обучение рассматривается в качестве альтернативы традиционным методам обучения, основанных на лекциях, практических занятиях и лабораторных занятиях и т.п. Имеются многочисленные исследования, подтверждающие факты его эффективности с точки зрения уменьшения сроков обучения и сокращения финансовых затрат как со стороны организаций, так и со стороны обучаемых. Эксперты, анализирующие последствия компьютерного обучения, обращают внимание на причины эффективности такого обучения. Студенты изучают быстрее и сохраняют большее количество информации, потому что они способны непосредственно взаимодействовать с материалом курса. Данное заключение экспертов указывает на необходимость развития концепции компьютерного обучения в направлении создания интерактивных систем обучения, которые повышают его эффективность [1]. Усилия многих исследователей в мире направлены на создание интеллектуальных обучающих систем и интенсивно развивается самостоятельное направление – искусственный интеллект в обучении. Под искусственным интеллектом в обучении понимают новую методологию психологических, дидактических и педагогических исследований по моделированию поведения человека в процессе обучения, опирающуюся на методы инженерии знаний [2]. Сейчас создано огромное количество различных программ учебного назначения по многим учебным предметам, однако существенного влияния на учебный процесс это не оказывает. Компьютер в обучении используется, в основном, как заменитель традиционных дидактических средств. Упор в большинстве применяемых компьютерных программ делается на наглядность, которая с помощью компьютера реализуется, конечно, чрезвычайно 304

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 эффективно. Однако зачастую обучение этим и ограничивается, поскольку программы являются, по сути дела, информационными или демонстрационными. Интеллектуальная обучающая система по построению алгоритмов С позиций современных представлений педагогической психологии и дидактики, конечной целью обучения является не приобретение знаний, а формирование способа действий, реализуемого через умения. Это может быть сделано только в процессе учебной деятельности. В этом смысле процесс обучения представляет собой управление учебной деятельностью. Именно управление, а не передача знаний является механизмом обучения. Учебная же деятельность является его продуктом. Знания необходимы постольку, поскольку способ действий формируется при оперировании со знаниями. С другой стороны, знания усваиваются только в деятельности. Таким образом, содержание обучения включает знания, подлежащие усвоению, и виды деятельности, основанные на этих знаниях [3]. Индивидуализация процесса обучения возможна при наличии знаний об обучаемом, изучаемой области и возможностях управления учебным процессом. Модель обучаемого включает в себя данные о пользователе – его характеристики (индивидуальные особенности) и историю обучения, текущий уровень обученности, информацию о предпочитаемых стратегиях обучения (обучение на примерах, обучение по аналогии и т.п.) и типичных ошибках, что позволяет создавать блоки учебных материалов с индивидуальным подходом к обучаемому. Модель процесса обучения опирается на законы общей теории управления. Структуризация может быть обеспечена процедурами тестирования, являющимися узлами педагогического сценария. Обратная связь выполняет функцию самокоррекции учебной деятельности и автоматизации процесса обучения. Использование современных гипер- и мультисредств подачи информации позволяет студенту увеличить степень свободы выбора самостоятельного управления потоком изучаемого материала. Однако, средства гипермедиа сами по себе не удовлетворяют всем потребностям конкретного студента. Более того, при их использовании ослабевает влияние активности студента. Возникает противоречие: сфера услуг для студента-пользователя усилилась, но его активность, а значит, эффективность компьютерного обучения ослабла. Исключить данное противоречие возможно только усилением активности обучаемого, для чего необходимо разрабатывать модули компьютерного обучения, моделирующие проблемные ситуации. Студент обязан находить их решение при работе в диалоговом режиме с компьютерной системой обучения. Слияние мультимедиа и искусственного интеллекта можно успешно использовать для создания обучающих систем. Мультимедиа позволяет повысить эффективность процесса обучения за счет представления различных средств информации, а использование средств искусственного интеллекта позволяет имитировать действия реального учителя, что так же способствует повышению качества обучения [4],[5],[6]. 305

Секция 4 Рассмотрим как эти принципы можно применить к построению обучающей системы для формирования алгоритмического мышления у студентов, не имеющих опыта программирования. Во-первых, необходимо понимать, что в учебных заведениях, как правило не обучают построениям алгоритмов, отдельно от какого-либо курса по языкам программирования, что может запутать студента. Во-вторых, дидактического материала по этому предмету нет, или состоит в тренировке практических навыков построения алгоритмов. В-третьих, каждый человек с рождения в обыденной жизни представляет все свои действия как определенный набор алгоритмов. Но студенты, которые приходят на занятия по программированию не умеют эти навыки применять в практике. Поэтому, система, которая научит студентов все свои навыки применять в будущем, может занять хорошее положение в обучающих организациях. Алгоритмы на экране компьютера отображаются с помощью визуальных образов. В недавнем прошлом привычным методом представления (как правило, в «бумажном» варианте) служили блок-схемы. Однако сейчас существует целый ряд подходов к представлению программных конструкций и алгоритмических операций. Предпологается, что обучающая система предлагает примеры построения визуальных представлений для определенных задач. Необходимо научить студента понимать цели задачи и результат который должен получаться. (что студенты понимают далеко не всегда). Анимация алгоритмов и мультимедийные ролики должны показывать ход решения задачи и пути достижения цели. Тем самым, на основании визуальной демонстрации у человека формируется схема алгоритма, который он в последующем может реализовать при решении новой задачи. Интеллектуальная система также должна быть способна выявить уровень подготовки студента на текущий момент, чтобы каким-то образом варьировать список задач, подаваемый на решение, а так же способ подачи информации. Заключение В текущей статье рассматривается ряд вопросов, возникающих при построения интеллектуальной обучающей системы. Были описаны некоторые принципы по построению системы, применимой к задаче обучения алгоритмическому мышлению. После реализации прототипа будет проведено исследование на студентах вуза, которые до этого не обучались программированию. Проект поможет обучающим организациям на курсах программирования, независимо от изучаемого языка. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Пименов В.И. «Проектирование и управление содержанием обучающих систем технологической направленности»; 2. Атанов Г.А., Локтюшин В.В. «Фреймовая организация знаний в интеллектуальной обучающей системе»; 3. Атанов Г.А., Локтюшин В.В. «Организация вводно-мотивационного этапа деятельности в компьютерной обучающей системе». 4. Божич В.И., Горбатюк Н.В., Непомнящий А.В. «Компьютерная обучающая система»; 306

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 5. Панкова Л.А., Рыбанов А.А. «Исследование методов адаптации к обучаемому в современных компьютерных обучающих системах»; 6. Лещенко Ю.Ю., Рычка С.А. «К вопросу построения успешной обучающей компьютерной анимации». Лаптева Н.Е., Чернобородова С.В. Lapteva N.E., Chernoborodova S.V. ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ ГИДРАВЛИКИ ДЛЯ СТУДЕНТОВДИСТАНЦИОННИКОВ INTRODUCTION OF INFORMATION – COMMUNICATION TECHNOLOGIES IN TEACHING HYDRAULICS FOR THE APPLICATION IN THE REMOTE FORM OF INSTRUCTION [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Рассмотрены особенности нового методического обеспечения учебной дисциплины (гидравлики) для применения в дистанционной форме обучения. Features of new methodical maintenance of training course (hydraulics) for the application in the remote form of instruction are considered. В юбилейном 90-летнем году деятельности УГТУ – УПИ на одном из новых динамично развивающихся факультетах – факультете дистанционного образования - продолжалась интенсивная работа по внедрению современных информационно-коммуникационных технологий в преподавание учебных дисциплин. В комплекс мероприятий по осуществлению инновационных изменений входила, в частности, задача оказания практической помощи преподавателям, работающим на ФДО, путѐм обучения их по специальной программе на информационно – обучающих курсах повышения квалификации, организованных Институтом образовательных информационных технологий совместно с Факультетом повышения квалификации преподавателей и профессиональной подготовки. Программа предусматривала ознакомление на лекционных занятиях с информационными системами учебного назначения УГТУ – УПИ, с возможностями информационно – образовательной системы «ЭЛИОС», с дидактическими основами организации учебного процесса в условиях дистанционного обучения; а также были запланированы практические занятия по созданию авторских сетевых курсов по читаемым кафедрами дисциплинам. В рамках этой программы под руководством преподавателей курсов Семѐнова Б.В., Третьякова В.С., Вострецовой Е.В., Громова И.В. и других, а также заведующей лабораторией методического обеспечения Коршуновой Е.В. были впервые сформированы материалы для сетевого курса по гидравлике для студентов специальности 270102 - Промышленное и гражданское 307

Секция 4 строительство (ПГС). Специальность ПГС является одной из престижных и весьма востребованных в УГТУ – УПИ. На факультете ФДО по этой специальности обучаются группы студентов – заочников из Екатеринбурга и ряда других городов области, получающих первое высшее образование, и отдельная группа заочников, получающих второе высшее образование. В последней группе учатся студенты с дипломами механиков, химиков, горных инженеров и даже один врач, перешедший в период перестройки работать на стройку. Особенности контингента этой группы ещѐ раз подтверждают популярность специальности ПГС. Обучение этой специальности на факультете ФДО для студентов – заочников является привлекательным благодаря гибкому учебному графику и преимуществам технологий дистанционного образования. Система дистанционного образования ориентирована на привлечение современных компьютерных технологий и сети Интернет, открывающих доступ к электронным учебным ресурсам. В информационно – образовательной системе «ЭЛИОС» учебные ресурсы входят как компоненты в состав сетевых курсов по дисциплине. Структура сетевого курса по гидравлике для специальности ПГС включает необходимые сведения о траектории учебного процесса и материалы для изучения дисциплины. Для доступа к этим материалам студенты получают персональный логин и пароль. После авторизации открывается страница электронного деканата «Администрирование курса», где указывается список студентов группы, допущенных к занятиям, фамилия тьютора от кафедры и составленное деканатом расписание занятий и контрольных мероприятий по дисциплине. На странице «Учѐба» компоненты сетевого курса включают ресурсы типа «модуль»: модули автоматизированного контроля знаний, методические указания к выполнению расчѐтно–графической работы, конспект лекций по гидростатике, рабочей программы дисциплины. Учебный план и рабочая программа составлены в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 270100 – строительство, специальности 270102 - Промышленное и гражданское строительство для студентов всех форм обучения с применением дистанционной технологии обучения и использованием опыта работы кафедры по традиционной форме обучения. При создании ресурса типа «модуль» (например, методические указания к выполнению расчѐтно–графической работы по гидростатике и гидродинамике) в среде «ЭЛИОС» удобной является возможность на первом этапе загружать набор файлов произвольного формата, редактировать его на основе анализа текущей работы со студентами, выявлять на этом этапе недостатки и погрешности, уточнять ответы задач, корректировать условия и таким образом более качественно подготовить соответствующее печатное издание. Этот шаг в процессе учѐбы на ФПК преподавателям разрешалось выполнять самостоятельно. Ресурс типа «тест» (автоматизированный контроль знаний – тесты по гидростатике) был загружен в библиотеку по правилам ЦИТО непосредственно с преподавателем курсов, ведущим занятия по дисциплине «Подготовка интерактивных учебных ресурсов с автоматической проверкой 308

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ответов». Эта работа осуществлялась на очных практических и индивидуальных консультационных занятиях, к которым предварительно во внеаудиторное время был подготовлен блок вопросов в виде файла MS WORD для осуществления конвертации файла в модуль с автоматизированной проверкой ответов. Тестовые технологии сетевого курса позволяют оперативно диагностировать уровень знаний студентов и побуждают их к активной учебной деятельности. В целом использование новых информационно – коммуникационных технологий благоприятно влияет на учебный процесс, повышает качество обучения и активизирует совместную образовательную деятельность преподавателей и студентов, изменяя еѐ традиционную модель. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Новые образовательные технологии в вузе: сборник докладов пятой международной научно – методической конференции, 4 – 6 февраля 2008 года. В 2 – х частях. Часть 1. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ – УПИ», 2008. 516 с. 2. Школа и вуз: достижения и проблемы непрерывного физического образования: сборник тезисов докладов V Российской научно – методической конференции преподавателей вузов и учителей школ /отв. за вып. К.Ю. Шмакова. Екатеринбург: «УГТУ – УПИ», 2008. 252 с. 3. Новые образовательные технологии в вузе: сборник материалов шестой международной научно – методической конференции, 2 – 5 февраля 2009 года. В 2 – х частях. Часть 2. Екатеринбург: ГОУ ВПО «УГТУ – УПИ», 2009. 386 с. Лелевкина Л.Г., Гончарова И.В., Комарцов Н.М. Lelevkina L.G., Goncharova I.V., Komartsov N.M. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В РАМКАХ ИНТЕГРАЦИИ В БОЛОНСКИЙ ПРОЦЕСС MAIN PRINCIPLES OF THE STUDENTS INDEPENDENT WORK ORGANIZATION IN THE FRAMEWORK OF INTEGRATION IN BOLOGNA PROCESS [email protected] ГОУ ВПО Кыргызско-Российский Славянский университет г. Бишкек, Республика Киргизия В рамках интеграции в Болонский процесс перед высшей школой стоит задача развить у будущего специалиста навыки самостоятельного приобретения знаний и применения этих знаний на практике. С этой целью в данной работе авторами предлагается внедрение в учебный процесс компьютерных контрольно-обучающих программ тестирования. Higher school faces the problem to develop skills of independent acquisition of knowledge and how to apply this knowledge in practice in the framework of in-

309

Секция 4 tegration in Bologna process. The authors in the given work suggest introduction of computer control-training programs of testing in educational process. Одной из основных составляющих Болонского процесса является проблема механизмов и инструментов обеспечения качества образования. Участие в Болонском процессе не означает унификации систем высшего образования. Оно обозначает стремление к сопоставимости систем образования, к тому, чтобы сделать его более динамичным и отвечающим потребностям времени. Но мы не должны отказываться от принципа фундаментальности нашего образования, который выгодно отличает нашу систему образования. Поэтому, чтобы дальше сохранить и развивать наше фундаментальное образование, надо рассмотреть возможности оптимизации учебного процесса. Анализ новых учебных планов по кредитной технологии обучения показал, что в них особое внимание уделено планированию самостоятельной работы студентов. Введен обязательный объем самостоятельной работы: на каждый контактный час отводится два часа СРС. Поэтому перед высшей школой стоит задача развить у будущего специалиста навыки самостоятельного приобретения знаний и применения этих знаний на практике. Это означает, что еще с младших курсов студент должен быть ориентирован не на «обучение на всю жизнь», а на «обучение в течение всей жизни». Анализ результатов вступительных экзаменов по математике и опыт преподавания математики в Кыргызско-Российском Славянском университете показывает, что вчерашние школьники, приходя в вуз, испытывают значительные трудности при переходе к новой ступени образования. Эти трудности связаны с более сложной системой знаний и резко возросшей плотностью информации, новой формой занятий, повышенными требованиями к уровню знаний и умений. Общеобразовательная школа слабо формирует навыки самостоятельной работы. Поэтому очень важно, начиная с первого курса включить студента в систему организованной самостоятельной работы по дисциплине. Поэтому на начальном этапе подготовки специалистов в вузе необходимо разумно сочетать традиционное обучение с основными положениями Болонского процесса, одной из тенденций которого, как указано выше, является увеличение СРС в общем бюджете времени, отведенном учебным планом на изучение дисциплины. В нашем вузе она составляет около 40 %, а по положению Болонского процесса должна значительно увеличиться по всем предметам, независимо от сложности дисциплины, уровня трудоемкости и от значимости ее в формировании специалистов. Таким образом, в связи с введением системы кредит-часов необходимо, прежде всего, эффективно и целенаправленно организовать самостоятельную работу студентов по математике[1]. Самостоятельная работа студентов может базироваться на следующих концептуальных педагогических положениях: 310

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 студент должен научиться самостоятельно приобретать знания, пользуясь разнообразными источниками информации; уметь с этой информацией работать; самостоятельное приобретение знаний не должно носить пассивный характер, а наоборот, студент должен быть сам заинтересован в активной познавательной деятельности; необходимо не только овладевать новыми знаниями, но и уметь применять их для решения практических задач; необходимо взаимодействие обучаемого с преподавателем; должна быть достаточно развита система контроля и самоконтроля. Поэтому при разработке учебно-методических комплексов по математике для различных специальностей необходимо учесть вышеназванные аспекты. Задача преподавателя применять и сочетать в учебном процессе разнообразные виды самостоятельной деятельности студентов. При составлении заданий для самостоятельной работы он должен учитывать индивидуальный уровень и способности каждого обучаемого. В Кыргызско-Российском Славянском университете самостоятельная работа студентов с обязательным контролем знаний по курсу высшей математики включает в себя: выполнение типовых расчетов и их защита, подготовка рефератов по темам, учитывающим связь с будущей специальностью; самоконтроль с элементами обучения при помощи контрольнообучающих компьютерных программ тестирования; оценивание уровня знаний путем прохождение on-line тестирования. Целесообразность индивидуальных типовых расчетов установлена нашим многолетним педагогическим опытом. Система типовых расчетов активизирует самостоятельную работу и способствует более глубокому изучению курса высшей математики. Типовые расчеты построены таким образом, что каждый студент выполняет свои индивидуальные задания, которые затем подлежат защите. Во время защиты студент должен уметь правильно отвечать на теоретические вопросы, пояснять решение задач своего варианта, свободно решать задачи аналогичного типа. Для развития самостоятельности и творческих способностей студентам предлагается самостоятельно изучить ряд теоретических вопросов. Для контроля за эффективностью и правильностью изучения теоретического материала студенты должны оформить результаты своей самостоятельной познавательной работы в виде реферата. Содержание реферата должно в достаточной мере раскрывать тему и соответствовать выбранной специальности. Преподаватель во время защиты реферата определяет на сколько полно и правильно студент изучил предложенную тему и применил к решению конкретных практических задач. В системе методической организации самостоятельной работы нужно выделить важный этап овладения знаниями в первом семестре, в котором за-

311

Секция 4 кладываются основные понятия дифференциального и интегрального исчисления [2]. На этом этапе наиболее удачным и эффективным является применение компьютерных тестирующих и обучающих технологий [3]. На кафедре «Высшая математика» КРСУ разработаны и успешно функционируют контрольно-обучающие тестовые компьютерные программы по следующим разделам курса высшей математики: «Неопределенные интегралы», «Пределы», «Дифференцирование функций одной переменной». Цель создания таких программ обоснована необходимостью проведения предварительного компьютерного контроля для выявления тех явных пробелов, которые возникают по данным разделам на первоначальном этапе изучения, и, которые можно самостоятельно ликвидировать путем повторного проведения компьютерного тестирования. Наряду с функцией контроля эти программы также осуществляют свою главную роль – обучающую, т.к. в них заложены по каждой теме обращения к простым компактным методическим указаниям, способствующим ускоренному пониманию и усвоению материала. Успешная реализация контрольнообучающих тестовых компьютерных программ, безусловно, должна опираться на заинтересованность и активную самостоятельную работу самих студентов, которая была отмечена нами в ходе проведения тестирования. После каждого прохождения тестирования студенты видят значительное качественное улучшение уровня своих знаний и начинают верить в возможность достижения положительных результатов в изучении предмета «Высшая математика». Принцип работы контрольно-обучающих компьютерных программ тестирования следующий: каждый вариант теста, наряду с самими примерами содержит 4 формы ответа, одна из которых является правильной, а 3 другие формы учитывают возможные наиболее часто допускаемые студентами ошибки. В каждом примере с помощью кнопки «help» можно обратиться к кратким методическим указаниям, разъясняющим каким образом и на основе использования какой формулы решается данный пример. После решения всех примеров выбранного варианта компьютер выдает каждому студенту, количество верно решенных примеров. Таким образом, целевое назначение компьютерного тестирования – организовать и построить самообучение и самооценку знаний студентов так, чтобы еще до зачѐтно - экзаменационной сессии он мог выявить и самостоятельно устранить те пробелы, которые возникли в процессе изучения дисциплины путем повторного прохождения контрольно-обучающего тестирования. Это объясняется тем, что одним из недостатков самостоятельных занятий по высшей математике является сложность самоконтроля и вероятность многократного повторения одной и той же ошибки. Подготовка вопросов компьютерного тестирования требует от преподавателя необходимости прорешать большое количество примеров с целью указания в компьютерной программе правильных ответов, а также спрогнозировать в трех других формах ответа типичные ошибки допускаемые студентами. Кроме того периодическое обновление заданий, ввод их в память компьютера, подготовка структуризированного содержания компьютерной 312

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 программы – все это требует значительно больших затрат труда и времени, чем по классической методике. Но, несмотря на большой труд преподавателя, считаем целесообразным разработку таких программ и их применение не только по курсу высшей математики, но и по другим дисциплинам. Как показал опыт их применения на кафедре «Высшая математика» КРСУ, эффективность этих программ в контрольно-обучающем процессе совершенно очевидна. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Лелевкина Л.Г., Гончарова И.В., Комарцов Н.М., Чикалев И.Ю. Инновационные принципы организации самостоятельной работы студентов технических специальностей по математике // Материалы Международной научно-методической конференции «Современные проблемы профессионального технического образования». – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2009. - С. 153-156. 2. Лелевкина Л.Г., Комарцов Н.М., Гончарова И.В. Адаптация студентов первого курса с помощью контрольно-обучающих программ тестирования по элементарной математике // Материалы Международной научно-практической конференции «Гибридный интеллект». – Воронеж: Воронежский институт экономики и социального управления, 2009. – С. 114-115. 3. Лелевкина Л.Г., Гончарова И.В. Внедрение контрольно-обучающих компьютерных программ тестирования в учебный процесс // Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании. Вып. 5: Прикладные аспекты информационно-аналитического моделирования и обработки информации: сборник материалов З-й Международной научной конференции. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. – С. 132-136. Мазеин П.Г., Панов С.С., Савельев А.А. Mazein P.G., Panov S.S., Savelyev A.A. ИМИТАТОРЫ-ТРЕНАЖЕРЫ SIMULATORS–TRAININGS [email protected] Южно-Уральский государственный университет г. Челябинск Рассмотрены компьютеризированные имитаторы-тренажеры, применяемые для профессиональной подготовки специалистов в области машиностроения и строительства. Показаны возможности виртуальных и реальных специализированных средств учебного процесса и этапы их использования. Computerised simulators-training apparatus are considered, аpplied to vocational training of experts in the field of mechanical engineering and building. Possibilities of virtual and real specialised means of educational process and stages of their use are shown.

313

Секция 4 Профессиональная подготовка машиностроителя включает дисциплины требующие для их освоения в полном смысле этого слова (представлений, знаний, умений, навыков) использование всех видов образовательных средств, в том числе, информационных технологий в виде 3D моделей технологического и вспомогательного оборудования, компьютерных имитаторов и тренажеров, анимационных и видеороликов, а также специального учебного оборудования с компьютерным управлением. В Южно–Уральском государственном университете (ЮУрГУ) создаются следующие учебные средства: 3D модели оборудования с ЧПУ и их узлов, анимационные ролики по технологическим процессам и станкам с ЧПУ, компьютерные имитаторы станков и устройств с ЧПУ, реальные настольные станки с ЧПУ, роботы, ГПС, ГПМ, автоматизированные сборочные комплексы с транспортной системой и техническим зрением. Компьютерные имитаторы (эмуляторы) устройств ЧПУ, станков с ЧПУ позволяют выполнить программирование и наладку станка, а также обработку виртуальной детали по введенной вручную или выполненной в CAM системе управляющей программе и используются для изучения программирования и наладки станков с ЧПУ, тренажа операторов и наладчиков станков с ЧПУ. Актуальность тренажеров для овладения большинством профессий постоянно растет. Применение их значительно сокращает сроки подготовки качественных кадров крановщиков. Комплекс компьютерного имитатора-тренажера крановщика мостового крана (рис. 1–3) включает программное обеспечение (тренажер крановщика), два джойстика, очки (или шлем) для 3D визуализации рабочей зоны, инструкцию пользователю, сетевую универсальную систему тестирования с экзаменационными тестами по кранам. Программное обеспечение содержит также практические задания для тренажа знаний, умений и навыков крановщика. Поворачивая и перемещая камеру внутри кабины, можно осмотреть кабину крановщика, кнопки, джойстики управления, кресло крановщика, прибор отображения массы груза. Практические задания для тренажа умений и навыков крановщика включают: – зацепление, подъем и обвод грузов различной формы вокруг поставленных на полу стоек, не задевая их (комплекс вариантов грузов, количества и расположения стоек), установку грузов в нарисованные на полу фигуры (грузы разные по весу, по величине и форме грузы, разное расположение фигур), подъем грузов из-под кабины, завод различных грузов в ворота (двери), штабелировка грузов (одноярусно, многоярусно, шахматно и т.д.), установка грузов в специальные формы, зацепление разных грузов оптимальными способами, зацепление, подъем груза и перенос его на время, начиная от зацепления до установки (тренировка на точность установки и преодоление инерции), недопущение раскачивания грузов различного веса и конфигурации. Для контроля знаний и умений крановщика по технике безопасности и общим вопросам работы на мостовых кранах применяется сетевая универсальная система тестирования.

314

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 1. Имитатор мостового крана

Рис. 2. Имитация перемещения груза

Рис. 3. Имитация подъема груза

315

Секция 4 Универсальный комплексный имитатор-тренажер крановщика (рис. 4, 5) реализует обучение аналогично компьютерному имитатору-тренажеру, но на более совершенном уровне и обладает следующими основными свойствами: максимальное приближение условий деятельности оператора (машиниста крана) к условиям реальной деятельности в работе; обеспечение отработки всех задач реальной деятельности крановщика, обеспечение возможности объективного контроля результатов всех отрабатываемых на комплексном имитаторе задач в целом, отражает самый высокий уровень технических средств обучения для подготовки профессиональных кадров и служит эффективным средством поддержания натренированности работников, имеет реальный интерьер кабины и обладает возможностью отработки всех без исключения режимов эксплуатации крана, имеет самый высокий квалификационный уровень, обладает полным набором средств, обеспечивающих адекватное воздействие на все каналы восприятия обучающегося: реалистичное видео (2 больших экрана) встроенных в кабину на место лобовых стекол, трехмерный звук, управление движением и наклоном реальной кабиной во всех плоскостях, имитация перегрузок.

Рис. 4. Имитатор кабины башенного крана

Тренажер оснащен действующим пультом машиниста со всем необходимым оборудованием, включая приборы безопасности и блок радиостанции. Динамическая платформа с креслом позволяют учащемуся физически ощущать процесс управления краном при решении рабочих задач. Кроме того, в «кабине крановщика» установлена видеокамера, которая позволяет не только вести наблюдение за действиями курсанта в кабине в режиме реального времени, но и транслировать их на мультимедийный проектор для демонстрации всей аудитории.

316

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 5. Имитация органов управления башенного крана

По результатам работы компьютерный тренажер оформляет и выводит на печать протокол работы, оценки, ошибки, проводит аттестацию или оценивает результаты обучения персонала. Таким образом, в состав имитатора-тренажера, которым управляет программа входят: кабина с органами управления, динамическая платформа, компьютер, 2 экрана-окна, задания для тренажа, тестирования знаний и умений крановщика, учебное пособие, инструкцию пользователю, сетевую универсальную систему тестирования знаний и умений крановщика с экзаменационными тестами по кранам, персональный компьютер, прикладное и системное программное обеспечение. Программа адаптируется под варианты: башенный кран, козловой кран, мостовой кран, портовый кран, содержит также практические задания для тренажа знаний, умений и навыков крановщика. Для контроля знаний и умений крановщика по технике безопасности и общим вопросам работы на подъемных кранах применяется сетевая универсальная система тестирования. Подробнее о представленных имитаторах можно узнать на сайтах http://canegor.urc.ac.ru/machine/index.html и http://labstend.ru.

317

Секция 4 Майер Р.В. Mayer R.V. КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ МАШИНЫ ТЬЮРИНГА COMPUTER SIMULATION OF TURING MACHINE [email protected] Глазовский государственный педагогический институт г. Глазов В статье предлагается простая программа на языке Borland Pascal 7.0, позволяющая промоделировать работу машины Тьюринга, а также несколько задач с решениями. Применение рассмотренной методики способствует пониманию студентами вопроса об использовании абстрактных машин для описания алгоритма. The paper suggests simple Borland Pascal 7.0 application enabling simulation of Turing machine operation, and a few problems with solutions. The use of the considered technique facilitates students' understanding of the issue of using abstract machines for describing the algorithm. Традиционная методика изучения информатики в вузе предполагает теоретический анализ следующих универсальных описаний алгоритмов: 1) абстрактные машины Поста и Тьюринга; 2) система нормальных подстановок Маркова; 3) рекурсивные функции [1, 2]. Они позволяют обосновать понятие алгоритма, показать, что он разложим на простые операции, доказать алгоритмическую разрешимость той или иной задачи. Эффективность изучения абстрактной машины Тьюринга повысится, если студенты будут использовать компьютерные модели, на которых они смогут апробировать анализируемые программы. Машина Тьюринга (МТ) – гипотетическое устройство, состоящее из бесконечной подвижной ленты, разделенной на ячейки, головки чтения/записи и управляющего устройства. Головка чтения/записи может считывать содержимое обозреваемой ячейки, стирать, либо записывать один символ из алфавита X . Устройство управления находится в одном из множества состояний Q . Программа МТ состоит из команд, имеющих вид: qi a j q'i a' j d k . Это означает следующее: если в обозреваемой ячейке a j , а МТ в состоянии qi , то МТ переходит в состояние q'i , в данную ячейку записывается a' j , головка смещается на d k ячеек (если d k L – на одну влево, если R – на одну вправо). Оказавшись в состоянии q z , МТ останавливается. ПР - 1 Uses crt, graph; {машина Тьюринга – Borland Pascal 7.0} Type c=array[1..15] of string; Const a : c=('_','1','1','1','1','1','1','_','_','_','_','_','_','_','_'); N=50; Var i,k,m,s,flag : integer; x1,x2,x4,x5,x6,q: string; kom : array[1..N] of string; Label m1; { Программа МТ: увеличение числа на 2 } BEGIN clrscr; m:=2; {положение головки} q:='1'; {состояние МТ} 318

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 kom[1]:='11>11R'; kom[2]:='1_>21R'; kom[3]:='2_>21S'; Repeat flag:=0; s:=s+1; For i:=1 to N do begin x1:=copy(kom[i],1,1); x2:=copy(kom[i],2,1); x4:=copy(kom[i],4,1); x5:=copy(kom[i],5,1); x6:=copy(kom[i],6,1); If (flag=0)and(x1=q)and(x2=a[m]) then begin q:=x4; a[m]:=x5; If x6='R' then m:=m+1; if x6='L' then m:=m-1; If x6='S' then goto m1; flag:=1; end; end; m1: k:=k+1; For i:=1 to 20 do write(a[i],' '); writeln(' ',q,' k=',k); delay(5000); sound(1000); Delay(5000); Nosound; For i:=1 to m-1 do write('=='); write('|'); writeln; until x6='S'; Readkey; END. Программа ПР–1 моделирует работу МТ, которая увеличивает целое число, записанное в унарной системе счисления, на 2. Символы на ленте задаются массивом a[i] , состояние МТ – переменной q , положение головки – переменной m . Задача 1. Напишите программу для МТ, складывающую два целых числа, заданных набором единиц. Головка находится напротив левой единицы Решение: Пусть начальное состояние ленты МТ: _11111_1111__ . МТ находится в состоянии 1. Программа МТ представлена в табл. 1. В программу ПР–2 следует вставить код: c=('_', '1', '1', '1', '1','1','_', '1', '1', '1', '1','_','_','_','_'); m:=2; q:='1'; kom[1]:='11>11R'; kom[2]:='1_>21R'; kom[3]:='21>21R'; kom[4]:='2_>3_L'; kom[5]:='31>3_S';. Таблица 1 Таблица 2 Таблица 3 Q “1” “_” Q „_‟ “1” “*” Q “_” “1” “*” 1 11R 21R 1 1_R 21R 1 1_R 3*R 2 21R 3_L 2 2_L 2*R 3*L 2 2_L 2*R 3*L 3 3_S 3 3_S 3*L 3_L 3 3_S 2*R 3*L Задача 2. На ленте МТ – конечный набор единиц: _11111__ , головка – – левее первой единицы. Напишите программу, при выполнении которой головка, двигаясь вправо, заменяла бы единицы звездочками, а, двигаясь влево, стирала бы звездочки кроме первой и последней. Решение: Пусть МТ находится в состоянии 1. Программа для МТ представлена в табл. 2. В компьютерную программу ПР–2 необходимо вставить следующий код: c=('_','1','1','1','1','1','1','1','1','1','1','_','_','_','_'); m:=1; q:='1'; kom[1]:='1_>1_R'; kom[2]:='2_>2_L'; kom[3]:='3_>3_S'; kom[4]:='11>21R'; kom[5]:='21>2*R'; kom[6]:='31>3*L'; kom[7]:='2*>3*L'; kom[8]:='3*>3_L';. Задача 3. На ленте МТ – конечный набор единиц: _111111__. Головка МТ –– левее первой единицы. Напишите программу, которая заменяет единицы звездочками и возвращает головку обратно.

319

Секция 4 Решение: Сначала МТ в состоянии 1. Программа МТ представлена в табл. 3. В компьютерную программу ПР–1 необходимо вставить код: c=('_','_','1','1','1','1','1','1','1','1','1','1','_','_','_'); m:=1; q:='1'; kom[1]:='1_>1_R'; kom[2]:='2_>2_L'; kom[3]:='3_>3_S'; kom[4]:='11>3*R'; kom[5]:='21>2*R'; kom[6]:='31>2*R'; kom[7]:='2*>3*L'; kom[8]:='3*>3*L';. Таблица 4 Q “_” “A” “B” “*” “|” 1 1_R 2*R 1BR 1*R 1|S 2 3|R 2AR 2BR 2*R 3|R 3 4AL 3AR 4 1_R 4AL 4BL 4*L 4|L Задача 4. На ленте МТ – последовательность _ABBAABAB____. Головка МТ находится слева. Напишите программу, чтобы МТ группировала символы "A" в правой части строки, а вместо них ставила звездочки. Решение: Сначала МТ находится в состоянии 1. Программа МТ представлена в табл. 4. В компьютерную программу ПР–2 следует вставить: c=('_','A','B','B','A','A','B','A','B','_','_','_','_','_','_'); m:=1; q:= '1'; kom[1]:='1_>1_R'; kom[2]:='2_>3|R'; kom[3]:='3_>4AL'; kom[4]:= '4_>1_R'; kom[5]:='1A>2*R'; kom[6]:='2A>2AR'; kom[7]:='3A>3AR'; kom[8]:='4A>4AL'; kom[9]:='1B>1BR'; kom[10]:='2B>2BR'; kom[11]:='4B>4BL'; kom[12]:='1*>1*R'; kom[13]:='2*>2*R'; kom[14]:='4*>4*L'; kom[15]:='1|>1|S'; kom[16]:='2|>3|R'; kom[17]:='4|>4|L';. Таблица 5 Q “_” “0” “1” “2” “3” “4” “5” “6” “7” “8” “9” 1 2_L 10R 11R 12R 13R 14R 15R 16R 17R 18R 19R 2 21S 21S 22S 23S 24S 25S 26S 27S 28S 29S 20L Задача 5. На ленте МТ – число в десятичной системе счисления, например, 134999, головка расположена напротив левого символа. Напишите программу, увеличивающую это число на 1. Решение: Вначале МТ – в состоянии 1. Программа МТ представлена в табл. 5. В компьютерную программу ПР–2 необходимо вставить: c=('_','1','3','4','9','9','9','_','_','_','_','_','_','_','_'); m:=2; q:= '1'; kom[1]:='1_>2_L'; kom[2]:='2_>21S'; kom[3]:='11>11R'; kom[4]:='21>22S'; kom[5]:='12>12R'; kom[6]:='22>23S'; kom[7]:='13>13R'; kom[8]:='23>24S'; kom[9]:='14>14R'; kom[10]:='24>25S'; kom[11]:='15>15R'; kom[12]:='25>26S'; kom[13]:='16>16R'; kom[14]:='26>27S'; kom[15]:='17>17R'; kom[16]:='27>28S'; kom[17]:='18>18R'; kom[18]:='28>29S'; kom[19]:='19>19R'; kom[20]:='29>20L'; kom[21]:='10>10R'; kom[22]:='20>21S'; . Задача 6. На ленте МТ – число, заданное набором единиц, заканчивающимся звездочкой: _1111*_ . Головка находится напротив левой единицы. Напишите программу, умножающую это число на 2 и записывающую результат справа от звездочки. Решение: Сначала МТ находится в состоянии 1. В табл. 6 представлена программа МТ. В компьютерную программу ПР–1 необходимо вставить: 320

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 c=('_','1','1','1','1','*','_','_','_','_','_','_','_','_','_'); m:=2; q:= '1'; kom[1]:='1_>1_R'; kom[2]:='1*>2*R'; kom[3]:='11>3_R'; kom[4]:='31>31R'; kom[5]:='3*>2*R'; kom[6]:='21>21R'; kom[7]:='2_>41R'; kom[8]:='4_>51L'; kom[9]:='51>51L'; kom[10]:='5*>6*L'; kom[11]:='61>61L'; kom[12]:='6_>7_R'; kom[13]:='71>3_R'; kom[14]:='7*>7*S'; Таблица 6 Q “_” “1” “*” 1 1_R 3_R 2*R 2 41R 21R 3 31R 2*R 4 51L 5 51L 6*L 6 7_R 61L 7 3_R 7*S Использование компьютерной модели машины Тьюринга в учебном процессе способствует более глубокому пониманию вопросов алгоритмизации и программирования, повышению интереса к информатике, творческому развитию личности. С некоторыми другими компьютерными моделями можно познакомиться на сайте http://maier-rv.glazov.net. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: Учебное пособие для студ. пед. вузов. –– М.: Издательский центр “Академия” , 2003. –– 816 с. Стариченко Б.Е. Теоретические основы информатики: Учебное пособие для вузов. –– М.: Горячая линия – Телеком, 2003. –– 312 с. Макарова С.Ю. Makarova S.U. ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОМ ВУЗЕ INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES IN THE MODERN HIGH SCHOOL [email protected] ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» г. Уфа Информационно-коммуникационные технологии на современном этапе развития цивилизации все больше проникают во все сферы жизни человека и общества, как предоставляя все более широкие возможности для доступа к мировым информационным ресурсам и знаниям, так и предъявляя все более высокие требования к квалификации пользователя. Это особенно актуально для высшего образования. Information and communication technologies at the present stage of civilization is increasingly penetrating all spheres of human life and society, such as providing more opportunities for access to global information resources and know321

Секция 4 ledge, and showing more and more demands on the skills of the user. This is especially true for higher education. Данный этап научно-технического прогресса характеризуется очень быстрыми темпами развития компьютерной техники, высокоскоростных средств передачи данных, самого разнообразного программного обеспечения для реализации все возрастающих технических потенциалов и решения всевозможных задач и, соответственно, существенно увеличивает коммуникационные возможности людей. Но наиболее существенно влияние на интеллектуальные сферы человеческой деятельности, прежде всего на образование как на технологию накопления и распространения знаний. Применение компьютеров в образовании привело к появлению нового поколения информационных образовательных технологий , которые позволили повысить качество обучения, создать новые средства воспитательного воздействия, более эффективно взаимодействовать педагогам и обучаемым с вычислительной техникой. По мнению многих специалистов, инновационные образовательные технологии на основе компьютерных средств позволяют повысить эффективность занятий на 20-30%. Активное и эффективное внедрение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) является важным фактором создания системы образования, отвечающей требованиям информатизации общества и процессу реформирования традиционной системы образования в свете требований современного индустриального общества. ИКТ оказывают активное влияние на процесс обучения и воспитания обучаемого, так как изменяют схему передачи знаний и методы обучения. Внедрение ИКТ в систему образования не только воздействует на образовательные методики, но и вводит в процесс образования новые технологии. Они связаны с применением компьютеров и телекоммуникаций, специального оборудования, программных и аппаратных средств, систем обработки информации, а также с созданием новых средств обучения и хранения знаний, к которым относятся: электронные учебники и мультимедийные проекты; глобальные и локальные образовательные сети и электронные библиотеки и архивы; информационно-поисковые и информационно-справочные системы; сервисные программные средства; практикумы и интерфейсы к удаленным виртуальным лабораториям; средства автоматизации профессиональной деятельности; средства математического и имитационного моделирования; Классический формат образовательного процесса состоит из трех базовых блоков: лекционные занятия, включая консультации. Здесь весьма эффективны для повышения качества преподавания и наилучшего восприятия материала технологии мультимедиа: слайды, презентации с использованием медиа проектора и интерактивной доски (Smart Board). На нашей ка-

322

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 федре информатики и информационных технологий это активно применяется. практики и семинары, лабораторные работы. Здесь весьма уместны как в помощь преподавателю так и учащемуся электронные учебники, средства математического и имитационного моделирования, средства автоматизации профессиональной деятельности. контроль знаний: экзамены и зачеты. В данной области нашли свое применение различные системы тестирования, в том числе и дистанционные, интернет-тестирования, например, ФЭПО (федеральный экзамен профессионального образования), система дистанционного обучения «Прометей», активно используемая в нашем вузе. В настоящее время электронные и бумажные электронные образовательные ресурсы (ЭОР) взаимно дополняют друг друга. Книга предпочтительна для методически выверенного изложения стабильных знаний, а электронное издание – для представления сведений о динамично развивающихся объектах и процессах при высокой степени вариативности требований к полноте и глубине изложения материала. Именно в образовательных ресурсах концентрируется содержание учебного процесса. Значение электронных ресурсов в учебном процессе существенно большее, чем у обычных бумажных пособий, поскольку новые образовательные технологии предполагают сокращение персональных контактов преподавателя и учащегося с увеличением доли самостоятельной подготовки. Но здесь есть один неудобный момент. Чтение с экрана монитора по сравнению с чтением книги – менее приятный процесс. Однако электронный ресурс позволяет реализовать такие дидактические схемы и формы представления материала, которые совершенно недоступны традиционным учебным пособиям. При этом успех электронного учебного ресурса во многом зависит от того, насколько удачно удалось спроецировать методы и приемы обучения на информационные возможности компьютера. Электронные образовательные ресурсы играют ключевую роль в моделировании основных этапов учебного процесса в случае дистанционной, самостоятельной работы учащегося в рамках системы не только открытого, но и традиционного образования. Когда речь идет о дистанционном самостоятельном обучении, в значительной степени ослабляется фактор общения преподавателя с обучаемым. Это означает, что должен быть назначен иной заменитель этого интерактивного процесса. И большая доля ответственности в этом случае ложится на электронные образовательные ресурсы. За счет информационных средств эти ресурсы должны хотя бы частично компенсировать отсутствие контактов преподавателя и студента. Например, электронные учебники призваны во многом заменить лекции, нформационно-справочные системы являются моделью консультаций. Рассмотрим некоторые форматы электронных образовательных ресурсов более подробно.

323

Секция 4 Электронные учебники. Электронные учебники являются основой образовательной информационной среды. В них концентрируется материал, необходимый для обучения. Основными качествами электронного учебника являются: полнота и непрерывность изложения материала, реализация новых дидактических схем работы с использованием современных информационных средств, комплексное применение мультимедийных технологий, навигационные возможности. Системы тестирования. Системы тестирования представляют собой программные средства контроля уровня знаний, умений и навыков автоматизируют процесс оценки качества знаний учащегося. Системы тестирования уже давно используются в практике российского образования. Во многих случаях задача моделирования взаимодействия преподавателя и учащегося в процессе оценивания полученных знаний не может быть качественно реализована без использования самых современных информационных технологий, а иногда и методов искусственного интеллекта. Разработка подобных систем требует значительных трудовых, временных и финансовых затрат. Информационно-поисковые справочные системы. Информационно-поисковые справочные системы предназначены для поддержки самостоятельной работы учащихся. Они дополняют регулярное и последовательное изложение материалов в учебниках возможностями непосредственного доступа к нужным блокам информации через использование поиска по ключевым словам, запросам и т.д. Справочные системы работают с базами знаний, информация в которых, как правило, организована в древовидной форме, гипертекстовом формате, или в виде реляционных баз данных. Развитые информационно-поисковые справочные системы способны предоставлять богатые сервисные возможности пользователю, например, создавать динамические каталоги, профилировать информацию и т.д. Средства математического и имитационного моделирования. Основная цель средств математического и имитационного моделирования заключается в автоматизации процесса практических занятий учащихся. Во многих случаях для создания адекватной модели необходимо использовать сложные математические и информационные методы, а также технологии искусственного интеллекта. Особое место среди средств моделирования занимают электронные тренажеры, которые наиболее эффективно работают в случаях, когда обучение в реальных условиях невозможно, нежелательно либо сопряжено с участием в сложных или чрезвычайных ситуациях. Электронные тренажеры предназначены для отработки практических умений и навыков на различных уровнях самостоятельности, для тренировки на контроль и самоконтроль. Средства автоматизации профессиональной деятельности. Средства автоматизации профессиональной деятельности также могут выступать в качестве обучающих электронных ресурсов. К особенностям данного типа электронных ресурсов следует отнести то, что, разработанные, как правило, вне сферы образования, эти ресурсы уже готовы к использова324

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 нию в процессе обучения, и требуют только методической подготовки. Особенно широкое распространение электронные ресурсы данного типа получили в обучении информатике: студенты работают в тех программных средах, с теми системами управления базами данных и т.д., с которыми им придется столкнуться в своей профессиональной деятельности. Сервисные программные средства К категории сервисных программных средств общего назначения относятся сервисные средства, автоматизирующие рутинные процедуры учебного процесса. Сфера применения этих средств может быть самой разнообразной: автоматизация рутинных вычислений, оформление учебной документации, обработка данных экспериментальных исследований и др. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Ю.И., Усков В.Л. Консультационно-обучающие системы // Вестник МГТУ им. Н.Э.Баумана, сер. Приборостроение, 1993, вып. 3. 2. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.С. Полат. – М.: Издательский центр «Академия»,2008. 3. WWW. teacode.com/concept/eor/pres2.html. Маликова Ж.Г. Malikova Zh.G. ХИМИЯ НА КОМПЬЮТЕРЕ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ COMPUTER CHEMISTRY FOR CHILDREN`S ADDITIONAL EDUCATION [email protected] МОУ ДОД "Центр детского творчества" г. Троицк В МОУ ДОД «Центр детского творчества» на основе учебного компьютерного продукта “Виртуальная лаборатория“ , разработанного в Марийском Государственном техническом университете, составлена образовательная программа дополнительного образования детей «Химия на компьютере для ДОД » , рассчитанная на учащихся 8-11-ых классов , занимающихся в учреждениях дополнительного образования. Целью предложенной образовательной программы является развитие личности подростков, повышение их учебной самостоятельности и творческой активности. This report submits the educational programme “ Computer chemistry for children`s additional education “.The programme is compiled at the children`s Сentre for creative work at Troitsk town of the Moscow Region. The aim of the proposed programme is the development adolescents` individual, the raise of their school independence and creative activity. Введение нетрадиционных методов обучения подрастающего поколения, основанных на использовании информационных и коммуникационных технологий, является инновационным вкладом в развитие образования Российской Федерации. Информационные технологии дают возможность напол325

Секция 4 нить жизнь школьников новым содержанием , позволяют облегчить учѐбу, сделать еѐ интересной, творческой и помогают им в дальнейшем поддерживать высокий профессиональный уровень. Химия как учебная дисциплина вполне подходит для эффективного применения персональных компьютеров в системе обучения подростков. На компьютере, пользуясь учебными компьютерными программами, можно писать химические и структурные формулы веществ, уравнения химических реакций , изображать кристаллические решѐтки химических соединений, моделировать производственные химические процессы и т.д. Немаловажное значение имеет виртуальная возможность выполнения лабораторных работ. В большинстве учебных процессов в средней школе количество часов, отводимых на практические работы, чрезвычайно ограничено. Постоянно растущие цены на химические реактивы и оборудование, отсутствие специализированных помещений для содержания и хранения реактивов делают мало вероятным увеличение лабораторных занятий в ближайшем будущем. Установленные в школьных кабинетах недорогие персональные компьютеры могут повысить эффективность освоения школьниками химии нетрадиционными методами. В г. Троицке Московской области в 1995-1996 учебном году в системе дополнительного образования автором был создан предмет “Химия на компьютере”. Факультативные занятия со школьниками 8-11 классов по неорганической и органической химии осуществлялись по образовательным программам , предложенным на базе учебных компьютерных продуктов фирмы “Бакалавр“ ( Казанский Госуниверситет) и МИЭТ ТУ , г.Зеленоград. В 2007 – 2008 учебном году впервые на занятиях по предмету “Химия на компьютере “ был использован электронный образовательный ресурс нового поколения - электронное издание (ЭИ) “ Виртуальная лаборатория “ , разработанный в Марийском Государственном техническом университете (МарГту) . На основе этого учебного компьютерного продукта в МОУ ДОД «Центр детского творчества» г.Троицка Маликовой Ж.Г. составлена образовательная программа «Химия на компьютере для ДОД» , рассчитанная на учащихся 8-11-ых классов , занимающихся в учреждениях дополнительного образования. Целью образовательной программы «Химия на компьютере для ДОД» является развитие личности подростков, повышение их учебной самостоятельности и творческой активности. Основные задачи – привить школьникам с помощью нетрадиционных методов обучения интерес к предмету «Химия», повысить их успеваемость по этой школьной дисциплине, воспитать в них трудолюбие , усидчивость , наблюдательность и терпение, умение концентрировать внимание на изучаемом объекте, стремление добиваться положительного результата , развить навыки поиска оптимального решения и оформления результатов своего труда. В рамках образовательной программы осуществляется учебновоспитательная работа в МОУ ДОД «Центр детского творчества» на базе 326

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 МОУ «Гимназия им.Н.В.Пушкова» и МОУ «Средняя общеобразовательная школа № 4». Занятия проводятся в кабинетах информатики вышеуказанных образовательных учреждений в группах школьников 15-17 лет численностью 8-11 чел. Количество учебных часов в каждой группе за учебный год составляет 144-216 . Число часов в неделю в одной группе детей – 4- 6. Учебный компьютерный продукт - “Виртуальная лаборатория“ - содержит 5 тем , включающих в себя 34 лабораторные работы , 25 тестов по технике безопасности и 27 итоговых тестов. В лабораторные работы входит более 150 химических опытов, предусмотренных для проведения и демонстрации в программе школьного химического образования. Химические опыты выполняются в виртуальной лаборатории, которая включает необходимое химическое оборудование (пробирки, колбы, штативы и др.) и химические реактивы. Состав химического оборудования и химических реактивов, предоставленных учащимся, определяется в соответствии с проводимым химическим опытом. Результаты лабораторной работы фиксируются в лабораторном журнале. При заполнении лабораторного журнала используется специальная программа «Редактор химических формул». Предложенный МарГту учебный компьютерный продукт позволяет работать в режиме диалога: компьютер - ученик, что в процессе обучения и контроля вызывает интерес у старшеклассников. При проведении эксперимента учащийся получает инструкции по выполнению опыта и рекомендации в виде текста или реплик педагогического агента, персонажа «Химик». Для проверки знаний, полученных учащимися в результате выполнения лабораторных работ, производится тестирование. Для тестирования учащихся предоставляется набор контрольных заданий. По результатам выполнения контрольных заданий осуществляется подсчѐт полученных баллов. Следует отметить, что работа по учебному компьютерному продукту «Виртуальная лаборатория» не вызывает особых затруднений у школьников , и он может быть широко использован учителями–химиками как в учебном процессе по химии, так и на факультативных занятиях и в кружках (объединениях ) средних общеобразовательных школ, лицеев, гимназий и колледжей. При этом разработанный компьютерный продукт может быть взят для функционирования не обязательно в полном объѐме , а сегментарно Любой преподаватель химии имеет возможность скомпоновать отдельные темы в свою конкретную программу для обучения учащихся , что предоставляет дополнительные возможности в работе учителя. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Буйлова Л.Н.Как разработать программу дополнительного образования. - М.:ЦДЮТ «Бибирево», 2000, вып.2 - 32 с. 2. Маликова Ж.Г.,Терентьева Т.А. Химия на компьютере в средней школе. / Журнал “ Педагогическая информатика ” .1997. № 4.С.13-14. 3. Маликова Ж.Г. Методика компьютерной переподготовки учителей химии.Сб.Материалы 9-ой Международной конф. “Применение новых

327

Секция 4 технологий в образовании”.- Тез.докл. , Троицк Московской обл. 1998 г.С.123. 4. Маликова Ж.Г.Факультативный учебный курс “Химия на компьютере”. www.kros.ru , сайт Татарстан, Казанская образовательная сеть, ТОО”Бакалавр“, 1999 г. 5. Маликова Ж.Г. Методика проведения урока химии на компьютере в средней школе. Сб. Материалы 14-ой Международной конф. “Применение новых технологий в образовании”. -Тез. докл.,Троицк Московской обл. 2003 г.С.322 – 324. 6. Маликова Ж.Г. Результаты обучения по химии на компьютере.Сб.Материалы 17-ой Международной конф.”Информационные технологии в образовании – ИТО - 2007 “. - Тез. докл., Москва. 2007 г. С.100-101. 7. Маликова Ж.Г.Методика преподавания химии на компьютере. Сб. докладов V Международной научно-методической конференции “Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ-2008)” в 2-х частях. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Ч. 2. 2008 г. С.265-270. 8. Маликова Ж.Г.Программа “ Виртуальная лаборатория “ на занятиях “ Химия на компьютере“. Сб. Материалы 19 Международной конференции ”Применение новых технологий в образовании“. – Тез. докл., Троицк Московской обл., 2008 г. Т.1.С.166-167. 9. Маликова Ж.Г. Успехи информатизации образования по химии. Сб. докладов VI Международной научно-методической конференции “Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ-2009)” в 2-х частях. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. Ч. 2. 2009 г.С.247- 252. 10.Маликова Ж.Г. Образовательная программа «Химия на компьютере». Сб. Материалы 20 Международной конференции ” Применение новых технологий в образовании “. – Тез. докл. , Троицк Московской обл. 2009 г. С. 235 -236. 11.Электронное издание «Виртуальная лаборатория». / Марийский государственный технический университет (МарГту) , лаборатория систем мультимедиа, республика МариЭл РФ , 2004 г. 12.Морозов М.Н.,Танаков А.И., Герасимов А.В., Быстров Д.А., Цвирко В.Е., Дорофеев М.В. Разработка виртуальной химической лаборатории для школьного образования. Educational Technology & Society . 2004.V.7.N 3. P.155-164.

328

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Мартыновская Л.Н., Юстратов В.П. Martynovskaja L.N., Justratov V. P. ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ХИМИИ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ "ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ НА ПРЕДПРИЯТИИ" ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ (ДИСТАНЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ) THE ORGANIZATION OF EDUCATIONAL PROCESS IN CHEMISTRY OF STUDENTS OF THE SPECIALITY «ECONOMY AND MANAGEMENT AT THE ENTERPRISE» CORRESPONDENCE COURSE (DISTANCE TECHNOLOGY) [email protected] Кемеровский технологический институт пищевой промышленности г. Кемерово Рассматривается учебное электронное издание «Химия» как основа организации учебного процесса студентов заочного обучения (дистанционная технология). The educational electronic edition "Chemistry" as a basis of the organisation of educational process of students of correspondence course (distance technology) is considered. В последние годы в высшее образование России широко внедряется дистанционная технология обучения (дистанционное обучение). Новые образовательные технологии позволяют поднять качество образования, рационально использовать потенциал образовательных учреждений, повысить их конкурентоспособность, обеспечить возможность интеграции российской системы образования в мировую образовательную систему. Согласно действующим нормативным документам России, дистанционная технология обучения может использоваться в рамках существующих форм образования, предусмотренных законодательством (очная, очнозаочная, заочная, экстернат). Хорошо известно, что дистанционное обучение – это обучение на расстоянии, когда преподаватель и студент разделены пространственно и когда все или большая часть учебных процедур осуществляется с использованием современных информационных и телекоммуникационных технологий. Отличительной особенностью дистанционного обучения является предоставление обучаемым возможности самим получать требуемые знания, пользуясь развитыми информационными ресурсами. Поэтому особенно целесообразно применение дистанционной технологии для повышения доступности и качества заочного обучения. В Кемеровском технологическом институте пищевой промышленности с 2001-2002 учебного года реализуется дистанционное обучение на заочном факультете. В соответствии с учебным планом студентами первого курса специальности «Экономика и управление на предприятии» изучается дисциплина «Химия».

329

Секция 4 В основу организации учебного процесса студентов-заочников КемТИПП положена контактная модель дистанционного обучения, сочетающая традиционную форму общения преподавателя и студента в рамках лабораторного практикума с асинхронными контактами через глобальную компьютерную сеть. Работа студентов-заочников дистанционного обучения по химии (специ-альность «Экономика и управление на предприятии») слагается из следующих элементов: самостоятельное изучение теоретического материала; приобретение навыков выполнения заданий и решения задач в объѐме программы; решение контрольной работы; выполнение лабораторного практикума; сдача экзамена (в соответствии с графиком учебного процесса). При этом лишь лабораторный практикум выполняется при непосредственном участии и руководстве преподавателя. Для обеспечения остальных видов работ студентов-заочников нами в соответствии с программой по дисциплине «Химия», утвержденной руководителем Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования, разработано учебное электронное издание (УЭИ) «Химия». Оно представляет собой программно-методический комплекс, позволяющий студентам самостоятельно освоить учебный курс. УЭИ призван не только сохранить все достоинства книги, учебного пособия, справочника и т.д., но и в полной мере использовать современные технологии, предоставляемые компьютером. Учебное электронное издание включает: Введение с краткой характеристикой курса, программой, целями и задачами курса, рекомендуемой литературой и рекомендациями по использованию УЭИ. Теоретический материал в виде модулей, с выделенными ключевыми словами, определениями, выводами по разделам «Основные понятия и закономерности химии», «Основы строения вещества», «Взаимодействие веществ». В последний раздел входят темы: «Закономерности протекания химических процессов», «Растворы», «Растворы электролитов», «Окислительно-восстано-вительные реакции». Справочные материалы, таблицы основных констант, размерностей, физико-химических свойств и т.п. Вопросы для самопроверки, для осмысления и закрепления теоретического материала. Методические указания к выполнению контрольных заданий, входящих в контрольную работу по разделам и отдельным темам. При этом рассматриваются пошаговые решения типичных задач и упражнений, обращается внимание на сложные вопросы программы, приводятся не-

330

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 обходимые теоретические пояснения, уделяется внимание методологии решения и оформлению расчѐтных задач. Набор промежуточных тестов для самоконтроля после каждого раздела и важной темы, включающий как вопросы по теоретической части, так и решение задач и упражнений. Тренирующие задания позволяют подготовить студентов к системе компьютерного контроля знаний и умений на завершающем этапе обучения. Контрольная работа, включающая контрольные задания по вариантам, направленные на самостоятельное применение усвоенных знаний, умений, навыков по программному материалу. Заключительный экзаменационный тест. Для проведения консультаций по организационным, методическим и теоретическим вопросам, сдачи выполненной контрольной работы и экзамена используется электронная почта. И только выполнение лабораторного практикума осуществляется в лабораториях кафедры общей и неорганической химии КемТИПП, в процессе, которого студенты приобретают необходимые навыки химического эксперимента. Учебное пособие «Лабораторный практикум по теоретическим основам неорганической химии», разработанное на кафедре, предусматривает индивидуальное выполнение экспериментов по вариантам. В процессе выполнения лабораторных работ студенты экспериментально изучают соответствующие темы рабочей программы. Такая организация учебного процесса студентов специальности «Экономика и управление на предприятии» дистанционного обучения (заочная форма) позволяет успешно освоить основные теории, законы и методы дисциплины, расширить контингент студентов за счѐт предоставления более гибкого и доступного образования. Марцев Ю.П., Марцева Е.Ю. Martsev Y.P., Martseva E.Y. АКТИВИЗАЦИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЕМЫХ ВО ВРЕМЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ACTIVATION TO COGNITIVE ACTIVITY TRAINED DURING INDEPENDENT WORK UNDER THE DIRECTION OF TEACHER WITH USING MODERN INFORMATION TECHNOLOGY [email protected] Ульяновское высшее вонно-техническое училище г. Ульяновск Раскрыта методика подготовки и проведения самостоятельного занятия под руководством преподавателя по экономическим дисциплинам с использованием автоматизированных обучающих систем.

331

Секция 4 The Revealled methods of preparation and undertaking the independent occupation under ru-ководством of the teacher on economic discipline with use automated training systems. Основные усилия теоретиков и практиков педагогики во всем мире направляются на создание и внедрение таких технологий, которые позволяют эффективно и в краткие сроки решать задачи обучения учащихся. Многое зависит от понимания и выполнения педагогом требований к занятию, которые определяются социальным заказом, личными потребностями обучаемых, целями и задачами обучения, закономерностями и принципами учебного процесса. Среди общих требований, которым должно отвечать качественное современное занятие, можно выделить следующие: 1. Использование новейших достижений науки, передовой педагогической практики, построение занятия на основе закономерностей учебновоспитательного процесса. 2. Реализация в оптимальном соотношении всех дидактических принципов и правил. 3. Обеспечение надлежащих условий для продуктивной познавательной деятельности обучаемых с учетом их интересов, наклонностей и потребностей. 4. Установление, осознаваемых обучаемыми, межпредметных связей. 5. Связь с ранее изученными знаниями и умениями, опора на достигнутый уровень развития обучаемых. 6. Мотивация и активизация развития всех сфер личности. 7. Логичность и эмоциональность всех этапов учебно-воспитательной деятельности. 8. Эффективное использование педагогических средств. 9. Связь с жизнью, служебной деятельностью, личным опытом обучаемых. 10.Формирование практически необходимых знаний, умений, навыков, рациональных приемов мышления и деятельности. 11.Формирование умения учиться, потребности постоянно пополнять объем знаний. 12.Тщательная диагностика, прогнозирование, проектирование и планирование каждого занятия. Каждое занятие направляется на достижение триединой цели: обучить, воспитать, развить. С учетом этого общие требования к занятию конкретизируются в дидактических, воспитательных, развивающих, организационных, психологических, управленческих, санитарно-гигиенических, этических требованиях, требованиях оптимального общения преподавателя с обучаемыми, требованиях сотрудничества и т.д. Самостоятельная работа курсантов под руководством преподавателя является одной из форм обучения курсантов, направленной на развитие навыков самостоятельного обучения, работы с литературой, нормативными актами и учебно-методическими материалами, с целью получения и закрепле332

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ния знаний, теоретических положений по разделам дисциплины и получения определенных практических навыков. Цель занятия: научить курсантов методически грамотно и системно подходить к вопросам самообразования, привить им стремление постоянно работать над своим совершенствованием в профессиональном плане и общем развитии. Для реализации этой цели на каждом занятии познавательная деятельность курсантов направляется по определѐнному алгоритму: осознание проблемы (уяснение); оценка своих возможностей (достаточность предыдущих знаний, наличие источников, сложность проблемы) и на основе этих мероприятий определение узловых точек (разбивка вопроса на блоки, определение приоритетов, логическая связь, прикрытие каждого блока необходимым материалом, потребность в помощи из вне и т.п.); практическая отработка вопросов, промежуточный контроль усвоения с корректировкой процесса самообучения, окончательный контроль с возможной проверкой реального применения знаний на практике. Необходимо дать курсанту почувствовать широту проблемы, постараться преподнести еѐ так, чтобы курсант сам проявил стремление, опираясь на знания, полученные на лекциях, глубже разобраться в ней и достичь полного понимания. Обучаемый должен как можно полнее и за более короткий срок (временные ограничения рамками занятия) охватить изучаемый материал, но не в ущерб качеству полученных знаний. Он должен самостоятельно, без «силового» побуждения преподавателя стремиться к более полной разработке вопроса в часы самостоятельной подготовки и даже в личное время. Идеал: курсант должен гордиться (быть уверенным) в способности самостоятельно осилить, изучить и раскрыть проблему. Целям и задачам самостоятельной работы курсантов под руководством преподавателя должны отвечать применяемые на занятиях методы обучения. Выбор методов обучения определяется: закономерностями и вытекающими из низ принципами обучения; целями и задачами обучения вообще и данного этапа частности; содержанием и методами данных дисциплин, темы; учебным возможностями обучаемых (возрастными, уровнем подготовленности особенностями воинского коллектива); особенностями внешних условий возможностями преподавателей, их предшествующим опытом, знанием типичных ситуаций процесса обучения, уровнем теоретической и практической подготовки способностями в применении определѐнных методов, средств, умениями избирать оптимальный вариант и пр. Методы обучения должны учитывать как цель, воплощѐнную в содержание образования, его элементе, или части элемента, так и закономерности усвоения знаний. Тем самым методы обучения отражают целевой и содержа т психологический (учитывая закономерности усвоения), гносеологический (организация познавательной деятельности учащихся) аспекты обучения. Как достигается это на практике? Проведению занятия предшествует большая подготовительная работа. В начале в соответствии с программой и тематическим планом дисциплин 333

Секция 4 «Бухгалтерский учет» и «Финансы. Денежное обращение. Кредит» разрабатывается сценарий занятия. Он обсуждается с ведущими методистами кафедры. По согласованию всех деталей во взаимодействии с персоналом научноисследовательской лаборатории разрабатываются электронные формы бухгалтерских и финансовых документов на базе программного продукта «Excel» или не сложные обучающие программы на базе программируемых комплексов «FoxPro», «Adonis». На основании учебно-методической документации, используя разработанные электронные формы документов (обучающие программы), преподаватель лично прорабатывает все задания и задачи занятия и устраняет все выявленные недочеты и ошибки. Проводится хронометраж реальной отработки каждого вопроса, каждой задачи. Накануне занятия в часы самоподготовки проводится консультация с курсантами, где они уясняют предстоящее задание, изучают необходимые материалы по заранее разработанному раздаточному материалу (заданию), консультируются по слабо усвоенным вопросам предыдущих занятий. Само занятие проводится, как правило, в двух аудиториях: специализированном классе экономических дисциплин и классе информационных технологий. На первом этапе проводится контрольный письменный опрос и выясняется степень подготовки учебной группы к занятию. Здесь же, на основании определенного по контрольному опросу уровня подготовки, ставится конкретная задача на выполнение учебного задания к занятию, используя активный метод обучения «Деловая игра». После уяснения курсантами задания учебная группа перемещается в класс информационных технологий. Курсанты попарно распределяются у каждого компьютера локальной сети аудитории. Один из них работает в качестве оператора (пользователя), другой в качестве консультанта (помощника). Смена ролей происходит по степени решения задач учебного задания. Для того чтобы правильно и качественно выполнить задание, обучаемым необходимо развить и углубить знание определенных теоретических положений по данной теме, изучить требования руководящих документов и усвоить необходимые методические рекомендации. С целью расширения материалов лекций разработаны учебнометодические и справочные материалы по темам изучаемых дисциплин. Они выполнены на базе новых интернет технологий с встроенной удобной и доступной для понимания элементарного пользователя поисковой системой, позволяющей переключаться между источниками, передвигаться от более простого к сложному, возвращаться к ранее изученному, подключать специализированные словари и справочники. Материал представлен в основном виде схем, что позволяет его систематизировать, логически увязать и структурировать. При необходимости преподаватель дает разъяснения по некоторым наиболее сложным вопросам. В ходе самообучения через определѐнное время проводится контроль усвоения знаний с задачей добиться правильного понимания проблемы. 334

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 По мере готовности к выполнению задания на базе полученных знании пользователь самостоятельно входит в программу «Excel» и, пользуясь раздаточным материалом (учебным заданием), с помощью консультанта приступает к решению задачи. Преподаватель периодически проводит промежуточный контроль хода выполнения задания и оказывает помощь нуждающимся в индивидуальном порядке, в случае выявления типичных ошибок разъясняет всей группе характер этих ошибок и правильные пути решения задач (порядок устранения ошибок). После решения задачи каждая микрогруппа отчитывается перед преподавателем. Совместно с ним выявляются и устраняются ошибки и недочеты. За определенное время до окончания занятия проводится контроль знаний обучаемых через выполнение тестовых заданий. Тесты разработаны в программной среде «Adonis» и позволяют оценить уровень усвоения знаний по определѐнной теме, ряду вопросов. Кроме того, предоставляется возможность обучаемым после получения оценки сравнить выбранные ими варианты ответов с правильными. В конце занятия преподаватель подводит итоги с объявлением оценок и отвечает на заданные вопросы. Ставится задача для самостоятельной подготовки. Анализируются причины слабого усвоения знаний по некоторым вопросам темы. Таким образом, как показало проведенное исследование, в ходе осуществления образовательного процесса целесообразно использовать предлагаемые автоматизированные обучающие системы как средство, способствующее усвоению информации и формированию у курсантов необходимых знаний. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Ретинская И.В., Шугрина М.В. Отечественные системы для создания компьютерных учебных курсов // Мир ПК. 1993. №7. 2. Талызина Н.Ф., Габай Т.В. Пути и возможности автоматизации учебного процесса // Знание. – 1997. - №11. – 63 с. 3. Талызина Н.Ф. Теоретические проблемы программированного обучения. М.: МГУ, 1969. –136с. Марцев Ю.П., Марцева О.В., Марцева Т.Ю., Марцева Е.Ю. Martsev Y.P., Martseva О.V., Martseva T.U., Martseva Е.U. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕСТИРОВАНИЯ AUTOMATIC SYSTEM OF THE TESTING [email protected] Ульяновское высшее вонно-техническое училище г. Ульяновск Предложена универсальная программа, для автоматизированной системы контроля знаний по различным дисциплинам обучения в вузах, школах, на производстве, при тестировании персонала в силовых структурах.

335

Секция 4 It is Offered universal program, for automatic systems of the checking the knowledges on different discipline of the education in high school, school, on production, when testing the personnel in power structure. Важнейшей составляющей процесса обучения является контроль знаний. Известно, что к одним из самых эффективных способов контроля знаний относится тестирование. Однако составление и проверка тестов представляет собой трудоемкий процесс, который требует значительного времени у лица, осуществляющего тестирование. Применение информационных технологий позволяет автоматизировать процесс подготовки и проведения тестирования. В настоящее время широко распространены для компьютеров типа IBM PC автоматизированные обучающие системы (АОС) зарубежного (Private Tutor, LinkWay, Costos) и отечественного производства: АДОНИС, УРОК и др. [1]. Существующие АОС представляют собой сложные программные продукты, требующие значительные компьютерные ресурсы и имеющие высокую стоимость. Эти АОС предназначены главным образом для разработки электронных учебников. Для реализации только процесса тестирования известные АОС избыточны. Кроме того, многие АОС уже морально устарели, не реализуют в полной мере режим multi media и связь с современными приложениями Microsoft Office. Актуальным является разработка нового программного продукта, обеспечивающего автоматизированное тестирование, требующего незначительные компьютерные ресурсы, поддерживающего связь с современными приложениями и не представляющего трудности для освоения пользователем. Для решения поставленной задачи была использована среда разработки Borland Delphi 5. В ходе работы удалось создать программу «Обучающая среда», позволяющую обучаемым проходить тесты, а преподавателю создавать и редактировать тесты, а также просматривать и оценивать результаты обучаемых. Методика построения и прохождения тестов, а так же оценка результатов тестирования строится на основе идей программированного обучения [2,3]. Работа состояла из следующих этапов: 1. Теоретическая разработка стандарта тестов. 2. Написание трѐх визуальных компонентов для Delphi, поддерживающих стандарты тестов первого уровня (TTest), тестов второго уровня, называемых контрольными работами, (TContr) и результатов (TResults). 3. Создание инструментальной компьютерной среды для преподавателей. Она позволяет им создавать, редактировать тесты первого и второго уровня, а также просматривать результаты их выполнения обучаемыми. 4. Создание исполнительной программной среды для обучаемых, предназначенной для прохождения тестов и записи результатов. 5. Разработка эргономичного интерфейса для этих программ, а также сайта в Интернете.

336

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Таким образом, программный продукт «Обучающая среда» состоит из инструментального и исполнительного комплекса. Преподаватель с помощью инструментальной среды может создавать тесты первого уровня. Он записывает название теста, тексты вопросов, варианты ответов. Каждому варианту ответа присваиваются баллы, характеризующие ценность ответа. В программе так же задается ограничение для обучаемого по времени ответа на каждый вопрос и по времени прохождения теста. Инструментальная среда позволяет подготавливать тесты второго уровня. Отличие от первого уровня состоит в том, что здесь при составлении тестов используются элементы multi media. На этом уровне варианты ответов могут задаваться в виде текста, картинок и звуков. На втором уровне правильный ответ может быть не обязательно единственный. Допускается несколько правильных ответов, а так же отсутствие правильного ответа в предложенных вариантах. С помощью инструментальной среды преподаватель имеет возможность просматривать результаты тестирования обучаемых. Форма оформления результатов тестирования позволяет их экспортировать в приложения Microsoft Office – Excel и Access, что обеспечивает ведение преподавателем базы данных результатов процесса усвоения знаний. Созданные с помощью инструментальной среды тесты оформляются в виде файлов и направляются обучаемым для тестирования. Каждому обучаемому может быть выдан свой индивидуальный тест. В процессе тестирования может быть применена электронная почта. Программа «Обучающая среда» может быть использована для дистанционного обучения. Исполнительная среда программного продукта предназначена для обучаемых. С помощью ее обучаемый проходит тест и записывает результаты своего тестирования в файл, который передается для проверки преподавателю. Разработана оригинальная методика подсчетов балов результатов тестирования. Программа «Обучающая среда» работает под управлением Windows 95/98/2000, требует 1,2 Mb на жестком диске. Таким образом, создан новый программный продукт «Обучающая среда». Преимущества этой программы перед имеющимися следующие. Дружественный интерфейс позволяет преподавателю быстро освоить процесс подготовки и проверки тестов, обучаемому легко понять принципы автоматизированного тестирования. Программа требует минимальные компьютерные ресурсы, поддерживает режим multi media и связь с современными приложениями Microsoft. Программа позволяет работать в системе дистанционного обучения. Программа является универсальной и может использоваться для контроля знаний по всем дисциплинам в школах, вузах, на производстве, при тестировании персонала в силовых структурах и т.п. Информацию о программном продукте «Обучающая среда» можно найти на сайте по адресу: http://www.dimba1024.narod.ru/ee/.

337

Секция 4 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Ретинская И.В., Шугрина М.В. Отечественные системы для создания компьютерных учебных курсов // Мир ПК. 1993. №7. 2. Талызина Н.Ф., Габай Т.В. Пути и возможности автоматизации учебного процесса // Знание. – 1997. - №11. – 63 с. 3. Талызина Н.Ф. Теоретические проблемы программированного обучения. М.: МГУ, 1969. –136с. Матвеев А.В. Matveev A.V. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ ВУЗА PROSPECTS OF APPLICATION OF THE AUTOMATED SYSTEMS OF SCIENTIFIC RESEARCHES IN EDUCATIONAL PROCESS OF HIGH SCHOOL [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Описывается новый технический результат по разработкеАСНИ для изучения физиологических процессов, протекающих в биологических объектах под действием импульсов электрического тока. Обсуждается использование данных АСНИ в научных и образовательных учреждениях, в медицинской практике. The new technical result on development АSSR for studying the physiological processes proceeding in biological objects under action of pulses of an electric current is described. Use of data АSSR in scientific and educational establishments, in medical practice is discussed. Современное состояние уровня развития ИКТ открывает новые возможности для организации продуктивной исследовательской самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя в различных точках образовательной траектории от учебно-исследовательской работы до преддипломной практики и собственно дипломирования в различных предметных областях, в частности в биологии и медицине. Динамическая электроимпульсная терапия относится к одному из наиболее быстроразвиваемых направлений современных медицинских технологий. В ее основе лежит свойство живых биологических объектов адаптироваться к постоянно меняющимся внешним условиям за счет изменения физиологических процессов, протекающих в них. Осуществляя постоянный контроль физиологических процессов, вызванных воздействием импульсов электрического тока (измеряется значение тока, протекающего через биологический объект), аппаратура динамической электроимпульсной терапии проводит непрерывную коррекцию параметров этих импульсов и, соответственно, физиологических параметров биологического объекта. Данные мето338

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 дики проведения процедур электроимпульсной терапии позволяют значительно увеличить эффективность лечения и сократить время проведения как одной процедуры, так и всего курса лечения. В связи с этим был создан ряд экспериментальных АСНИ для исследования влияния электромагнитных полей на человека и количественной оценки этого влияния. Проведенные с помощью данных систем исследования позволили также выработать основополагающие требования к создаваемым современным АСНИ в области физиотерапии, а также разработать ряд АСНИ, удовлетворяющих этим требованиям [1]. Решения серии «МАГНОН» [2] вследствие необходимости в сложном управлении, больших объемах вычислений, удобном графическом интерфейсе, создании баз данных предполагают использование компьютерной техники, как стандартной, так и специально предназначенной для медицинских целей. Однако, с помощью одного компьютера невозможно реализовать формирование сложной импульсной последовательности и обеспечить обратную связь в реальном времени в микросекундном временном диапазоне. Применение двухуровневой системы управления, а именно, введение дополнительного блока высокоскоростного управления и контроля, позволило получить новый технический результат – реализовать быстродействующий генератор импульсной последовательности и быстродействующую обратную связь, удовлетворяющую требованиям современных задач медицины, обеспечивающую возможность контроля физиологических параметров объекта и автоматической коррекции импульсной последовательности в зависимости от этих параметров. Главное окно программы управления двухканальным АСНИ электроимпульсной терапии «МАГНОН-200К» представлено на рис.1.

Рис. 1. Главное окно программы управления АСНИ «Магнон-200К»

Удобный графический интерфейс позволяет задавать широкий спектр параметров импульсных последовательностей в каждом канале, формировать динамические программы проведения процедур. Функционирование системы в режиме обратной связи с биологическим объектом – опционная возможность. 339

Секция 4 АСНИ обеспечивает генерацию импульса произвольной формы, которая может быть выбрана из специальной библиотеки, сформирована в графическом редакторе (как приближение кривой по методу кубических сплайнов (рис. 2)) или автоматически программой управления в зависимости от откликов биологического объекта. Для задания формы импульса предусмотрено 256 точек во временной развертке и столько же по амплитудной шкале. Возможность формирования произвольной формы электрического импульса открывает широкие перспективы для проведения научных исследований, в том числе в области исследования структуры спектра возбуждения, механизмов электро-, ионопереноса, в процессе формирования импульса возбуждения.

Рис. 2. Формирование выходного электрического импульса произвольной формы

Структурная схема АСНИ «Магнон-200К» приведена на рис. 3. Применение данных комплексов в медицинской практике и научных исследованиях позволило выявить такие эффекты, протекающие в биологических объектах как овершут, гистерезис, разработать метод высокоскоростной хронаксии, графический итерационный метод, применение которых существенно повышает качество лечения и снижает его сроки [4, 5]. Весьма перспективным является использование представленных АСНИ в высшем профессиональном образовании для организации исследовательской работы студентов, способствуя формированию целого спектра профессиональных компетенций в научно-исследовательской деятельности: способность участвовать в постановке и проведении экспериментальных исследований, способность обосновать правильность выбранной модели, сопоставляя результаты экспериментальных данных и полученных решений, готовность использовать математические методы обработки, анализа и синтеза профессиональных исследований.

340

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 3. Структурная схема АСНИ «Магнон-200К»

Рис. 4. Реализация одной из моделей функционирования АСНИ

В концепции модернизации российского образования в качестве одного из основных направлений рассматривается необходимость изменения методов обучения путем расширения веса тех из них, которые формируют практические навыки анализа информации, самообучения, усиливая роль самостоятельной работы студентов. Способность и готовность к саморазвитию, к самосовершенствованию рассматривается сегодня в качестве одной из ключевых компетенций, формирование которой невозможно без реального личного опыта исследовательской работы. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Матвеев А.В. Современная аппаратура динамической электроимпульсной терапии // Новые технологии в медицине: Сб. докл. Первой международной дистанционной науч.-практ. конф., 15-30 марта 2004 года. – СПб., 2004. - С. 90-91.

341

Секция 4 2. Патент на полезную модель № 32697 «Электронейромиостимулятор». Зарегистрирован в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 27 сентября 2003 г. 3. Goldshtein M.L., Matveyev A.V. The Usage of Intellectual Input-Output Cards for Forming of Medical Complexes // Proceedings of the IASTED International Conference “Automation, Control, and Information Technology”, June 10-13, 2002. – Novosibirsk, Russia. – P. 37-39. 4. Матвеев В.А., Гуляев В.Ю., Матвеев А.В., Оранский И.Е. Метод оптимизации длительности проведения электротерапевтических процедур // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. – 2005. № 2. – С. 34-36. 5. Матвеев В.А., Гуляев В.Ю., Матвеев А.В., Оранский И.Е. К вопросу оптимизации параметров ноцицептивной системы: нелинейные эффекты возбуждения ноцицептивной системы // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. – 2006. № 1. – С. 11-13. Машкова Н.В. ВНЕДРЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ КАК НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ РАЗВИТИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В статье показаны объективные предпосылки необходимости внедрения инновационных образовательных технологий как необходимого условия развития системы дополнительного профессионального образования на примере УГТУ-УПИ В настоящее время в стране происходят серьезные изменения всей системы образования. Основными факторами, обусловившими процессы реорганизации модели образования, являются процессы глобализации, затронувшие практически все аспекты нашей жизни, и информатизации образовательного процесса, связанные с современными компьютерными технологиями. Развитие образования в последние десятилетия привело в сфере профессионального образования к возникновению разнообразных инновационных моделей организации учебного процесса в дополнение к традиционным формам освоения образовательных программ. Появление более прогрессивных концепций, знакомство с передовым опытом стран, лидирующих на рынке образовательных услуг (прежде всего США и Великобритания), и разработка на этой базе инновационных моделей образования направлена на решение проблемы востребованности в условиях рыночной экономики будущего специалиста, а также вопроса эффективности полученных им знаний, мобильности его профессиональной квалификации и компетенции в условиях современного времени. Эти модели весьма разнооб342

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 разны в отношении технологии разработки, представления и хранения образовательных программ, формирования и закрепления практических знаний и навыков обучаемых. По нашему мнению, на сегодняшний день внедрение в учебный процесс компьютерных обучающе-контролирующих систем, обладающих в силу своей интерактивности мощными возможностями ветвления процесса познания и позволяющих обучаемому субъекту прямо включиться в интересующую его тему - это один из наиболее действенных способов повышения эффективности обучения. Исходя из накопленного опыта работы Центра дополнительной профессиональной переподготовки (ЦДПП) УГТУ-УПИ в системе дополнительного образования (ДПО), можно утверждать, что наилучшим решением проблемы методического и дидактического обеспечения слушателей, обучающихся по дистанционным технологиям и существенным при традиционных формах обучения, является создание электронных учебно-методических комплексов (ЭУМК) как в локальном, так и в сетевом исполнении. К настоящему времени сформировались определенные требования, отличающие качественный ЭУМК и определяющие его содержание и оформление, методические и программно-технические требования к ЭУМК и его компонентам. Наиболее полным считается комплекс, содержащий следующие компоненты: аннотацию к курсу, в которой даны краткие сведения об издании, его преимуществах и кому оно адресовано; рабочая программа, которая формируется на основе Государственного образовательного стандарта специальности, на основе типовой программы по данной дисциплине (при наличии таковой); руководство по изучению дисциплины (методические указания для самостоятельной работы), включающее в себя указания и рекомендации по самостоятельному изучению теоретического материала и выполнения практических заданий, указания для студентов по рациональной технологии усвоения учебного материала на заданном уровне, по рациональному чередованию и использованию всего комплекса учебнометодических материалов, основной и дополнительной литературы; учебное пособие, которое представляет собой изложение учебного материала (теоретического и практического) дисциплины, отобранного в соответствии с рабочей программой и структурированного на методические дозы (модули, блоки, учебные единицы); практикум, предназначенный для выработки умений и навыков применения теоретических знаний, полученных при изучении учебного пособия, с примерами выполнения заданий и анализом наиболее часто встречающихся ошибок; тесты, реализующие функции контрольного блока для проверки хода и результатов теоретического и практического усвоения студентами учебного материала;

343

Секция 4 справочник, содержащий справочных данные, таблицы, определения, глоссарий по дисциплине; электронную библиотеку курса, упрощенным прототипом которой является обычная хрестоматия, которая может быть дополнена аудио/видео материалами, образовательными Интернет-ресурсами [1]. На сегодняшний день в ЦДПП разработаны инновационные техноинформационные ресурсы дистанционного обучения – электронные учебнометодические комплексы по дисциплинам программ профессиональной переподготовки «Экономика и управление предприятием» и «Бухгалтерский учет и аудит». Каждый электронно-информационный ресурс зарегистрирован в Федеральном депозитарии электронных изданий ФГУП НТЦ «Информрегистр». Цель разработки ЭУМК – повысить качество обучения студентов, сделать информацию более доступной, используя новые информационные технологии, повысить усвоение материала за счѐт привлекательной интерактивной формы представления информации и использования мультимедийных приложений. Апробация созданных ЭУМК в учебном процессе ЦДПП показала, что такой состав учебно-методических комплексов гарантирует обеспечение слушателем всем необходимым для успешного освоения предлагаемых дисциплин в системе ДПО. Серьезным преимуществом ЭУМК является то, что его внедрение в процесс обучения по программам дополнительного профессионального образования позволяет автоматизировать такие процессы традиционного обучения, как: изучение учебных материалов. Этот основополагающий процесс дистанционного обучения автоматизируется с помощью электронного учебника. тестирование пользователей. Помимо контрольных тестов, которые пользователь получает после изучения определенной темы в электронном учебнике, он может пройти тестирование в целях определения собственного уровня знаний в той или иной области, подготовки к сдаче контрольных тестов. выработка практических навыков работы с оборудованием и ПО. Слушатель имеет возможность удаленной работы с оборудованием для формирования у него практических навыков работы и для выполнения заданий. Ключевую роль в создании ЭУМК играет роль методическое обеспечение разработок. Мультимедиа-учебники призваны автоматизировать все основные этапы обучения - от изложения учебного материала до контроля знаний и выставления итоговых оценок. При этом весь обязательный учебный материал переводится в яркую, увлекательную, с разумной долей игрового подхода, мультимедийную форму с широким использованием графики, анимации, в том числе интерактивной, звуковых эффектов и голосового сопровождения, включением видеофрагментов и т.п.

344

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ЭУМК – это не только комплексная, но и целостная дидактическая, методическая и интерактивная программная система, которая позволяет изложить сложные моменты учебного материала с использованием богатого арсенала различных форм представления информации, а также давать представление о методах научного исследования с помощью имитации последнего средствами мультимедиа. При этом повышается доступность обучения за счет более понятного, яркого и наглядного представления материала. Созданный в ЦДПП ЭУМК обеспечивает выполнение всех основных функций, включая предъявление теоретического материала, организацию применения первично полученных знаний (выполнение тренировочных заданий), контроль уровня усвоения (обратная связь), задание ориентиров для самообразования. Реализация всех звеньев дидактического цикла процесса обучения посредством единой компьютерной программы существенно упростило организацию учебного процесса, сократило затраты времени учащегося на обучение и автоматически обеспечило целостность дидактического цикла в пределах одного сеанса работы с электронным учебником. Процесс обучения происходит на принципиально новом, более высоком уровне, так как ЭУМК дает возможность работать в наиболее приемлемом для обучаемого темпе, обеспечивает возможность многократных повторений и диалога между обучаемым и обучающим, в данном случае компьютером. Неоспоримым достоинством ЭУМК является то, что он применим в любом месте независимо от присутствия преподаватели и количества обучаемых. Основные возможности представленного комплекса следующие: 1. Возможность простого обновления и редактирования лекционного материала. Постоянное пополнение лекционной базы, доработка материалов с учетом замечаний пользователей ЭУМК. 2. Возможность добавления дополнительных методических материалов, разрабатываемых на протяжении всего периода чтения курса. Это могут быть программы, flash-анимация, видеоролики, презентации и т.д. 3. Удаленное тестирование, результат которого в зашифрованном виде передается преподавателю. 4. Простой набор процедур, необходимых для дополнения базы тестов. 5. Возможность применения электронной оболочки учебника для различных лекционных курсов. Использование интерактивного и мультимедийного модулей обеспечивает лучшее усвоение материала и представляет информацию в «живой» форме. Закономерно, что из 98 слушателей 81 отметили данную систему обучения удобной, наглядной и эффективной и оценили такой программный продукт на «отлично». Благодаря внедрению техно-информационного ресурса ЭУМК в образовательный процесс удалось обеспечить повышение доступности информации, скорости обращения к нужному разделу, и сделать форму представления

345

Секция 4 информации более удобной и комфортабельной, что повышает мотивацию студентов к обучению [2]. Сегодня внедрение современных технологий (таких как использование учебно-методических комплексов на основе электронных носителей) является необходимым условием для развития системы подготовки специалистов с высокой квалификацией. Предложенная нами стратегия развития системы дополнительного профессионального образования направлена на интенсивное расширение и развитие рынка образовательных услуг с учетом внедрения современных технологий обучения, основанных на применении электронных учебно-методических комплексов. Но отсутствие современной материальнотехнической базы у большинства вузов, недооценка роли новых обучающих интерактивных комплексов, медленное внедрение современных образовательных технологий, старение учебно-преподавательского состава, все же значительно тормозит реформирование системы дополнительного профессионального образования. Режим доступа: http://ou.tsu.ru/se minars/sem13/tezis/section3.htm К вопросу о структуре и составе электронного учебно-методического комплекса Матвеева Т.В., Машкова Н.В. Динамика формирования социальных и мотивационных аспектов в системе профессиональной переподготовки // Сборник трудов по проблемам дополнительного профессионального образования, Вып. 5., Вып. 5., - М.: МАПДО, ИПКгосслужбы, 2004. – С.33-38 Мельников Ю.Б. Melnikov Y.B. ПРЕЗЕНТАЦИИ УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ КАК СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ РЕАЛИЗАЦИИ СТРАТЕГИЙ PRESENTATIONS OF THE EDUCATIONAL APPOINTMENT AS GENRE OF EDUCATIONAL AND METHODICAL LITERATURE [email protected] Уральский государственный педагогический университет г. Екатеринбург В работе показана роль учебных презентаций в обучении математической деятельности, рассмотрены некоторые вопросы применения учебных презентаций по математике для обучения математической деятельности как обучения реализации стратегий. It is shown the role of presentations in education of mathematical activity, there considered some questions of the using educational presentation on mathematician for education of mathematical activity as education of realization strategy.

346

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Общеизвестно высказывание М. В. Ломоносова: «Математику уже затем учить следует, что она ум в порядок приводит». Деятельностный подход к обучению математике [1] позволяет внести очевидное уточнение: «ум в порядок приводит» не сама математика, а математическая деятельность, занятия математикой. В обучении математической деятельности можно выделить обучение выполнению планов, обучение комплексному оцениванию и сравнению планов и обучение построению планов. Наибольшие трудности у преподавателей и обучаемых вызывает последний компонент, включающий в себя обучение поиску решения задачи, варьированию условия, обогащению проблематики. Для формирования ориентировочной основы деятельности планирования необходимо построить и исследовать механизмы построения планов. В качестве одного из механизмов разработки плана мы рассматриваем стратегию. Наша трактовка термина «стратегия» [2, с. 99-100], [3] не всегда буквально совпадает трактовкой других авторов, например, c позицией В. А. Тестова [8, с. 15], понимающего под стратегией образования «план коллективных педагогических действий, обеспечивающих единство самоорганизации и управления для формирования разнообразной духовно насыщенной образовательной среды, способствующей движению человека, сообщества к абсолютному идеалу». Вместе с тем, например, «план коллективных педагогических действий» можно также рассматривать как компонент механизма разработки частных планов. В настоящее время разработан ряд стратегий учебной деятельности: стратегия решения уравнений [4], стратегия составления уравнений [2, с. 93173], стратегия решения геометрических задач «на вычисление» [2, с. 174218], стратегия решения геометрических задач «на построение» и др. В предположении, что исследовательская деятельность удовлетворяет соответствующим постулатам показано [5], что стратегию исследования можно представить как комбинацию 7 базовых исследовательских стратегий: стратегии приоритетного изучения «экстремальных» ситуаций, стратегии поиска аналогии, стратегии перехода от изучения отдельного объекта к исследованию системы объектов, стратегии предвкушения, стратегии построения модели, стратегии обогащения модели и стратегии смены ролей и приоритетов. Для успешного использования механизма не обязательно знать в деталях этот механизм (его устройство, принципы работы и др.). Аналогичной является ситуация и для стратегий, рассматриваемых как механизм разработки планов: для многих стратегий возможно обучение реализации соответствующей стратегии без систематического изучения обучаемым всех компонентов этой стратегии. При использовании стратегии существенным является взаимодействие разработчика плана и исполнителя плана. Обычно разработчиком плана является преподаватель, автор учебника или обучаемый, а исполнителем плана – обучаемый. Возможна ситуация, когда преподаватель выполняет план, разработанный учащимися. Если в обучении математической деятельности приоритет отдается обучению использованию стратегий, то в учебном процессе появляются следующие специфические особенности. Во-первых, значительно повышается уровень самостоятельности обучаемых, им часто 347

Секция 4 приходится действовать в условиях неопределѐности. Во-вторых, вследствие этой неопределѐнности большое внимание следует уделять прогнозированию деятельности и оцениванию адекватности результатов. В-третьих, прогнозирование неизбежно сопровождается ошибками. Поэтому при обучении использованию стратегий следует изменить отношение к ошибкам обучаемых с однозначно негативного на более взвешенное, больше внимания уделять обучению контролю деятельности, в частности, выявлению и исправлению ошибок, и даже, в некоторых случаях, сознательному их совершению. Приѐм «преднамеренной ошибки» нередко используется при составлении планов. Например, этот приѐм является основой метода доказательства «от противного». Вместе с тем в условиях дефицита времени у преподавателя, как правило, нет возможности отвлекаться на тупиковые варианты решения, рассматривать и оценивать ошибочные рассуждения и т. п. Поэтому возникает необходимость применения средств и методик обучения, с помощью которых можно было бы решить эту проблему или хотя бы ослабить ее негативные последствия. Как показал опыт, перспективным средством обучения математической деятельности как реализации соответствующих стратегий, являются презентации учебного назначения. Презентации учебного назначения по математике как средство повышения продуктивности самостоятельной работы обучаемых рассмотрена в работе [7]. В частности, нами разработана технология создания презентаций учебного назначения по математике, с помощью которой подготовлен электронный учебник «Алгебра и теория чисел» [6], представляющий собой комплект учебных презентаций, который может быть использован, в частности, как средство обучения реализации стратегий. В целом мы рассматриваем презентации учебного назначения как средство управления деятельностью обучаемых, не ограничивающееся предъявлением информации. Поэтому проведение лекций и практических занятий с использованием презентаций имеет следующие особенности. Во-первых, при необходимости используется явное управление конспектированием материала: нередко на определенных этапах занятия преподавателю целесообразно посоветовать обучаемым не отвлекаться на выполнение текущих записей и сосредоточиться на участии в обогащении проблематики, получении теоретического результата, его доказательстве, решении задачи, в крайнем случае, усвоении материала, представляемого преподавателем и др. При этом нередко рассматриваются тупиковые варианты решения, неудачные формулировки определений и теорем (например, громоздкие, двусмысленные), а также те проблемы, цели и задачи, решение которых оказывается нецелесообразным по различным причинам. Такие блоки учебного материала следует завешать слайдами, предназначенными для конспектирования. Примером является ситуация, когда первоначально определение или теорема сформулирована на естественном языке, что облегчает первоначальное усвоение соответствующего материала, а для конспектирования предлагается компактная символьная формулировка.

348

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Во-вторых, поскольку использование презентаций должно быть ориентировано на активизацию продуктивной самостоятельной деятельности обучаемых, то материал, представленный на слайдах, предназначенных для оценивания адекватности результатов самостоятельной деятельности обучаемых, должен создавать дискомфортные условия для тех студентов, которые пытаются просто списать «образцовое решение (формулировку теоремы или определения и др.)». Для этого можно соответствующий текст представлять, например, более мелким шрифтом. В-третьих, преподавателю следует стремиться, чтобы как можно чаще демонстрируемые слайды подтверждали мысли, высказанные студентами, или корректировали их, или представляли разрешение проблемной ситуации, с которой студенты не смогли справиться самостоятельно. Именно реализация стратегий во многих случаях представляет возможность найти варианты разрешения проблемы. Например, обогащение проблематики исследования успешно осуществляется с помощью использования базовых исследовательских стратегий [3, 5, 7]. Другой пример: в процессе вывода формулы преподавателю желательно демонстрировать применение очередного преобразования только после того, как обучаемые самостоятельно предложат применить это преобразование (раскрыть скобки, вынести множитель и др.). В-четвертых, тот факт, что использование презентаций позволяет в значительной степени разгрузить преподавателя и студентов от непродуктивной деятельности, следует использовать для интенсификации самостоятельной деятельности студентов, вовлечению студентов в прогнозирование учебной деятельности, в научный поиск, обогащению системы внутрипредметных и межпредметных связей. По-видимому, учебные презентации носят субъективный характер в значительно большей степени, чем другие виды учебно-методического обеспечения. Поэтому процесс подготовки качественных учебных презентаций должен проходить, как правило под руководством преподавателя (по крайней мере, при его активном участии). Это обстоятельство явилось одной из отправных точек для создания технологии разработки учебных презентаций [7]. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Епишева О. Б. Технология обучения математике на основе деятельностного подхода: Кн. для учителя / О. Б. Епишева / М.: Просвещение, 2003.- 223 с. 2. Мельников Ю.Б. Математическое моделирование: структура, алгебра моделей, обучение построению математических моделей: Монография/ Ю.Б. Мельников// Екатеринбург: Уральское издательство, 2004, 384 с. 3. Мельников, Ю.Б. Стратегия как механизм планирования при обучении математике [Текст] / Мельников Юрий Борисович, К. С. Поторочина, Н. В. Ткаленко // Известия Российского государственного педагогического университета имени А.И.Герцена [Текст]. - 2008. - N 9(48): Естественные и точные науки (физика, химия, современная техника и технология, естествознание, методика преподавания естественных и точных наук, математика). - С.103-115. 349

Секция 4 4. Мельников Ю.Б. Стратегия решения уравнений как механизм замены экстенсивного способа формирования умения решать уравнений интенсивным с помощью информационно-обучающей среды / Ю.Б. Мельников, Н.В. Ткаленко / Известия Волгоградского государственного педагогического университета, № 6(30), 2008, с. 84-87. 5. Мельников Ю.Б. Методологический инструментарий управления исследовательской деятельностью обучаемых / Ю.Б. Мельников, К.С. Поторочина/ Образование и наука, № 2(14), 2008, с. 3-10. 6. Мельников Ю.Б. Алгебра и теория чисел. Изд-е 2-е, испр. И доп. [Электронный ресурс]/ Ю. Б. Мельников/ Издательство УрГЭУ, Екатеринбург, 2009 г., 57,6 уч.-изд.л. [режим доступа свободный] http://lib.usue.ru/books/09/Melnikov%20Algebra/index.html 7. Мельников Ю.Б. Презентации учебного назначения по математике как средство повышения продуктивности самостоятельной работы обучаемых/ Ю.Б. Мельников/ Новые образовательные технологии в вузе. Сборник материалов международной научной конференции, Ч. 2. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, УрГУ, УрГАХА, УрГЮА, УрГЭУ, РГППУ, 2009, С. 258-262. 8. Тестов В. А. Стратегия обучения в современных условиях/ В. А. Тестов/ Педагогика, № 7, 2005. с. 12-18. Минеева О.П. Mineeva O.P. МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННОКОММУНКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ METHODICAL MAINTENANCE OF INDEPENDENT WORK OF STUDENTS WITH USE IS INFORMATION-COMMUNICATION TECHNOLOGIES [email protected] ГОУ ВПО «Уральский Государственный университет им. А.М.Горького» г. Екатеринбург В статье рассматриваются требования к проектированию методического обеспечения самостоятельной работы студентов, соответствующего основным дидактическим принципам, с использованием информационно-коммуникационных технологий. In article requirements to designing of methodical maintenance of independent work of the students, corresponding to the basic didactic principles, with use of information-communication technologies are considered. В настоящее время информационная среда стала естественной сферой жизнедеятельности людей, а создание и развитие Инернета привело к изменению социальной реальности. В различных областях жизни стали активно использоваться электронные технологии. Для системы образования особый интерес представляют информационно-коммуникационные технологии, от350

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 крывающие простор для глобализации образования. Повышается возможность получить образование людям с ограниченными возможностями, осуществлять образование в течение всей жизни (непрерывное образование). Дистанционное обучение позволяет студентам одновременно осваивать разные профессиональные образовательные программы в разных вузах по индивидуальной траектории обучения, определяя темп, время, последовательность изучения модулей программы. Использование в учебном процессе образовательных электронных ресурсов позволяет преподавателю решать широкий круг дидактических задач, развивать у студентов информационную компетентность. Современный этап развития и модернизации профессионального образования характеризуется необходимостью активного использования компетентностного подхода, который предполагает формирование у студентов деятельностной позиции. Ее развитие связывается нами с процессом активного включения студентов в самостоятельную учебную и научную работу, в результате чего у обучаемых развиваются навыки самообразования, самостоятельность мышления. Самостоятельная работа побуждает к активной творческой деятельности, стимулирует к получению нового знания, способствует формированию партнерских отношений между преподавателем и студентом. Кроме того, в будущей профессиональной деятельности все перечисленные умения и качества могут быть использованы специалистами в профессиональной деятельности, для повышения уровня своей квалификации. В настоящее время доля нормативно обусловленной самостоятельной работы студентов составляет 50% учебного времени, а учитывая тенденции развития высшего профессионального образования, она будет только увеличиваться. Например, в крупных университетах Западной Европы и США внеаудиторная самостоятельная работа студентов с активным использованием компьютерных технологий занимает значительно больше учебного времени, чем аудиторная. Между тем во многих российских вузах для организации самостоятельной работы студентов с использованием информационнокоммуникационных технологий характерны проблемы, которые И.В. Попова и В.И. Жильцова связывают, например, с неразвитостью дидактической составляющей дистанционного обучения. Названные авторы отмечают отсутствие технологического подхода к обучению во многих дистанционных учебных курсах; ограниченное количество, используемых форм самостоятельной работы; ориентацию учебного процесса в основном на репродуктивный характер деятельности. Это, к сожалению, приводит к пассивному поиску информации и накоплению знаний, не сопровождающемуся осмыслением («знания без сознания»). Соглашаясь с этой позицией, на наш взгляд, необходимо также учитывать, что современному преподавателю высшей школы необходимо обладать информационной компетентностью, а также реализовать особые требования к проектированию и организации самостоятельной работы:

351

Секция 4 самостоятельная работа студентов должна рассматриваться как особый вид учебной деятельности, сопоставимый по статусу с аудиторными занятиями; самостоятельная работа студентов должна предваряться несколькими установочными лекциями, содержание которых позволит сформировать у студентов понимание целей, задач изучения данного раздела дисциплины, а также определить базовые понятия; самостоятельная работа студентов должна иметь полное методическое обеспечение, что, к сожалению, в настоящее время многими преподавателями высшей школы игнорируется и, как следствие, приводит к несоблюдению дидактического принципа завершенности учебного процесса; согласно технологическому подходу в обучении проектирование самостоятельной работы предполагает системное использование обоснованных технологий контроля результатов учебной работы; самостоятельная работа студентов должна быть индивидуализированной. Немаловажное значение имеет создание преподавателем специализированного методического обеспечения самостоятельной работы студентов в дистанционном образовании. Оно должно отвечать основным дидактическим принципам (научности, последовательности и систематичности, доступности) и предполагает следующую структуру: наличие цели самостоятельной работы студентов, определение средств достижения поставленной цели; наличие краткого содержания темы дисциплины с основными понятиями; описание алгоритма различных форм самостоятельной работы; присутствие разноуровневых заданий, ориентированных, как на репродуктивный характер деятельности, так и имеющих практикоориентированную направленность и обеспечивающих выход студента на эвристический и творческий уровень деятельности; наличие адекватных форм и содержания контроля, ориентированных на достижение четко определяемого результата самостоятельной работы в соответствии с заданным уровнем (репродуктивный, алгоритмический, эвристический, исследовательский). Контрольные вопросы и задания должны содержать не только элементы, ориентированные на повторение и закрепление, но и иметь проблемный характер, что требует от студентов умений анализировать, мыслить креативно, творчески. Использование методического обеспечения в качестве электронного образовательного ресурса предполагает различные и оптимальные для визуализации формы представления содержания материала, например, гипертексты, презентации. Соответствующее основным дидактическим принципам методическое обеспечение самостоятельной работы студентов с использованием информа352

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ционно-коммуникационных технологий будет способствовать развитию у студентов исследовательских навыков, творческого мышления; обеспечивать контроль, ориентированный на выявление разного уровня овладения студентами учебного материала. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Ильченко О.П. Условия персонифицированного обучения в информационной среде / П.П. Ильченко // Высшее образование в России. – 2008. - № 12. – С. 116-121. 2. Полат Е.С., Моисеева М.В., Петров А.Е. и др. Дистанционное обучение / Е.С. Полат, М.В. Моисеева, А.Е. Петров. – М.: ВЛАДОС. – 1998. 3. Попова И.В. Актуальные дидактические аспекты современного дистанционного образования / И.В. Попова // Новые образовательные технологии в вузе: сборник материалов шестой международной науч.метод.конфер. - Ч.1.- Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2009. 4. Усков В.Л., Иванников А.Д., Усков А.В. Качество электронного образования / В.Л. Усков, А.Д. Иванников, А.В. Усков // Информационные технологии. – 2007. - № 3. – С. 24-30. Мухин О.И., Полякова О.А ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ЧЕРЕЗ ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЕТЕНЦИИЙ [email protected] Пермский государственных технический университет г. Пермь В настоящее время технологическое развитие информационного общества позволяет существенно развить техническую и методическую базу, обеспечивающую новое качество и объем предоставления образовательных услуг. В настоящий момент, понимая необходимость академической мобильности, необходимость динамики и связей в образовании, адекватных экономическим реалиям, мировое сообщество инициировало Болонский процесс. Задача российского образования стать в нем равноправным, технологически оснащены партнером. Очень важно продавать на мировом рынке не только и не столько нефть, золото и другие сырьевые и невозобновляемые богатства России, сколько интеллектуальные услуги ее граждан. Развитие системы интерактивного обучения на компьютерных моделях – реальный шанс объединить высокий потенциал русской школы с открывшимися современными технологическими возможностями. Использование информационных технологий обучения дает возможность уже сегодня, немедленного масштабировать лучшие образовательные образцы. Сделать качественное образование доступным для всех членов общества, реализовать образовательное право граждан в независимости от их возраста, пола, особенностей физического состояния и мест проживания. Конечно, ничто не заменит студенту личное общение с преподавателем, - ни компьютер, ни сеть Интернет. Каждому очевидно, что талантливый 353

Секция 4 педагог дает качественного обучение. Выход из этой ситуации для современного общества состоит в том, чтобы соединить преимущества личного контакта преподавателя и студента с возможностью организовать этот контакт на рабочем месте обучаемого, используя для этого средства современной педагогической и информационной технологии, то, что сейчас принято называть электронным обучением. Наиболее продуктивный с методической точки зрения педагогический подход, используемый в образовании – личностно-ориентированный деятельностный. Учащийся просто обязан что-либо конструировать в рамках учебной дисциплины, усваивая в процессе этой деятельности материал. Учащийся погружается в образовательную среду, составленную из объектов изучаемой дисциплины, в которой он может свободно манипулировать моделями объектов, предоставляющими собой элементы знаний. Просто чтение текстов, без дискуссии, без живого общения с преподавателем, без действий, без исследования бесперспективно. Появившиеся информационные технологии дали возможность реализовать на своей основе новые педагогические технологии, возникшие в последнее время в образовании, которые не могли быть ранее использованы в полной мере в классическом обучении из-за отсутствия инструментария. Например, технологии, подразумевающие исследовательский характер обучения, развивающее образование стали доступны благодаря использованию компьютерных интерактивных средств, широкому доступу к глобальным информационным потокам. Благодаря им, преподаватель может организовать учебный процесс сегодня на более качественном новом уровне. Небогатикова П.В. Nebogatikova P.V. ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МЕТАФОР ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПРОЦЕССОВ В ПРЕДМЕТАХ ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНОГО ПРОФИЛЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ METAPHOR UTILIZATION DURING THE STUDIES DEDICATED TO PROCESSES IN NATURAL SCIENCE DISCIPLINES OF SECONDARY SCHOOL [email protected] ГОУ ВПО «Уральский Государственный университет им. А.М.Горького» г. Екатеринбург Существуют направления в исследованиях, кроющие в себе потенциал для качественного улучшения процесса обучения. Например, разработка пользовательских интерфейсов образовательного ПО, построенных на обоснованном выборе и тщательном анализе метафор интерфейса и визуализации. В статье приведен пример рассуждений при подборе метафор для решения класса задач об обучении школьников разнообразным процессам.

354

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 There are the research branches, which have a potential for improving the quality of the learning process. For example, the development of educational software user interfaces, built on well-thought-out choice and careful analysis of the interface metaphors and visualization metaphors. An example of reasoning during the selection of metaphors for solving a class of problems in teaching students a variety of processes in natural science disciplines is made in the article. Обучение каким-либо предметам с помощью компьютеров по сути лишь увеличило количество людей, которым оно стало доступно. Произошел количественный переход. Новые технологии пока не изменили существенно качество процесса обучения. Отметьте, мы должны говорить не только о результате обучения, но и о самом процессе обучения. Представляется, что, повышая качество процесса обучения, мы получим и более качественный результат обучения (который выражается в большем объеме усвоенных знаний и приобретенных практических навыков, получении удовольствия от обучения). Технологии постоянно развиваются, и пора задумываться о качественном переходе, переходе на новый уровень обучения. Вот - актуальная на сегодняшний день задача. В [3] говорится о том, что само по себе предоставление новых технических средств при обучении не дает положительного результата. Требуется четкое управление процессом обучения. Об этом мы также писали в [2] и рассматривали понятие педагогического русла. Безусловно, эффективность электронного обучения зависит от качества используемых материалов (учебных курсов) и мастерства педагогов, участвующих в этом процессе [1]. Говоря о качестве учебных курсов, следует помнить, что оно складывается не только из самого учебного материала, но и из удачного, подходящего представления информации, продуманных метафор интерфейса, способствующих усвоению материала. Чаще всего обучение на компьютере основывается на имитации среды реального учебного класса. В интерфейсе образовательного ПО используются метафоры класса, доски, журнала, учебников и прочих атрибутов школьного образования. При этом разнообразные наглядные пособия, которые нередко используются в реальном учебном процессе, практически не воспроизводятся в обучающих компьютерных программах ввиду сложности их технической реализации. Из реального опыта преподавания предметов естественно-научного профиля (физики, химии, биологии) известно, что объяснение материала будет более эффективным, если ученикам будут показаны опыты и они сами на практической работе проведут подобные эксперименты. Поэтому для объяснения материала полезно использовать наглядный материал, реализованный с помощью компьютера, а не только имитацию учебника, в котором рассказывается тема урока. К примеру, для объяснения тем, где описываются процессы, протекающие во времени (будь то темы по кинематике, динамике или химическим 355

Секция 4 процессам), мы предлагаем использовать метафоры машины времени и видеоплейера. Эти метафоры позволят визуализировать урок, обеспечат наглядный материал. Далее рассмотрим обе метафоры более подробно, и проведем их сравнение. Метафора машины времени Машина времени – волшебное устройство, способное перемещать человека, управляющего им, во времени (и в прошлое, и в будущее). Поскольку машина времени не существует на самом деле, то вообразить ее можно какой угодно, не ограничивая фантазию. Главное, чтобы происходило перемещение во времени – это одно из основных свойств. При использовании машины времени время рассматривается, как параметр, от которого зависит «куда», а вернее «когда», попадет пользователь. При этом из книг и фильмов люди знают, что, для того чтобы переместиться на машине времени, нужно задать время, в которое хочешь попасть. Важным является и то, что машина времени - это некое устройство, механизм. Это накладывает отпечаток «технологичности» на метафору и поэтому на сферу ее применения. Поскольку метафора часто встречается в фантастической литературе она, собственно, оттуда родом - то детей младшего школьного возраста она вряд ли заинтересует, а вот учеников средней и старшей школы может как раз привлекать. Метафора видеоплейера Видеоплейер – устройство (или программа) существующее в реальной жизни, которое может проигрывать записи вперед и назад. Записи так же можно останавливать и просматривать по кадрам. Видеоплейер знаком большинству школьников. Им знакомо как само устройство, например, DVD-плейер, так и компьютерные программы, построенные на метафоре видеоплейера. Поскольку метафора видеоплейера устоялась в других программах и, порой, уже не воспринимается, как метафора, то нами она должна быть воспроизведена в деталях. Далее приведена таблица сравнения некоторых существенных характеристик двух метафор

356

Новые образовательные технологии в вузе Параметры сравнения Использование времени в качестве параметра Задание времени Представление изучаемого процесса Объекты, которыми оперируют

Метафора машины времени Да Абсолютная шкала Действие происходит при наблюдателе Время (день, час, минута, секунда и пр.)

НОТВ-2010 Таблица 1 Метафора видеоплейера Да Относительная шкала Наблюдается запись процесса Время (день, час, минута, секунда и пр.) и кадры записи Не требуется

Предварительное обу- Требуется чение Высокая Степень «технологич- Высокая ности» Волшебная, из мира Из реального мира Степень «волшебнофантастики сти» Возможно Не возможно Путешествие в будущее Проведя сравнение метафор, можно сделать некоторые выводы о предпочтительных сферах их применения. Поскольку обе метафоры оперируют временем, то обе способны представлять процессы. Однако абсолютное задание времени располагает к использованию метафоры машины времени в темах, связанных с историей предмета (например, историей отдельных открытий или историей целой науки). При этом относительное задание времени (относительно времени начала и времени окончания процесса) с помощью метафоры видеоплейера больше подходит для визуализации не привязанных ко времени процессов (например, протекание химической реакции или движение математического маятника). Метафора видеоплейера, очевидно, так же как и метафора машины времени принадлежит к миру технологий. Однако в ней нет волшебства и чего-то фантастического. Поэтому метафора видеоплейера легче в понимании и освоении. Отметим также тот факт, что показать будущее с помощью метафоры видеоплейера невозможно без ее расширения, ведь видеоплейер оперирует только записями уже свершившихся процессов. А расширение метафоры операцией, будем называть ее «посмотреть будущее», может не дать положительного результата, поскольку произойдет нарушение уже устоявшейся, знакомой метафоры плейера. Поэтому в случаях, когда ученику требуется предположить «что было бы, если бы», может помочь метафора машины времени.

357

Секция 4 После рассмотрения метафор можно заключить, что обе они уместны при изучении процессов. При этом особенности каждой из них предполагают применение метафор к разным группам процессов, что позволяет метафорам дополнять друг друга в учебном процессе. В заключение напомним, что на данный момент важнейшей задачей является повышение качества обучения с помощью компьютеров. Можно считать возможность объединения мультимедийного материала (в том числе анимаций) по одной теме в одном источнике некоторым положительным изменением. Однако есть еще направления, которые кроют в себе потенциал для качественного улучшения процесса обучения. Например, пользовательские интерфейсы образовательных компьютерных программ, построенные на обоснованном выборе и тщательном анализе метафор интерфейса и визуализации. В статье был приведен пример хода рассуждений при подборе метафор для решения класса задач об обучении школьников разнообразным процессам. Выводы, сделанные при сравнении двух рассмотренных метафор, будут проверены в эксперименте. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Гусев Д. А. Заметки о пользе дистанционного обучения. // http://ecollege.ru/elearning/analytics/a0004/ 2. Небогатикова П. В. Основные требования к интерфейсу образовательного программного обеспечения для школ (на примере программ по математике). // 3-я международная научная конференция Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании 20-22 ноября 2008, Екатеринбург, Россия. Тезисы конференции. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. Стр. 315-317. 3. http://dstudy.ru/?type=page&page=8d297201-93d2-4d6f-ad507249017e99a6&item=9c4a0861-589b-4b9c-9cba-ae76391f20b0 Неупокоева Е.Е., Медведева О.О. Medvedeva O.O., Neupokoeva E.E. СТРУКТУРА УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ СТУДЕНТОВ ДИСТАНЦИОННОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ STRUCTURE OF THE EDUCATIONAL-METODICAL COMPLEX FOR STUDENTS OF THE DISTANS FORM OF LENING [email protected] Российский государственный профессионально-педагогический университет г. Екатеринбург В статье рассматривается структура учебно-методического комплекса по дисциплине «Математика и информатика» и организация работы с ним в рамках образовательного портала вуза.

358

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 This article considers of educational-methodological complex on discipline «Mathematics and computer science» and the organization of work with it on an educational portal of high school. Дистанционное обучение отличается от традиционных методов обучения, прежде всего, особенностями методики и технологией организации учебного процесса и образовательных отношений. В процессе дистанционного обучения существенно меняются функции его участников. Возрастает уровень требований к методической и технологической подготовке преподавателей. Дистанционное обучение предъявляет повышенные требования к слушателям, их интеллектуальному потенциалу, навыкам работы с информационными ресурсами. При дистанционном обучении на первый план выходит самостоятельная работа, поддерживаемая консультациями преподавателей. Особая роль в организации учебного процесса отводится разработке адаптированных учебных материалов. Дистанционное обучение индивидуализировано по своей сути и подразумевает большой объем самостоятельного изучения. Обучение построено на строгой отчетности и жесткой системе контроля выполнения заданий. Обучаемый выполняет большой объем самостоятельной работы, читает лекции, выполняет задания, проходит тестирование. На портале дистанционного обучения размещаются материалы лекционных и практических занятий (в том числе видеолекции), для самостоятельного изучения (задачи, вопросы в режиме offline (форум), обсуждение тем и тестирование в режиме online). Таким образом, дистанционная форма обучения - это не только чтение лекций в электронном виде, а целостный процесс, включающий самостоятельную работу по выполнению индивидуальных заданий, работу в форуме, обмен письмами и онлайновое общение, как с преподавателями, так и с другими студентами. Важно, чтобы обучаемый был способен не только овладевать определенной суммой знаний, но и научился самостоятельно их приобретать, работать с информацией, владел способами организации познавательной деятельности, которые в дальнейшем мог бы применять в условиях непрерывного самообразования. В образовательной системе в основном применяются следующие дистанционные образовательные технологии: учебно-методические комплексы или кейс-технологии, когда учебнометодические материалы комплектуются в специальный набор и передаются (пересылаются) обучаемому для самостоятельного изучения (с периодическими консультациями у назначенных ему преподавателейконсультантов); TV-технологии, которые базируются на использовании телевизионных лекций с консультациями; сетевые технологии, построенные на использовании сети Internet, как для обеспечения обучаемого учебно-методическим материалом, так и

359

Секция 4 для интерактивного взаимодействия преподавателя и обучаемых между собой. При этом в условиях, когда студенты лишены личного контакта с преподавателем, иной из основных проблем организации учебного процесса является его обеспечение методическими пособиями, отвечающими современным требованиям. Эта проблема успешно решается в Российском профессиональнопедагогическом университете, где в рамках дисциплины «Математика и информатика» студенты получают компьютерную подготовку с использованием TV-технологий и учебно-методических комплексов (УМК), причем УМК предаются с помощью сетевых технологий в филиалы, и данные оттуда предаются на образовательный портал вуза. Учебно-методический комплекс по данной дисциплине сформирован на основе электронного учебного пособия и набора тестовых заданий. Представляется, что студент-заочник кроме учебника должен иметь, в первую очередь, методическое пособие по выполнению контрольных работ, содержащее необходимый справочный материал и примеры создания типовых заданий. Такое электронное пособие разработано на кафедре информационных технологий с учетом требований, предъявляемых к вузовской учебной литературе. Оно содержит методические указания, касающиеся порядка выполнения лабораторных работ по четырем основным разделам дисциплины, справочник, в котором рассмотрены основные понятия и определения, список литературы для самостоятельной работы. В методических указаниях пособия также приводится график выполнения представленных работ, а также приведен перечень требований к их оформлению, описан порядок их представления для проверки. Работы выкладываются на портал, проверяются преподавателем и либо зачитываются, либо помечаются грифом «на доработку», причем удобна система комментариев. Преподаватель может концентрироваться только на работе над ошибками, не проверяя заново всю работу, так как портал хранит информацию о предыдущих проверках. Типовые задания, предлагаемые студентам для самостоятельной работы, разделены по соответствующим темам и представлены в четырех разделах. При этом структура каждого из разделов одинакова: на начальном этапе приводятся основные теоретические сведения и технологии выполнения практического задания, затем следуют контрольные задания, и, наконец, вопросы для самопроверки, позволяющие закрепить технологию выполнению заданий. В настоящее время проблема контроля знаний в дистанционном обучении стоит весьма остро. И в данном случае она решается не только промежуточными и итоговыми тестированиями. Важную роль в оценивании знаний играет банк заданий по каждой теме. Все задания имеют содержательную направленность на специальность обучаемых, что должно, по мнению разработчиков кейса, усилить мотивацию, личностную нацеленность на активную проработку материала, повысить интерес к изучаемой теме. Также итоговый

360

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 контроль по каждой теме предусматривает выполнение индивидуального задания, количество вариантов заданий – не менее 15. Учитывая специфику дистанционного образования, в УМК используется система тестовых контролей знаний студентов, в пособии рассмотрены методические указания по работе с тестами и проводятся промежуточные задания тестирования (с приведенными вариантами правильных ответов), с помощью которых студенты имеют возможность осуществлять самоконтроль по каждой теме, а также готовятся к прохождению итогового тестирования. Таким образом, изучение дисциплины предусматривает серьезную индивидуальную работу студентов с полученным материалом. Обучаемым необходимо ознакомиться с теоретическим материалом четырех разделов, выполнить лабораторные работы, пройти промежуточный контроль и тестовый контроль по каждой теме. После изучения каждой темы, как уже было сказано, каждому обучаемому необходимо выполнить контрольное задание в соответствии своего варианта. Далее приведен порядок изучения пособия. 1. Раздел «MS Word», включающий в себя четыре подраздела, в каждом из которых имеется теоретическая часть. После выполнения лабораторных работ необходимо пройти промежуточный контроль для закрепления полученных знаний. Если результат положительный, то можно переходить к контрольному заданию. 2. Раздел «MS Excel», который включает в себя восемь подразделов. После выполнения лабораторных работ, необходимо пройти промежуточный контроль для закрепления полученных знаний. Если результат положительный, то можно переходить к лабораторным работам. Для закрепления полученных знаний изученных в разделе «MS Word» и раздела «MS Excel» необходимо выполнить Итоговый тестовый контроль. При положительном результате (оценке от 3 и выше) обучаемый заканчивает изучение данных разделов и высылает результаты преподавателю. Результаты тестирования и файлы, созданные в процессе выполнения лабораторных и самостоятельных работ необходимо выложить на портал факультета информатики. После проверки результатов тестирования по первым двум разделам и работы над ошибками (в случае необходимости) обучаемому рекомендуется перейти к изучению оставшихся разделов курса. В процессе работы обучаемый также может получить консультацию преподавателя, задав свой вопрос на форуме сайта по данной дисциплине. 1. Раздел «MS Power Point» 2. Раздел «MS Access» включает факультативный раздел, в котором рассматривается метод создания простой базы данных содержащей: таблицы, запросы, формы, отчеты. Работа с данными разделами построена аналогично двум предыдущим. По результатам курса обучаемые проходят итоговое тестирование, включающее в себя материал всех разделов. Банк тестовых вопросов содержит в себе около 100 вопросов, из которых программа случайным образом

361

Секция 4 выбирает 30 вопросов, на которые студенты отвечают в течение 45 минут, как предусмотрено правилами тестирования. Содержание дисциплины «Математика и информатика», в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта, включает в себя следующие теоретические разделы дисциплины «Математика»: аксиоматический метод; основные математические структуры; теория вероятностей и статистика; алгоритмизация и языки программирования. Вопросы по выше перечисленным разделам также отражены в банке тестов. Изучить этот материал обучаемый может по входящим в кейс лекциям и практическим заданиям. Также с целью глубокого изучения разделов и ответов на вопросы по данным темам в курсе дисциплины «Математика и информатика» предусматривается проведение телеконференций. Итоговая оценка по дисциплине выставляется преподавателем на основе всех полученных ранее результатов работ с учетом итогового тестирования. В целом работа с кейсом показала его эффективность, а также раскрыла потенциал использования сетевых технологий. Таким образом, для внедрения дистанционного обучения в учебный процесс преподаватели должны уметь не только использовать новые информационные образовательные технологии, такие как системы знаний, электронные учебники, базы данных, электронную почту, мультимедийные системы и т. д., но и участвовать в их разработке. Именно целенаправленная работа по повышению квалификации преподавателя в области использования дистанционных образовательных технологий позволит перейти на новый уровень образования в современных условиях. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Захарова И. Г. Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб, заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2009.– 12-45 с. 2. Ветров Ю., Глухов И. Информационные технологии в образовательном процессе технического университета.// Высшее образование в России. – 2004 - № 3, с. 71 - 76. 3. Рабочая программа дисциплины «Математика и информатика» (ГОС – 2005), 2008. 4. Портал «Дистанционное обучение»: http://virtualacademics.ru/distancionnoe-obrazovanie-plyusy-i-minusy-1.htm

362

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Новгородова Н.Г. Novgorodova N.G. ВНЕДРЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС ПРОФЕССИОНАЛЬНОПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ INFORMATION-COMMUNICATION TECHNOLOGY IMPLEMENTATION INSIDE OF PROFESSIONAL , EDUCATION STUDY PROCESS [email protected] РГППУ г. Екатеринбург Внедрение информационно-коммуникационных технологий в учебный процесс профессионально-педагогического образования существенно повышает интерес студентов к самому процессу обучения, сокращает время на получение консультаций преподавателя и облегчает доступ студентов к обучающим материалам. Information-communication technology implementation inside of professional education study process significantly increases students interest to the study process, shortens time to get teacher's consultation and simplifies students approach to study materials. Государство поставило перед высшим образованием актуальную задачу перехода на компетентностный подход в подготовке молодых специалистов – выпускников вузов страны. А это значит, что каждый выпускник обязан стать разносторонне образованной творческой личностью. Преподаватели же вуза обязаны суметь раскрыть потенциал абитуриента и так организовать процесс обучения, чтобы каждому студенту стало интересно познавать все новые и новые дисциплины, свои собственные возможности и непрерывно развивать свои способности. Залогом успеха решения поставленной задачи построения новой образовательной модели являются: радикальное переоснащение всего учебного процесса на базе новейших информационных, коммуникационных, интерактивных и аудиовизуальных технологий и динамичная переподготовка преподавательских кадров. Роль информационных, коммуникационных, аудиовизуальных (AV) и интерактивных технологий в образовании возрастает с каждым годом. Они становятся неотъемлемой частью современного учебного процесса любого уровня: школы, колледжа, вуза. Это – мультимедийные аудиторные занятия, 3D-визуализации, интернет-технологии. Цель их внедрения в учебные процессы – создание вариативных компьютеризированных курсов, направленных на каждого обучаемого, и позволяющих каждому обучаемому найти новые дополнительные информационные технологии в качестве инструмента решения своих творческих задач.

363

Секция 4 Современный студент – это высоко информированный студент благодаря информационным технологиям, как в учебном процессе, так и в его повседневной жизни. Диалоговыми параметрами, позволяющими количественно и качественно оценить уровень получаемого образования студентов, становятся сами вопросы студентов. По качеству задаваемого вопроса можно судить об уровне компетентности студента. Особенно интересны креативные вопросы, направленные «вглубь» межпредметных знаний. Как известно, учебный процесс преподавания практически любой дисциплины вуза построен, в основном, на последовательном логическом изложении разделов дисциплины, учитывающем межпредметные связи изучаемых в вузе курсов, и нацелен на запоминание и простой тренинг в пределах базисных разделов дисциплины (на практических и лабораторных занятиях). В Российском государственном профессионально-педагогическом университете с 2007 года внедрено чтение мультимедийных лекций по дисциплине «Детали машин» с использованием виртуальных моделей в формате 3Dвизуализации, что позволяет демонстрировать пространственные перемещения, вращения, монтаж и демонтаж твердотельных моделей узлов и машин. Полный конспект лекций в формате MS Word был размещен на образовательном портале университета, к материалам которого имеет доступ каждый студент лекционного потока. Размещение на образовательном портале университета полного конспекта лекций позволило преподавателю преобразовать методику чтения лекций. На каждой лекции лектор проводит входной тестовый контроль знаний студентов по теме предстоящей лекции, затем – проводит опрос студентов с целью выяснения: что именно было им непонятно при самостоятельном ознакомлении с темой лекции. По результатам опроса преподаватель в ходе чтения лекции уделяет повышенное внимание именно этим вопросам изучаемой темы. Такая организация лекции дает возможность лектору: осуществить входное тестирование по каждой лекции, что позволяет оценить качество подготовки студентов к лекции; проводить входной опрос аудитории по теме лекции и получать (по качеству вопросов студентов) информацию о том, какие именно разделы темы следует осветить углубленно, а на чем можно сэкономить время; визуализировать путем трехмерных компьютерных иллюстраций те аспекты конструкции узла (машины), которые невозможно разъяснить иным способом; высвободить время для проведения дискуссии с аудиторией по наиболее важным разделам читаемой лекции. Вместе с этим, размещение на образовательном портале университета полного конспекта лекций позволило каждому студенту потока: иметь качественный конспект лекций;

364

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 получить возможность ознакомиться с содержанием предстоящей лекции, отметить в конспекте непонятные места и уяснить их во время чтения лекции; сформировать углубленные знания по теме каждой лекции. научиться формировать свои мысли, высказывать их публично и вести цивилизованно дискуссию по заданной теме. не выполнять сложные рисунки во время лекции, а получать квалифицированные объяснения по поводу их построения и содержания. Поскольку углубление и закрепление знаний происходит на практических и лабораторных занятиях, а также – в ходе самостоятельной работы студентов над учебным материалом, то внедрение информационных технологий в эти процессы существенно сокращает время достижения требуемых целей и повышает качество получаемых знаний. Так, например: использование MS Excel для выполнения расчетов деталей и узлов машин, позволило существенно сократить время студентов и преподавателя, т.к. отпала необходимость проверки математических ошибок. Привлечение студентов к программированию расчетов в MS Excel позволило выявить и активизировать творческий потенциал студентов. Применение 3D-визуализации в лабораторном практикуме облегчило понимание тонкостей конструирования и эксплуатации различных технологических машин. Особенно важно применение 3D-визуализации в курсовом проектировании по дисциплине «Детали машин», т.к. проектирование машиностроительных конструкций весьма сложный процесс, предполагающий наличие значительного багажа теоретических знаний по ряду дисциплин. Представление конструкций в виде трехмерных моделей существенно проще воспринимается и понимается студентами, вызывает у них желание создавать новые конструкции и модели. Использование образовательного портала университета для размещения учебных материалов и консультирования студентов существенно сокращает время и студентов, и преподавателей при выполнении и проверке самостоятельных работ студентов. Как известно, рейтинговая система оценки качества успеваемости студентов – важный фактор стимулирования студентов к формированию систематических знаний. Размещение групповых журналов на образовательном портале университета позволило каждому студенту отследить свою успеваемость в рамках учебного графика прохождения дисциплины. Каждый студент имел возможность скорректировать свою успеваемость в соответствии с рейтинговыми баллами, выставленными в групповой журнал, и уяснить свое место в рейтинге группы. Проведение консультаций через электронную почту также позволяет преподавателю ответить на вопросы студентов или проверить их работы в удобное для преподавателя время. Студентам консультации по электронной почте позволяют сократить время на ожидание получения ответа на вопросы, что часто затягивается надолго при аудиторной консультации, а также

365

Секция 4 упростить исправление ошибок в самостоятельных работах, т.к. они выполнены в электронном виде. Опыт использования информационных технологий и трехмерной компьютерной визуализации в учебном процессе изучения дисциплины «Детали машин» показал, что все виды занятий стали более интересными и динамичными. Применение анимационных слайдов и 3D-визуализации позволило преподавателю упростить процесс объяснения наиболее трудных для восприятия аудиторией разделов дисциплины, а студентам получить углубленные знания по сложным темам дисциплины в более зрелищной и доступной форме, что ранее не представлялось возможным осуществить. Итоговый опрос студентов о необходимости внедрения мультимедиа в процесс профессионально-педагогического образования показал, что на вопрос: «Что бы вы изменили в мультимедийных лекциях?» 48,3% студентов потока ответили: «Добавил бы анимацию»; 79,3% студентов ответили: «Добавил бы трехмерную компьютерную визуализацию» и 17,2% студентов ответили: «Убрал бы часть текста на слайдах лекций». Паршина В.С., Семенова Н.В. Parshina V.S., Semenova N.V. АВТОМАТИЗАЦИЯ ОБРАБОТКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО ТРУДУ AUTOMATISATION OF THE ECONOMIC INFORMATION PROCESSING ON LABOUR n.v.semenova@ mail.ru ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Для автоматизации обработки экономической информации по труду разработаны две автоматизированные информационные системы: обработки данных хронометражных наблюдений и выполнения расчетов времени на основе базовой системы микроэлементных нормативов. Они предназначены для обучения студентов, а также для использования в практический деятельности служб организации и нормирования труда организаций. To automate the processing of economic information on labour two automated information systems have been elaborated: data processing of chronometry observations and time calculations based on the basic system of trace element norms. They are designed to train students as well as to use in the practice of the organisation services and norm-fixing of the organisation labor. Содержание и объем перерабатываемой информации определяется потребностью управленческих служб в выработке решений. Одной из групп служащих, деятельность которых связана с обработкой большого объема информации, является служба организации и нормирования труда.

366

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 К информационному обеспечению предъявляются определенные требования относительно скорости и достоверности получаемых данных, выполнение которых возможно лишь на базе использования современной электронно-вычислительной техники. Необходимость использования вычислительной техники при обработке экономической информации обусловлена большой трудоемкостью расчетов и требованием повышения качества получаемых результатов. Кроме того, сокращение сроков выполнения рутинной работы путем автоматизации расчетов позволяет увеличить долю времени для выполнения творческой работы. Насыщение организаций вычислительной техникой, в том числе персональными ЭВМ позволяет получать информацию в самых различных формах и разнообразного назначения. Нарастает необходимость проектирования информационных технологий как совокупности информационных процессов разных уровней принятия решений. За последние годы получила распространение разработка и использование пакетов прикладных программ, предназначенных для решения комплекса задач определенного направления. Реализация большей части из них вызвана необходимостью удовлетворения требований внешних потребителей: органов статистики и налогообложения. Их разработкой занимаются, как правило, специальные фирмы. Вместе с тем внутри организаций (предприятий) существуют задачи, решение которых обусловлено совершенствованием деятельности, в том числе проектированием и организацией трудовых процессов. Проделанная нами работа направлена на решение задач автоматизации обработки экономической информации по труду. В свою очередь, развитие процесса обучения студентов навыкам обработки экономической информации предполагает переход от традиционных, достаточно архаичных «ручных» методов, к современным автоматизированным. При проектировании процесс обработки информации по труду условно можно разделить на три этапа: 1. Сбор исходных данных. 2. Ввод информации в ЭВМ. 3. Решение задачи и выдача информации потребителю. Предполагается создание автоматизированного комплекса лабораторных работ. В настоящее время разработаны две лабораторные работы. Первая работа – автоматизированная информационная система обработки данных хронометражных наблюдений. Предложенный программный продукт позволяет производить соответствующие расчеты, на основе которых формируется нормативная база предприятия. Для успешного функционирования программы необходимо применение персонального компьютера на базе IBM PC, оснащенного операционной системой Microsoft Windows 98/2000/XP (устойчивое функционирование указанных операционных систем подразумевает соответствие технических характеристик персонального компьютера требованиям программы), программной среды Delphi. 367

Секция 4 Разработанный программный продукт содержит: таблицу «Количество наблюдений при хронометраже» (для обращения пользователя по мере необходимости); таблицу «Нормативные коэффициенты устойчивости хронометражных рядов» и связь ее с таблицей «Хронометражные ряды»; таблицу «Хронометражные ряды», предназначенную для ввода исходных данных. Программный продукт позволяет осуществить автоматический расчет и заполнение таблицы «Хронометражные ряды». Он обеспечивает непротиворечивость и целостность выводимой информации. Интерфейс, цветовая гамма, логотипы соответствуют принятому на предприятии стандарту на оформление документов и программных продуктов. Вторая лабораторная работа – автоматизированная информационная система «Микроэлементное нормирование», которая предназначена для выполнения расчетов времени на основе базовой системы микроэлементных нормативов БСМ-1. При выполнении этой работы студент получает исходные данные в виде специальных карт исследования трудового процесса, разбивает трудовой процесс на микроэлементы. При этом микроэлементы и факторы, влияющие на время их выполнения, описываются с помощью специальных нормативных карт, каждая из которых соответствует определенной группе нормативов. Следующим шагом является фиксирование индексов, которые соответствуют значениям каждого фактора. В заключение процедуры определяется нормативное значение времени выполнения движений в процессе проектируемой работы. Все данные заносятся в общую таблицу, а нормативные значения времени выполнения каждого движения суммируются. В состав автоматизированной информационной системы входят следующие подсистемы: подсистема ввода первичных данных; подсистема расчета нормы времени на основе микроэлементов; подсистема формирования отчетов. Программное обеспечение написано на языке программирования Borland Delphi 7,СУБД Paradox 7 и работает в стандартной операционной системе Microsoft Windows 98/2000/XP. Программное обеспечение обладает функциональной полнотой для выполнения функций системы, имеет стандартные информационные связи и использует стандартные интерфейсы. Программные продукты позволяют: повысить эффективность работы пользователя; увеличить скорость ввода, расчета и обработки информации; сократить время ручного труда; минимизировать ошибки при проведении расчетов, обусловленные недостаточной квалификацией работника; автоматизировать процесс трудовой деятельности экономистов по труду; 368

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 наглядно представить данные для пользователя. Разработанный комплекс лабораторных работ предназначен для использования на практических занятиях студентами дневной и заочной форм обучения по специальностям «Менеджмент организации», «Экономика предприятия (труда)», «Управление персоналом» дневной и заочной формы обучения, а также в системе дополнительного образования и дистанционного обучения. Кроме того, он может применяться в практический деятельности служб организации и нормирования труда различных организаций при разработке нормативов для нормирования труда рабочих. Лабораторные работы выполняются на компьютерах. К лабораторным работам прилагаются пояснительные записки. Предлагаемые программы позволяют значительно сократить время обработки информации и представить этот процесс в современном виде. Лабораторные работы прошли апробацию на практических занятиях в компьютерном классе и вызвали большой интерес у студентов. Особенностью этого курса является отсутствие аналогов. Планируется продолжение работы в описанном направлении. Пирогова Т.А. Pirogova T.A. ЧТО МОГУТ ДАТЬ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ НАШЕЙ СИСТЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ WHAT COULD WE GET FOR OUR EDUCATION SYSTEM FROM ELAERNING [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В данной статье рассматриваются имеющиеся варианты осуществления образовательной деятельности, производится их детальный анализ и приводятся пути усовершенствования существующей системы при помощи современных систем электронного образования. In the article we tried to present variants of existing educational activity, made their detailed analysis and present ways of improvement of our education system by using modern systems of e-Learning. За последние столетия наука существенно продвинулась вперед в своѐм развитии. Полученные новые знания постоянно интегрируются с уже ранее известными и аккумулируются в образовательных пособиях. Таким образом, от года к году объем, необходимый для усвоения учащимся увеличивается, что не может не сказываться на качестве усвоения такого количества материала. Для решения возникающих проблем необходимо пересмотреть и актуализировать систему образования, чтобы она решала, поставленные перед ней за-

369

Секция 4 дачи подготовки квалифицированных кадров, в которых нуждается наша экономика. В целом наше образование сложилось исторически: курс начального, среднего и высшего образования. В последнее время государством была предпринята попытка улучшения качества образования путем введения дополнительного стимула к изучению школьников – ЕГЭ. Этот шаг позволил ввести единые требования к объему изучаемой информации, но он разрушил систему отбора одаренных детей и снизил качество подготовки школьников по профильным предметам. Раньше в технические и гуманитарные вузы поступали самые подготовленные абитуриенты. Проводился отбор по общим предметам (русский, литература и математика – в виде экзамена) и по профильным (физика, история, английский… в виде экзаменов, собеседований или творческих конкурсов). Это стимулировало школьников к более детальному изучению и подготовки не только общих, но и профильных предметов – так учащиеся накапливали знания и опыт в профильной области. Сейчас, с введением ЕГЭ, абитуриенты почти все свое внимание уделяют математике и русскому. В запущенном состоянии находятся практически все остальные предметы, ученики не знают, как пишутся сочинения! Школа обеспечивает тренированность школьников на сдачу тестов по этим предметам. По результатам ЕГЭ в вузы поступят только те, кто хорошо написали тесты, а что с теми, кто плохо сдал математику и русский, но гениален по профильным предметам?.. До ЕГЭ существовал другой путь поступления для одаренных детей – олимпиады. Учитель, заметив талант ученика, отправлял школьника представлять школу (это было почетно!) на олимпиаде. Далее происходил отбор и таким образом выделялись самые одаренные дети района, города, области и страны. Этим учащимся предоставлялось право поступить в вузы города или передовые вузы страны. И где такие дети сейчас? Хорошо, если они написали достойно и русский и математику, а если нет? Тогда они смогут поступить в слабые учреждения, не способные дать достойное развитие их способностей. Сейчас вузам самим необходимо проводить олимпиады с целью поиска одаренных детей и доучивать студентов до соответствующего уровня. Одним из способов решения поставленных задач является активное внедрение и использование информационных технологий. В последнее время по всему миру ведутся исследования путей повышения качества образования, появилось множество систем электронного образования. Необходимо задействовать все механизмы, способные улучшить сегодняшнее состояние нашего образования. Современному образованию нужны изменения, но не такие как ЕГЭ, разрушающие наше образование. Преобразования должны быть постепенными. Необходимо с одной стороны вводить некоторые пошаговые улучшения, а с другой стороны – убирать явно устаревшие элементы. Для обеспечения качественной поддержки образования со стороны информационных технологий, необходимо проанализировать все роли участни370

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ков образовательного процесса и роль каждого технического компонента. Рассмотрим, из чего состоит процесс обучения в сфере высшего образования, так как именно оно дает стране квалифицированные кадры. Существует несколько путей осуществления учебной деятельности, в зависимости от применяемых способов улучшения качества обучения. 1. Традиционная система проведения лекций, закрепление полученных знаний на практических занятиях. В условиях увеличения объемов информации эта система теряет свою эффективность, так преподавателю, чтобы успеть охватить весь курс приходится укрупнять материал, а некоторые аспекты пропускать. Вследствие чего, студенту все труднее усвоить заданный объем. Учащийся вынужден самостоятельно восполнять пробелы. На поиск и отбор информации тратится много времени, а на усвоение и запоминание времени не остается. 2. Некоторые педагоги создают электронные материалы всего курса (обычно это простой текстовый документ), а на лекциях разбирают сложные. При такой схеме преподавания у студента не возникает проблем с поиском материала, но степень вовлеченности учащегося в образовательный процесс достаточно низкая. Индивидуальные задания в традиционном обучении сдаются в печатном виде преподавателю. Другие студенты не могут ознакомиться с результатами этих работ. Современные информационные системы электронного образования (eLearning) позволяют выстроить систему обучения эффективнее. К такой системе учащийся может получить доступ в любое время и в любом месте, где есть точка доступа к сети Интернет. 3. Образовательный процесс с использованием средств e-Learning. Лекционный материал выстраивается по принципам дистанционного обучения. С помощью встроенных расширенных функций системы, лекции сопровождаются схемами, таблицами, рисунками, диаграммами и различной анимацией, например, видеоизображения опытов… При выполнении индивидуальных заданий, с помощью форумов студенты смогут обменяться опытом, выложить результаты своих исследований. Взаимодействие студентов возрастет. Более эффективными станут и коллективные задания. На форуме группа создает свою тему, обсуждают проблемы, предлагают пути решения, выбирают наилучший выход, выкладывают еженедельные отчеты о проделанной работе, выкладывают итоговую презентацию своей работы для других групп. В учебном заведении рассматриваются различные точки зрения на те или иные решения, обсуждаются возможные области применения полученных результатов. Группы выстраивают “структуру знаний” предмета, идет сравнение полученных в разных группах систем. Возможно дальнейшее усовершенствование этого образовательного процесса. 4. Персонализированный процесс обучения с использованием средств eLearning. 371

Секция 4 Необходимо сменить обычный процесс просмотра информации с экрана на активное вовлечение студента в образовательный процесс. Для этого следует предоставить студенту свободу в выборе интересующей его темы в рамках изучаемого предмета; в выборе путей решения проблем, с которыми учащийся встретился в процессе исследования; в поиске возможных применений результатов исследования в жизни. Учебное заведение может высказывать некоторые предпочтения, но не должно препятствовать индивидуальной работе студента, преподаватель лишь направляет студента. Учебный процесс тогда обретет следующий план построения обучения. А. Преподаватель задает некоторую проблемную область, подбирает материал, дает краткие описания существующих вопросов – и выкладывает информацию на образовательный портал. Б. Студенты разбирают материал, находят интересные для них решения проблем и места их применения. В. На занятии происходит обсуждение выбранных проблем. Преподаватель направляет индивидуальную исследовательскую деятельность учащегося. Г. Студент готовит окончательную презентацию своей работы, с учетом комментариев преподавателя. Осуществляет исследование того, как его работа пересекается с исследованиями других учащихся. Д. В классе происходит показ презентаций, студенты делают заметки по всей проблемной области и пишут отзывы, отчеты, результаты. Качество учебного процесса существенно повышается, так как образовательная деятельность множественна – каждый учащийся исследует свою область, а в совокупности происходит всесторонняя, множественная работа; параллельна – студент делает свое задание одновременно с другими участниками процесса обучения, смотрит, что они сделали (соперничество – кто как далеко продвинулся); мобильность - учащийся сам выбирает место и время, которое ему нужно для исследования. Системы электронного обучения, как было рассмотрено выше, могут существенно улучшить качество образования и степень вовлеченности студентов в процесс обучения. Цель данной статьи – раскрыть важность проблемы усовершенствования системы образования и пути решения данной задачи. Образование – система, подверженная устоявшимся традициям, но еѐ деятельность можно сделать более эффективной. Не позвольте этому консерватизму заслонить важность технологий будущего.

372

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Для реализации полноценного электронного образования необходимо наличие четырех составляющих: электронной библиотеки, электронных образовательных материалов, инструментария, для реализации электронного образования и наличия средств электронного взаимодействия. Беспалько, В.П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия)// НПО «МОДЭК». – 2002.– С. 21–128. Paul Lefrere. Activity-based scenarios for and approaches to ubiquitous eLearning // Springer-Verlag London Limited, 2007. – C. 219. – 226. Польщиков А.В., Тутарова В.Д., Гладышева М.М. Polschikov A.V., Tutarova V.D., Gladysheva M.M. ОБ АКТУАЛЬНОСТИ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕСТИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ABOUT THE URGENCY OF WORKING OUT AND INTRODUCTION OF INTELLECTUAL INFORMATION-TESTING SYSTEM [email protected] МГТУ имени Г.И. Носова г. Магнитогорск В статье рассмотрены проблемы использования компьютерных средств в образовании, показана актуальность разработки и внедрения интеллектуальной информационно-тестирующей системы. Приведена одна из возможных программных реализаций. In article problems of use of computer means in formation are considered, the urgency of working out and introduction of intellectual information-testing system is shown. One of possible program realizations is resulted. С момента появления первых больших ЭВМ и по сегодняшний день, интенсивно изучаются проблемы разработки и проектирования системного и прикладного программного обеспечения. В настоящее время бурное развитие переживают новые направления исследовательской деятельности, в частности, системные исследования в области компьютерных технологий, методологии анализа и синтеза новых информационных решений, в том числе и в образовании. Для проектирования систем до недавнего времени использовались сложные профессиональные методики и программные средства. Одним из первых в этой области можно назвать стандарт CALS (Computer-Aided Lifecycle Support). По методике CALS, при проектировании, создавался информационный двойник системы, с которым можно было проводить любые исследования. В середине 80-х годов, в связи с усложнением разрабатываемых систем, были выдвинуты новые требования и к системам проектирования. Был создан стандарт STEP, который позволял проводить формализованные описания сложных природно-технических объектов. Он являлся единст-

373

Секция 4 венным форматом, позволяющим обмениваться данными системам разных разработчиков. В связи с бурным развитием области программного обеспечения потребовались новые методы для проектирования информационных систем. При проектировании сложных программных комплексов в настоящее время применяется технология CASE (Computer Aided SoftWare Engineering). Эта совокупность методологий анализа, проектирования, разработки и сопровождения сложных систем программного обеспечения, поддержанная комплексом взаимосвязанных средств автоматизации. CASE-технологии позволяют оптимизировать любую систему уже на стадии проектирования. Для этих целей был разработан специализированный язык UML (Unified Modeling Language, универсальный язык моделирования). Это индустриальный стандарт на язык для спецификации, визуализации, конструирования и документирования программных систем, разработанный методологистами G.Booch, J.Jacobson и J.Rumbaugh из Rational Software. Практически все современные системы проектирования поддерживают спецификацию UML. Например, это объектно-ориентированная CASE-система Rational Rose. Также важно, что последние версии распространенных современных средств визуального проектирования как Borland Delphi и Borland C++Builder тоже поддерживают технологию CASE. Таким образом, проектирование сложных программных комплексов становится доступно любому разработчику. В случае с электронным образованием можно сделать следующую аналогию с приведенным выше высказыванием: необходима разработка специализированного интеллектуального комплекса программных средств для профессиональной подготовки кадров, так как они имеют особенности, не находящиеся в достаточной степени родственными программным системам вообще. Среди таких особенностей можно отметить глубокий психологический и социальный фактор разработки образовательного программного обеспечения, научно-методические, технологические и воспитывающие системы дидактических требований, и т.д. Обучение с использование компьютерных технологий становится новым образовательным стандартом, который внедряется во все структуры, проводящие подготовку и переподготовку специалистов (колледж, вуз, производство). Кроме того, необходимость непрерывного образования и оперативного освоения новых знаний, с одной стороны, и возможности новейших сетевых компьютерных технологий, с другой, создали условия для развития систем дистанционного обучения (СДО). Одним из направлений применения информационных технологий и телекоммуникаций в развитии образовательного пространства России является централизованное тестирование на компьютерах. В настоящее время проведены исследования по проблеме автоматизации этого вида тестирования, обеспечивающие повышение степени теоретической, методической, технической и программной оснащенности процесса создания и применения компь374

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ютерных тестов и процедур тестирования на автономных компьютерах, в локальных сетях и через Internet. Теоретические и практические результаты исследований позволяют в сжатые сроки разрабатывать типовые проектные решения по методическому, программному и техническому обеспечению тестирования на компьютерах – создания унифицированной распределенной структуры информационных, иерархически связанных между собой, баз данных и инструментов (программных комплексов) для работы с ними. Такие решения хотя и являются подчас оригинальными, но не отвечают требованиям качества образования. Остается нерешенной проблема определения области незнания по результатам тестирования. Для этого необходимо использовать методы исскуственного интеллекта и не только оценить знания, но и сформировать материал и запланировать экспресс-подготовку студента в начале следующего семестра. Таким образом, актуальность разработки и внедрения интеллектуальной информационно-тестирующей системы обусловлена: 1. Бурным развитием, которое переживает сфера электронного образования в настоящее время. 2. Отсутствием требований к обучающим и тестирующим системам, формализованных в достаточной для математической и программной реализации степени. 3. Отсутствием разработанных интеллектуальных информационнотестирующих систем. Их применение в учебном процессе позволит решить ряд фундаментальных проблем педагогики, основные из которых – индивидуализация обучения в условиях массовости образования, развитие творческой активности и способностей студентов к познавательной деятельности, систематизация и контроль процесса обучения со стороны преподавателя. Одной из реализаций такой концепции является программный продукт «Обучение и тестирование», разработанный группой студентов под руководством Ильиной Е.А. в ходе выполнения работ по научным грантам. Программный продукт состоит из модулей «Преподаватель», «Студент», «Администратор», «Статистика» (см. рисунок)

375

Секция 4 Администратор Создание и импорт учебного материала в «ОиТ»

Преподаватель

Работа (обучение и контроль) в АОС «ОиТ»

Студент

Набор рекомендаций для оптимального построения учебного процесса

Обработка результатов тестирования

Статистика Набор рекомендаций для дальнейшей работы в «ОиТ»

Рисунок. Взаимодействие схема системы «Обучение и тестирование»

Предполагается разработка модуля «Самостоятельная работа студента», который позволит студенту изучать материал по имеющимся дисциплинам без непосредственного участия преподавателя, в удобное для студента время. Он будет полностью совместим с автоматизированной обучающей системой «Обучение и Тестирование 3.0», что в свою очередь позволит преподавателю анализировать самостоятельную работу студентов. Гладышева, М.М., Романов П.Ю. Моделирование системы формирования исследовательских умений будущих инженеров-программистов // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. – Челябинск, 2007 Польщиков А.В., Усманов И.Ф. Современное образование. Автоматизированные обучающие системы. Сборник статей VI Всероссийской научно-практической конференции-конкурса. «Технологии Microsoft в теории практике программирования», г. Томск, ТПУ, 2009. Попов К.А. Popov K.A. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ MATHCAD ПРИ ИЗУЧЕНИИ КРИВЫХ USING OF MATHCAD IN STUDY OF CURVES [email protected] Волгоградский государственный педагогический университет г. Волгоград В статье приведены варианты построения кривых, не имеющих явного вида в декартовой системе координат. We present variants for constructing the curves that do not have the explicit form in the Cartesian coordinate system.

376

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Практически все преподаватели математики, работающие со студентами первых курсов, сталкиваются с проблемой непонимания материала, связанного с исследованием свойств параметрически заданных функций, неоднозначных функций и работой с функциями в полярных координатах. Причем данная проблема характерна для студентов любого вуза и технического, и педагогического и экономического профиля. Связано это с тем, что в школе функция определяется как взаимно однозначное соответствие между двумя переменными. Этот стереотип очень тяжело изменить. Одним из наиболее эффективных средств решения проблемы представляется интеграция в курс математики («Высшей математики» или «Математического анализа») элементов информационных технологий, использующих ресурсы математического пакета Mathcad. Mathcad прост в использовании и позволяет строить графики функций в различных системах координат, что делает возможным быстрое освоение навыков работы с интерфейсом программы и быстрое построение графиков функций практически любой сложности. Кроме того, часто работу по построению моделей в Mathcad начинают с построения наиболее простых с позиции используемого математического аппарата объектов – кривых. Простота математики здесь заключается в том, что математические кривые уже сами по себе являются моделями каких-либо объектов или процессов. Поэтому построение компьютерной модели заключается лишь в интерпретации существующей математической модели и ее графическом отображении. Рассмотрим в качестве примера построение окружности с центром в начале координат и радиусом R. Всем известное со школы уравнение окружности имеет вид: x2 y2 R2. Но из того же школьного курса математики мы знаем, что одному значению абсциссы соответствуют два значения ординаты, отличающиеся только знаком, равные по модулю. То есть, уравнение, описывающее окружность, не является функциональной зависимостью в «традиционном» понимании термина «функция». При этом следует отметить, что Mathcad оперирует именно «традиционными» функциями и не строит функции, заданные в общем виде уравнением F(x, y) = 0. Таким образом, для построения окружности мы должны решить задачу о переходе от уравнения в общем виде к уравнению или системе уравнений, которые позволили бы построить окружность, используя арсенал стандартных функций оболочки. Данная задача может быть решена несколькими способами. Первый вариант решения может состоять в приведении уравнения кривой к явному виду, то есть, необходимо преобразовать (если это возможно) исходное уравнение к виду y = f(x). Для уравнения окружности это будет выглядеть следующим образом. x2 y 2 R2 ,

377

Секция 4 y2

R2

x2 ,

R2

y

x2 .

R 2 x 2 и y 2( x) R2 x2 , Мы получили пару функций: y1( x) определенных на множестве x [ R, R]. Остается только построить графики этих функций. Листинг 1. R

2x

y1(x)

R

R

2

R

2

x y2( x)

0.001 R

R

2

2

x

2

y1 ( x) y2 ( x)

2

0

2

2

x

Таким образом, мы построили окружность заданного радиуса, используя представление уравнения окружности в виде пары функций. При этом происходит «сшивание» графиков функций в единый график неоднозначной функции. Другой метод построения окружности может быть сведен к параметризации исходного уравнения. При этом необходимо представить переменные х и у в виде функций какого-либо параметра. В случае окружности в качестве параметра удобно взять значение угла наклона вектора, соединяющего начало координат (центр окружности) с точкой, лежащей на окружности. В этом случае координаты точек окружности будут задаваться системой уравнений: x(t ) R cos(t ),

y (t )

R sin(t ). Угол наклона может принимать произвольные значения, но актуальными в рамках нашей задачи будут лишь значения принадлежащие произвольному отрезку множества действительных чисел длиной 2 , например, t [0, 2 ]. Теперь надо построить график параметрически заданной функции. Листинг 2. R 2t 0 0.01 2 x( t) R cos( t) y( t ) R sin( t )

378

НОТВ-2010

Новые образовательные технологии в вузе

2

y ( t) 2

0

2

2

x ( t)

Отметим, что приведенный выше вариант параметризации уравнения окружности не является единственным. Последний вариант интерпретации математической модели для построения на компьютере будет состоять в переходе от декартовой системы координат к полярной. В этом случае переменные х и у представляются в виде функций расстояния от начала координат и полярного угла. x cos ,

y sin . Подставляем данные выражения в уравнение окружности и получаем. 2 2 cos2 sin 2 R2 , 2 cos2 sin 2 R2 , 2 R2 , R. Видим, что уравнение окружности вырождается в тождественное равенство радиус-вектора значению радиуса окружности. Соответственно, значения полярного угла не ограничиваются и могут быть выбраны произвольно. Строим модель в полярных координатах. Листинг 3. R 2 phi 0 0.1 10 rho ( phi) R

379

Секция 4 90 120

60

150

30

rho ( phi ) 180

0

1

2

210

3

0

330 240

300 270 phi

Таким образом, кривые на плоскости могут быть построены с использованием трех несколько отличающихся друг от друга подходов. Но эти подходы взаимно дополняют друг друга, позволяя путем несложных математических преобразований (схема 1) строить графики самых разных функций. Явная функция в декартовой СК

Параметрически заданная функция в декартовой СК

Явная функция в полярной СК Схема 1. Варианты преобразования функций для интерпретации средствами Mathcad.

Соответственно, именно так и строятся графические модели многих реальных процессов и явлений. В приложении к математике так строятся астроида, циклоида, строфоида, конхоида, циссоида, кардиоида, улитка Паскаля, спираль Корню и много других кривых.

380

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Проскунов И.В. Proskunov I.V. ВИРТУАЛЬНАЯ ХИМИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ КАК ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ VIRTUAL CHEMICAL LABORATORY AS THE ELEMENT OF DISTANCE EDUCATION SYSTEM [email protected] Кемеровский технологический институт пищевой промышленности г. Кемерово Рассматривается бесплатная программа ''Virtual Chemistry Laboratory'' версии 1.5.0., разработанная сотрудниками университета Карнеги-Меллона (Питтсбург, США), и возможность ее использования при дистанционном изучении курса общей и неорганической химии. The free program "Virtual Chemistry Laboratory" ver. 1.5.0., developed by employees of university of Carnegie-Mellon (Pittsburgh, the USA), and possibility of its use at distance studying of a course of the general and inorganic chemistry are considered. Хорошо известно, что цикл естественнонаучных дисциплин, в отличие от предметов гуманитарного профиля, был введен в систему дистанционного образования большинством зарубежных вузов одним из последних. Камнем преткновения была проблема дистанционного выполнения студентами лабораторных работ и экспериментов по биологии, химии, физике, астрономии. Ведущие вузы мира решали этот вопрос по-разному: от почтовых рассылок аудио- и видеокассет с демонстрацией тех или иных экспериментов, радио- и телевизионных трансляций опытов, до отправления бандеролей с набором минимально необходимого лабораторного оборудования, реактивов и измерительных приборов. Российские вузы начали внедрять элементы полноценного дистанционного образования (в современном понимании этого термина), к сожалению, позже других в мировом университетском сообществе. С другой стороны, сейчас у нас есть отличная возможность не повторять чужих ошибок и промахов. Ставка на информационные возможности компьютерных технологий, конечно же, ни у кого не вызывает сомнений. Хотя уровень компьютеризации населения в России и качество оказываемых потребителям информационно-коммуни-кационных услуг вносит и в это вопрос свои коррективы. Виртуальные компьютерные лаборатории за последние десять лет стали основным звеном системы дистанционного лабораторного эксперимента в учебном процессе. Но если, как правило, за рубежом работа в таких лабораториях происходит «on-line» в реальном режиме времени, то в большинстве периферийных вузов России, пока, к сожалению, «off-line». Отсюда перед автором данной публикации встала задача нахождения в Интернете программных разработок, которые можно было бы применить на кафедре общей и неорганической химии Кемеровского технологического института пищевой

381

Секция 4 промышленности в рамках завершения разработки полного цикла дистанционного обучения по соответствующей дисциплине. Основные критерии выбора программы были следующие: бесплатность (freeware); автономность; русскоязычный интерфейс; модифицируемость (редактируемость). Найти в Сети виртуальную химическую лабораторию, удовлетворяющую данным условиям, оказалось не просто. Любая поисковая система выдает сотни российских сайтов с предложением купить более или менее подходящую программу, десятки сайтов с возможностью подключиться к сети и поработать в демо-режиме 5-10 минут, и если понравилось, то опять же купить. Много в сети отличных программ по химии, ставших бесплатными изза взлома хакерами, которые, разумеется, не могут быть использованы нами в учебном процессе. А большинство бесплатных виртуальных лабораторий не выдерживают никакой критики из-за своей примитивности. И все же на сайте http://www.chemcollective.org/applets/vlab.php университета Карнеги-Меллона (Питтсбург, США) искомая программа ''Virtual Chemistry Laboratory'' ver.1.5.0. была найдена. Виртуальная химическая лаборатория реализована как Java-приложение и является симулятором лаборатории и лабораторных работ по неорганической/аналитической химии. Размер программы 4,3 мегабайта. Она работает в среде Windows XP/Vista/7. Программа абсолютно бесплатная, как и большинство программного обеспечения, разрабатываемого в вузах США для учебного процесса. Страница русифицированной версии, содержащая дополнительную информацию по установке и настройке, находится на:http://eduwiki.uran.net.ua/wiki/index.php/Виртуальная_химическая_лаборат ор-ия. Версия файлов русификации: 0.23.04.2008. Данная программа позволяет создавать собственные лабораторные работы, а на сайте http://ir.chem.cmu.edu есть также подборка загружаемых лабораторных работ. Для работы программы требуется установленная среда исполнения Java (Java J2SE JRE v 1.4.2 или выше), русификация и тестирование проводились с Java Runtime Environment (JRE) 6 Update 2, поэтому рекомендуется загрузить именно эту версию, доступную на сайте Sun Microsystems по адресу: http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp. Запуск русифицированной версии ''Virtual Chemistry Laboratory'' производится из командной строки Windows: vlab.jar -l ru. В настоящей версии программы русифицированы: A. Большая часть интерфейса программы. B. "Лаборатория по умолчанию", представляющая собой набор веществ, реактивов и реакций, достаточный для проведения виртуальных демонстраций и лабораторных работ по стехиометрии, кислотно-основному титрованию, демонстрации свойств буферных растворов и термохимии. C. Пошаговая демонстрация эксперимента. 382

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 D. Лабораторные работы по теме «Растворимость». E. Справочная система не русифицирована. Файл локализации интерфейса lang.xml полностью русифицирован, отображение некоторых элементов интерфейса на английском языке связано с особенностями программного кода vlab.jar. Для локализации существующих и создания новых лабораторных работ используется бесплатное приложение Virtual Lab Authoring Tool (английский интерфейс), идущее в комплекте с программой. Краткое руководство по работе с ним на английском языке находится на http://ir.chem.cmu.edu/pdf/authortut.pdf. Директория Аssignments программы уже содержит 40 лабораторных заданий, сгруппированных по 8 темам. Например, работы «Растворимость солей при различных температурах», «Произведение растворимости», «Зависимость растворимости от температуры» находятся в теме «Растворимость». В качестве примера можно привести текст практического задания в работе «Произведение растворимости»: спланируйте и выполните эксперименты в Виртуальной Лаборатории, дающие ответы на следующие вопросы: 1. Используйте Виртуальную Лабораторию для определения произведения растворимости (ПР) следующих веществ: AgCl, SrSO4, Ag2CO3, Sr(IO3)2. 2. Какова растворимость данных веществ в моль/дм3? 3. Верно ли утверждение, что для любой пары солей соль с большим значением ПР всегда более растворима? Обоснуйте ответ. В распоряжении экспериментатора находятся мерные колбы объемом от 100 до 1000 мл, мерные цилиндры от 10 до 50 мл, колбы Эрленмейера на 250 и 500 мл, химические стаканы на 250 и 600 мл, пипетки от 5 до 25 мл, капельные пипетки, бюретки на 50 мл, фарфоровые тигли, рН-метр, горелка Бунзена, электронные весы и разнообразные химические реактивы, включая индикаторы метиловый оранжевый, метиловый красный, фенолфталеин и бромкрезоловый зеленый, а также растворы сильных и слабых кислот и оснований различных концентраций. Необходимо отметить, что программа ''Virtual Chemistry Laboratory'' выгодно отличается от других программ подобного вида наличием модуля авторской правки существующих лабораторных работ и проектирования новых экспериментов (Virtual Lab Authoring Tool). При его использовании легко пополнять базу существующих реакций, растворов, реагентов с указанием их агрегатного состояния, цвета, молярной массы, термодинамических функций, таких как энтальпия и энтропия. Данная утилита позволяет в рамках унифицированного дистанционного эксперимента варьировать, если это необходимо, параметры заданий для каждого студента в отдельности. Так как программа ''Virtual Chemistry Laboratory'' работает автономно на любом персональном компьютере, то в ее структуру не входит модуль автоматической отправки отчета по выполненной лабораторной работе через Интернет в головной вуз. Нет в программе и формализованного бланка отчета по работе, что на наш взгляд, скорее плюс, чем минус. Это позволяет сту383

Секция 4 дентам при обсуждении результатов экспериментов с преподавателем по электронной почте наиболее полно высказывать свою точку зрения. Савина Е.А. Savina E. ПРИМЕНЕНИЯ ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ ДЛЯ ПРОВЕРКИ БАЗОВЫХ ЗНАНИЙ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ APPLICATION OF THE TEST CONTROL FOR CHECK OF BASE KNOWLEDGE ON THE THEORETICAL MECHANICS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Рассматривается вопрос о целесообразности создания электронной базы данных с задачами для текущего контроля по теоретической механике и разработки репетиционной тестовой системы в целях усовершенствования контроля знаний и улучшения качества образования. The question on expediency of creation of an electronic database with problems for the current control of knowledge of the theoretical mechanics is considered. Современное обучение уже трудно представить без использования в учебном процессе информационных технологий [1,2]. За последние годы кафедрой теоретической механики УГТУ-УПИ создано большое количество учебно – методических комплексов по различным дисциплинам, включающих в себя полную структуру учебного курса: лекции, методику решения задач, задания для самоконтроля, дополнительные ресурсы для самостоятельной и творческой работы. Использование в учебных модулях графики, видео и мультипликации позволяет на новом уровне передавать информацию обучаемому и улучшить ее понимание. Однако без адекватной оценки качества обучения трудно говорить о сбалансированном учебном курсе. Контроль дает возможность увидеть ошибки, оценить результаты, осуществить коррекцию знаний и навыков; позволяет повысить мотивацию, является средством обучения и развития. Он должен быть естественным продолжением обучения. Компьютеризация тестирования по сравнению с использованием традиционных форм контроля имеет ряд преимуществ. Автоматизированные тесты обеспечивают возможность быстрого и объективного оценивания качества знаний, способствуя повышению рентабельности образования за счет экономии времени преподавателей. Несмотря на широкое применение компьютерных технологий в процессе обучения, ведущая роль остается за преподавателем. Он является организатором учебного процесса, консультантом, экспертом. Наряду с необходимостью оценивания качества знаний по дисциплине не менее важна оценка познавательной деятельности обучаемых, их творческой активности. В этом 384

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 случае использование тестирования вряд ли является уместным. Поэтому наиболее доступной сферой для применения тестового контроля является проверка базовых знаний. Текущий контроль усвоения пройденного материала побуждает обучаемых к систематическим занятиям по предмету и способствует формированию дополнительной мотивации к обучению. Таким образом педагог может добиться гарантированного усвоения базовых знаний, умений и навыков и уделить больше внимания общению с обучаемым на уровне концепций и выводов, проверить традиционными методами не столько знание, сколько понимание проблематики дисциплины. В достижении поставленной цели большую роль играют репетиционные тесты, которые предлагают обучаемому работу в режиме самоконтроля с заданиями, аналогичными тем, что будут предложены им впоследствии в качестве контрольных. Подобные системы тестирования позволяют проверить степень готовности обучаемого к тестированию, знакомят с порядком работы, объемом и сложностью заданий, методикой решения типовых задач, предлагают справочные материалы и т.д. Преподавателями кафедры теоретической механики УГТУ-УПИ активно используются тестовые технологии и рейтинговые системы обучения в учебном процессе. Создана и успешно функционирует электронная база данных для контроля остаточных знаний по теоретической механике. Учитывая опыт кафедры в разработке тестовых заданий по теоретической механике и возможности современных информационных и коммуникационных технологий, предлагается создать электронную базу вопросов и задач для текущего контроля знаний обучаемых по теоретической механике. Дисциплина «Теоретическая механика» входит в цикл естественнонаучных дисциплин, изучаемых в техническом вузе. В данной дисциплине, как и в любой точной науке, учебный материал и требования к качеству обучения структурируются и нормализуются естественным образом. Курс теоретической механики состоит из трех частей: статики, кинематики и динамики. В каждом разделе есть набор базовых знаний, контроль усвоения которых лежит в основе текущего тестирования. Поэтому задания в тестах должны быть подобраны таким образом, чтобы можно было проверить основные уровни усвоения обучаемыми знаний. К их числу относятся: знание основных понятий и определений изучаемой темы; понимание и умение применять полученные знания при решении типовых задач; умение анализировать различные ситуации, находить решение нестандартных задач; умение обобщать изученный материал, устанавливать связь с ранее изученными темами. Для проверки указанных уровней усвоения знаний пригодны как тесты с заданиями закрытого типа, содержание которых сопровождается несколькими занумерованными вариантами ответа, так и с заданиями открытого типа без указания возможных вариантов ответа.

385

Секция 4 Но важно не только оценить степень усвоения пройденного материала, но и эффективно управлять деятельностью обучаемых по изучению учебной дисциплины. В случае недостаточно высоких результатов, необходимо направить силы обучаемого на устранение пробелов в подготовке, а затем пройти повторное тестирование. В этом случае неоценимую помощь оказывают репетиционные тесты, которые предлагают обучаемому работу в режиме самоконтроля и сопровождаются справочными материалами, включающими в себя основные понятия, определения, формулы изучаемой темы, методику решения типовых задач. С этой целью на кафедре создается банк решенных задач в виде компьютерных презентаций, что позволяет на новом уровне передавать информацию обучаемому и улучшить ее понимание. Создание и развитие базы данных с вопросами и задачами для текущего контроля, разработка репетиционной тестовой системы позволят усовершенствовать контроль знаний и улучшить качество образования. Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании: Учеб. пособие для студ. Высш. пед. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 192 с. Хортон У., Хортон К. Электронное обучение: инструменты и технологии / пер. с англ. – М.: КУДИЦ–ОБРАЗ, 2005. – 640 с. Серков Л.А., Русских Н.А. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ MACROMEDIA AUTHORWARE ПРИ ПОДГОТОВКЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ [email protected] Европейско -Азиатский институт управления и предпринимательства г. Екатеринбург Технология Macromedia Authorware применяется для создания полноценного интерактивного учебника, прошедшего редакционно-издательскую подготовку и технически реализованного в виде отдельной программы. Основные компоненты учебника подготовлены в разных специализированных программных пакетах: Adobe Photoshop – подготовка растровых изображений, Macromedia Authorware – интеграция компонентов в единое целое и публикация учебника. Technology Macromedia Authorware is applied to creation of the highgrade interactive textbook technically realized as the separate program. The basic components of the textbook are prepared in the different specialized software packages: Adobe Photoshop - preparation of raster images, Macromedia Authorware - integration of components into a single whole and the publication of the textbook. Развитие компьютерных средств, информационных и коммуникационных технологий привело к созданию значительного числа программных пе-

386

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 дагогических средств (ППС). В общем случае ППС можно разбить на следующие группы: управляющие, обучающие, диагностические, тренировочные, имитационные и моделирующие, микромиры, инструментальные средства, средства удаленного доступа. Возможности современных компьютерных средств и информационных технологий позволяют возложить на средства обучения часть функций преподавателя и часть функций обучаемого, принятых в классической форме обучения. В связи с этим классификация ППС возможна по функциональному признаку: выполнение функций педагога, обучаемого или средства обучения. В зависимости от степени выполнения тех или иных функций в данной триаде, ППС могут быть разделены на программные средства обучения или программные средства учения. Многообразие существующих ППС приводит к многомерности рассмотрения их роли в вопросе формирования информационной культуры студентов. Учебные пособия, имеющие электронную форму, существенно отличаются от своих традиционных печатных аналогов. Подача учебных материалов с включением мультимедийных компонент: графики, анимации, видео, звукового сопровождения, моделирования в динамике реальных ситуаций, вовлекают студента в активный процесс обучения и делают процесс познавания глубоким и всесторонним. Основное же преимущество компьютерного учебника заключается в его интерактивности, т.е. наличии обратной связи со студентом непосредственно при «прочтении» такого учебника. Используя различные элементы управления компьютерный учебник может буквально «следить» за процессом изучения студентом учебного материала, создавая на основе всплывающих подсказок, звуковых эффектов и речевых наговоров, соответствующих анимационных клипов и видеофрагментов эффект присутствия «виртуального преподавателя». Кроме того, полноценный электронный учебник, естественно, сопровождается системой контроля приобретенных знаний и тестирования, при организации которой также используются его интерактивные компоненты. Именно в таком понимании применения электронного учебного издания в Европейско – Азиатском институте управления и предпринимательства разработан настоящий компьютерный учебник «Интернет - технологии», который предназначен для студентов очной, заочной и дистанционной формы обучения. Цель разработки – создать полноценный интерактивный учебник, прошедший редакционно-издательскую подготовку и технически реализованный в виде отдельной программы. Студент должен изучать материал учебника самостоятельно в компьютерном классе или в любом другом оборудованном месте (в том числе и дома). Основные компоненты учебника подготовлены в разных специализированных программных пакетах: Adobe Photoshop – подготовка растровых изображений, Macromedia Authorware – интеграция компонентов в единое целое и публикация учебника в исполнимый exe-файл либо в html-формат для размещения в сети.

387

Секция 4 Особое внимание при создании учебника уделялось интерактивным компонентам, которые создавались разными программными средствами. Кроме обычных графических иллюстраций в тексте учебника многие иллюстрации сопровождаются элементами управления – соответствующими кнопками и «оживают» при их активизации. Интерактивные компоненты учебника создавались, используя ресурсы пакета Authorware. Это специально предназначенная для создания учебных курсов программа, работающая по принципу построения схемы курса. Сначала составляется схема курса из набора стандартных кадров, а затем эта схема заполняется контентом (содержанием): текстом, графикой, анимацией, видео и др. При этом использовались кадры Interaction для создания страниц учебника, содержащие меню основных разделов и параграфов, а также для рубрики «Рассмотрим подробнее». В этой рубрике используется способ взаимодействия с пользователями Hot Object (горячий объект). В частности, в параграфе «Поисковые системы» представлена панорамная фотография Web -страницы. Студент наводит курсор мыши на выделенные в снимке области и получает ее увеличенное изображение с поясняющими подписями. Для создания интерактивной системы тестирования в учебнике Authorware располагает специальной библиотекой объектов Knowledge Objects, которая содержит пять основных видов тестов, определенных образовательными стандартами. Однако возможности этого программного пакета так же широки, как у Flash, так как он так же имеет встроенный язык программирования. Стожко Н.Ю., Калугина И.Ю., Чернышева А.В., Белышева Г.М., Мирошникова Е.Г. Stozhko N., Kalugina I., Chernysheva A., Belysheva G., Mi-roshnikova E. ИНФОРМАТИЗАЦИЯ В ОБУЧЕНИИ ХИМИИ INFORMATIZATION FOR CHEMICAL EDUCATION [email protected] Уральский Государственный экономический университет г. Екатеринбург Рассматривается методика подготовки инновационно-активных специалистов в области пищевой промышленности и торговли. Внедрение в учебный процесс современных приборов со специализированным программным и методическим обеспечением, программного комплекса для тестового контроля знаний, умений, навыков студентов позволяет подготовить квалифицированных специалистов, способных к результативной работе по специальности. The approach to training of innovative-active specialists in the field of the food-processing industry and trade is considered. Introduction in educational process of modern devices with program and methodical maintenance, a program complex for the test control of knowledge, abilities, skills of students allows to prepare the qualified experts capable to productive work on a speciality.

388

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 При подготовке инновационно-активных специалистов в области пищевой промышленности и торговли важную роль играют сформированные умения оценки состава, свойств, безопасности пищевых продуктов. Информатизация в обучении химии усиливает практическую направленность в обучении и позволяет подготовить инновационно-активных специалистов. Компетентностный подход в подготовке специалистов предполагает формирование у будущих выпускников профессиональной компетентности, которая включает не только знания, умения, профессиональные навыки, но также развитые индивидуальные способности, обеспечивающие самостоятельность профессиональной деятельности. Новейшие технические средства постепенно превращаются в обязательный комплекс обучения в высшей школе. Внедрение в учебный процесс компактных микропроцессорных приборов со специализированным программным обеспечением и методическим руководством позволяют студентам осваивать большой объем теоретического и практического материала. В рамках лабораторного практикума по курсу «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа», разработанного для студентов технологических и товароведных специальностей, значительная часть времени отведена изучению электрохимических методов анализа. В лабораторном практикуме применяются: программно-аппаратный комплекс ИВА-5 для инверсионно-вольтамперометрического определения ионов металлов в пищевых продуктах и непродовольственных товарах, многофункциональный потенциометрический анализатор МПА-1, сочетающий возможности потенциометра, иономера и измерителя антиоксидантной активности. На кафедре химии УрГЭУ разработана компьютерная программа «ЭКСПОТИТР» (свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ № 2007611021), позволяющая обрабатывать экспериментальные данные потенциометрического титрования, полученные с использованием анализатора МПА-1 (или любого другой марки рН-метра), а также рассчитывать концентрацию вещества в исследуемом образце методом. Программа обеспечивает выполнение следующих функций: наполнение оболочки экспериментальными данными, проведение автоматизированной обработки результатов эксперимента, графическое представление зависимости, описывающей процесс при потенциометрическом титровании, определение объема титранта в конечной точке титрования, вычисление концентрации вещества в образце. В качестве примера на рисунке 1 представлен протокол определения содержания органических кислот в яблочном соке.

389

Секция 4

Рис. 1. Протокол определения содержания органических кислот в яблочном соке

Для определения содержания нескольких ионов в пищевых продуктах разработана компьютерная программа ЭКСПОМИНЕРАЛЬ». Программа предназначена для автоматизированного определения содержания гидрокарбонат (HCO3 -) и карбонат (СO3 2-) ионов в образце методом потенциометрического титрования. Программа позволяет графически представить зависимость (∆pH от ∆V), характеризующую процесс потенциометрического титрования карбонат- или гидрокарбонат-ионов, в том числе при их совместном присутствии в растворе; определить объемы растворов титранта (V) в конечных точках титрования (КТТ), соответствующих процессам перехода СO3 2- → HCO3 – и HCO3 - → H2CO3; вычислить концентрацию определяемых гидрокарбонат- и карбонат-ионов в исследуемом образце. Программа может применяться в вузах и колледжах при проведении лабораторного практикума по курсам «Аналитическая химия», «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа», «Аналитическая химия и физико-химические методы контроля качества пищевых продуктов», а также в пищевой промышленности и в экологических лабораториях, занимающихся мониторингом состояния окружающей среды, а также в лабораториях санитарно-эпидемиологического надзора, занимающихся оценкой как качества пищевых продуктов, так и товаров народного потребления. Программы «ЭКСПОТИТР» и «ЭКСПОМИНЕРАЛЬ» внедрены в учебный процесс. Они используются в курсе «Аналитическая химия и физико-химические методы анализа» в лабораторном практикуме. Материалы заявки программы «ЭКСПОМИНЕРАЛЬ» подготовлены и отправлены на государственную регистрацию. Наличие персональных компьютеров, входящих в лабораторные комплексы электрохимических, оптических и хроматографических анализаторов,

390

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 позволяют осуществлять систематический контроль знаний студентов непосредственно в условиях лабораторного практикума. Для определения уровня обученности студентов на кафедре химии разработан программный комплекс для тестового контроля знаний, умений, навыков «УПРОТЕСТ» (свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005610641). Созданный на кафедре программный комплекс «УПРОТЕСТ» позволяет: наполнить программу любым предметным содержанием, использовать ее для контроля в различных областях знаний; получить каждому тестируемому из общего массива базы индивидуальную выборку вопросов для конкретного сеанса; немедленно получить результаты тестирования, проанализировать допущенные ошибки, и по окончании сеанса провестиь статистическую обработку результатов. Универсальная компьютерная программа контроля знаний студентов включает в себя тестирующую и диагностирующую части. Использование программы тестирования в течение всего семестра, стимулирует систематическую работу студентов и гарантирует объективную итоговую оценку их учебной деятельности. Информатизация в обучении химии способствует повышению качества образовательного процесса и позволяет подготовить специалистов, востребованных современным рынком труда. Стровский Л.Е., Гордеев Г.Д. Strovsky L.E., Gordeev G.D. О ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ ЭКОНОМИСТОВМЕЖДУНАРОДНИКОВ INTENSIFICATION OF EDUCATION FOR SPECIALISTS IN THE FIELD OF WORLD ECONOMY [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Поднимаются важные вопросы вузовской подготовки высококвалифицированных экономистов и в частности экономистов-международников и специалистов по внешнеэкономической деятельности. В этой связи приобретает первостепенное значение как внедрение инновационных технологий, способствующих интенсификации и совершенствованию учебного процесса, так и использование учебных курсов помогающих повышать общую и профессиональную культуру будущих специалистов. Essential problems of higher education for high-quilified specialists in economics, especially in the field of world economy, are studied in the paper. Special attention is paid to the innovative technologies implementation, a med et intensification of studying process and to the incorporation of disciplines, designed to develop general and professional culture of future specialist.

391

Секция 4 В связи с продолжающимися рыночными преобразованиями в России все более возрастают роль и значение внешнеэкономических связей. Всякие непродуманные решения в этой области, будь то на федеральном уровне, на уровне региона или предприятия приводят к экономическим потерям. Конечно, метод проб и ошибок по-прежнему существует, но ошибки, особенно на правительственном уровне чреваты серьезными финансовыми огрехами. В стране, при широком использовании международного опыта, требуется совершенствование подготовки кадров по внешнеэкономической деятельности и международным экономическим отношениям. Справедливости ради отметим, что с каждым годом уровень экономического образования, прежде всего, самих преподавателей экономических и управленческих дисциплин резко повышается. Большинство специалистов признают, что необходимо в своем развитии и в образовании изучать, прежде всего, общемировой опыт, экономические законы, которые уже проявили себя в аналогичных ситуациях других стран и на их основе строить обучение новых специалистов, учитывая особенности страны. Если уже более 20 лет мы признаем рыночный путь развития, то настало время изменить пренебрежительное отношение к коммерции, маркетингу, продавцам. Во многих странах общественное мнение считает работников коммерции самыми способными, разносторонне развитыми и перспективными специалистами. Основное и необходимое требование к таким специалистам – доброжелательность и коммуникабельность с любым партнером по переговорам, по торговле. По данным психологов люди с такими качествами встречаются достаточно редко. Незнание и неумение вести коммерческие переговоры отрицательно отражается не только на решении экономических проблем, но и на всей внешней политике даже соседних, ранее дружественных стран. Решение экономических проблем и менеджмент невозможен без соблюдения элементарных правил делового этикета. И вновь – это не вина экономистов, а их беда, длительный запрет на общение с мировой цивилизацией привел к появлению «нуворишей». Думается, настало время изучения минимума знаний и практики по деловой, коммерческой, международной этике для каждого специалиста с высшим образованием. Теоретическая, лекционная часть содержания обучения для экономистов международников сегодня у нас уже, практически, на том же уровне, что и в вузах Европы. Признание рыночного пути развития нашей страны – признание свободы мнений. Возможность изучения разнообразных точек зрения, используя разнообразные источники информации – радио, телевидение, журналы, газеты а, особенно, Интернет – позволяют сравнивать мнения, дискутировать и иметь собственную точку зрения по той или иной проблеме. Это исключительно важно для специалиста-экономиста и, прежде всего, международника. Сегодня в режиме on-line возможно обсуждение актуальной экономической проблемы, имея точку зрения как российскую, так и любой другой страны, или изучать экономические воззрения отдельных групп ученых. 392

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 При сравнении европейского опыта обучения в высших учебных заведениях и российской практики обращает на себя внимание существенное различие по разделу практики. Даже при чтении лекции обязательно теоретическое положение поясняется, пусть даже условным, но практическим примером, а часто и не одним. Практические занятия включают решение нескольких вариантов задач, проблем, деловых ситуаций на заданную тему. В кампусе, регионе, министерстве создается соответствующая база учебных задач, в создании которой принимают участие преподаватели, что дает им право самим использовать наработки коллег. Объединение лучших лекций с лучшей базой практических занятий с использованием персональных компьютеров позволяют проводить индивидуальное обучение не только студентов-заочников (дистанционное обучение), вечерней формы, а что особенно перспективно, студентов, находящихся в одной аудитории! Находясь в одной группе, студенты имеют разную способность к восприятию предложенного материала. Наиболее способные студенты успевают прочесть теорию, разобрать задачу (возможно не одну), которую предложено разобрать в аудитории и решить контрольный (возможно не один) вариант. Менее способный студент, за это же время, этого не успевает, а возможно ему потребуется и разъяснение присутствующего в аудитории преподавателя. Серьезные резервы повышения качества обучения имеются в организации этого процесса. Во-первых, непонятно, почему до сих пор российская система образования не перешла на другую систему оценки знаний? Очевидно, как школьным учителям, так и профессорско-преподавательскому составу вузов, что пятибальная система практически всех уравнивает. Мировая практика уже давно приняла, как минимум, 10-и балльную систему. Наиболее распространена 20 и 100 балльная система, более понятная и справедливая как для учащихся, так и для преподавателей. Во-вторых, пора в вузах переходить на письменную форму контроля знаний, которая резко снижает субъективность и волюнтаризм при ответах, проводить более объективную апелляцию оценок и оценить контроль полноты авторского содержания читаемого курса. Многие европейские вузы предполагают оценку важности того или иного вопроса в билете, которая должна быть сообщена студенту до его ответа. В-третьих, следует восстановить абсолютное доверие к заведующим кафедрами и деканам. Они перед началом нового учебного года имеют право сравнивать новое содержание курса с тем, что было прочитано в прошедшем году. Далее, в нашем образовании настала пора обсудить систему уровня оценки знаний. Первый серьезный положительный шаг сделан – единый государственный экзамен введен в школе. Французский преподаватель, завышающий оценки своим студентам, подвергнется дополнительной проверке как сам, так и его студенты. Часто стремление к завышенным оценкам расценивается как слабая квалификация преподавателя, а высокие оценки студен-

393

Секция 4 там – нежелание отвечать на их вопросы, проводить дополнительные занятия и повышать свою квалификацию. Одна из самых серьезных проблем нашего образования – производственная практика и стажировки. Проблема не может быть решена только силами вузов, должна быть создана совместная система заинтересованности вуз - Народное хозяйство. Естественно, ни за рубежом, ни в России студент без реальных стажировок, без элементарной практики не нужен ни одному работодателю. В этом направлении следует сразу продумывать систему со стажировками за границей, и прием иностранных студентов на стажировку и практику в нашей стране. При этом Европа, вслед за США и Англией заинтересованы в иностранных студентах, но с предварительным отбором, тестированием до приглашения на обучение. Самостоятельная, серьезная проблема в системе образования – эффективность использования выделенных средств. Каков оптимум в соотношении ППС и других сотрудников? Проблема стимулов преподавателей в конкурентоспособности вуза? Прозрачность бюджета и его составляющих? Уровень администрирования и бюрократии? Ротация управленческих кадров? Каковы должны быть необходимые «средства производства» для преподавателя экономиста? Очевидно, что в современных условиях задача инновационного развития не имеет решения без участия бизнеса в совместных с иностранными партнерами инвестиционных программах и, конечно, образовательных проектах. В этой связи необходимо всемерное усиление роли кадрового состава, научно-методической и материальной базы внешнеэкономической деятельности как на уровне менеджмента университета, так и исследовательской, и преподавательской работы факультетов и кафедр. Совершенно очевидно, что качественных изменений не произойдет без приоритетного усилия специализированной кафедры – научно-методического центра координации. Надеемся, что новые возможности появятся и в Уральском Федеральном Университете. Наиболее целесообразный вариант – организационно выделить факультет (институт), где был бы сосредоточен интеллектуальный потенциал, способный осуществлять поддержку внешнеэкономической деятельности научно-учебных подразделений университета и выполнять научные исследования, определяющие механизмы ускоренной интеграции отечественной промышленности в мировое экономическое и культурное пространство. В образовательном процессе подготовки в нашем университете инженерных кадров нового поколения также трудно переоценить значимость знаний современной мировой экономики, научно-технического прогресса и практических коммуникаций.

394

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Ступникова Т.В., Косицына О.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА [email protected] Благовещенский государственный педагогический университет г. Благовещенск Современные инновационные технологии являются мощным инструментом ускорения прогресса во всех сферах общественного развития. Важная роль в процессе создания и использования инновационных технологий принадлежит системе образования, особенно высшей школе как основному источнику квалифицированных кадров и мощной базе фундаментальных и прикладных научных исследований. Modern innovative technologies have become a powerful tool boosting progress in all spheres of social development. Education system especially higher education as the source of qualified specialists and a powerful background of fundamental and applied scientific research plays an important role in the process of creating and use of innovative technologies. Под инновационными технологиями обучения понимается педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино-, аудио-, видеосредства, компьютеры и др.) для работы с информацией. В наше время практически невозможно представить себе полноценный учебный процесс без внедрения новых технологий, в том числе компьютерной техники. Это вполне объяснимо, поскольку постоянно возрастающий объем информации по каждой дисциплине, которую должен усвоить студент, зачастую не вмещается в рамки учебных часов, отведенных государственным образовательным стандартом. Кроме этого, хорошо иллюстрированный материал делает учебный процесс более компактным, наглядным и соответственно, более эффективным. В настоящее время во многих вузах России, в том числе и в Благовещенском государственном педагогическом университете, разрабатываются и используются как отдельные программные продукты учебного назначения, так и автоматизированные обучающие системы по различным учебным дисциплинам. За последние пять лет на кафедре ботаники и методики обучения биологии БГПУ разработан ряд программных продуктов учебного назначения: электронные учебники, лабораторные практикумы, словарисправочники, справочники-определители растений, компьютерные презентации иллюстративного характера, программы-тренажеры, тестовые системы и др. Кроме этого накоплен значительный видеоматериал на цифровых носителях. С целью повышения эффективности и качества процесса обучения, активизации познавательной деятельности нами разработаны электронные учебно-методические комплексы для изучения и освоения курсов «Ботаника

395

Секция 4 с основами фитоценология», «Биогеография», «Агроэкология», спецкурсов «Флора и растительность Приамурья», «Интродукция растений», которые размещены на сайте университета. Любая биологическая дисциплина содержит разделы, посвященные изучению биоразнообразия, где преподаватель знакомит студентов с разнообразными таксонами живых организмов. В этот момент и приходит на помощь мультимедийная презентация. В связи с этим нами были разработаны компьютерные презентации при изучении некоторых разделов биологических дисциплин. Например, в курсе «Биогеография» такую форму обучения мы используем на лекционных занятиях при изучении разделов «Биогеографическое районирование» и «Биомы Земли: структурно-функциональные портреты». В курсе «Ботаника с основами фитоценологии» мультимедийную презентацию используем на лабораторных занятиях, посвященных изучению основных порядков и семейств покрытосеменных растений, лишь в качестве небольшого фрагмента при характеристике представителей местной флоры и их хозяйственной роли. В некоторых случаях при помощи мультимедийных технологий возможно и осуществление контроля знаний студентов. Сначала проверочные задания выводятся на общий экран, студенты отвечают на поставленные вопросы, а затем на экране демонстрируется правильный ответ. Сравнивая собственные ответы с правильными вариантами, обучающиеся сразу узнают о верном выполнении задания или допущенных ошибках. Однако, любая инновация имеет две стороны: технологическую, связанную со спецификой ее использования, и личностную, позволяющую преподавателю влиять на эффективность освоения инновационного процесса. Если личностная сторона не вызывает особых затруднений при достаточной квалификации преподавателя, то в отношении технологической стороны сразу встает вопрос о техническом обеспечении этого процесса. На сегодняшний день из шести учебных аудиторий, закрепленных за кафедрой, мультимедийной проекционной аппаратурой оснащены только две аудитории. В будущем планируется оснащение других учебных лабораторий обычными мониторами и миниатюрными CD-DVD проигрывателями. Как показала практика, использование инновационных технологий в процессе обучения позволяет повысить эффективность преподавания, прежде всего, за счет высокой наглядности информации. Сегодняшние студенты имеют при себе электронные носители, сменные диски, т. е. они практически постоянно готовы к получению и обмену цифровой информацией. Это дает им возможность активного творческого сотрудничества с кафедрой по созданию, приобретению и обмену учебно-методическим материалом. Таким образом, использование инновационных технологий не только повышает квалификационный уровень самого преподавателя, но и стимулирует активность студентов, их инициативность и самостоятельность. В заключение следует отметить, что компьютер – всего лишь инструмент, которым нужно умело пользоваться, не превращая его в самоцель. По-

396

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 этому компьютерные технологии должны не подменять, а дополнять традиционные формы обучения: лекции, практические и лабораторные занятия. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Борисов Н.В. Образовательные технологии как объект педагогического выбора: Учебное пособие. - М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2000.-146 с. 2. Образовательная среда вуза: ресурсы, технологии: Материалы региональной научно-методической конференции. - Благовещенск: Амурский гос. ун-т, 2006.-287 с. 3. Чернилевский Д.В. Дидактические технологии в высшей школе. – М.: Колос, 2002.-66 с. Сутужко В.В. Sutuzhko V.V. ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПСИХОЛОГИИ INFORMATION-COMMUNICATIVE TECHNOLOGY IN PSYCHOLOGY [email protected] Институт социального образования (филиал) Российского государственного социального университета г. Саратов В настоящее время применение информационно-коммуникативных технологий в науке и образовании несвободно от психологических ошибок, которые конечно неизбежны и обусловлены рядом причин. Однако современная практика образования совершенствуется, и психологические знания во многом становятся фундаментом, определяющим внедрение информационно-коммуникативных технологий в преподавание учебных предметов. Now application of information-communicative technologies in science and education is not free from psychological errors which are certainly inevitable and caused by a number of the reasons. However modern practice of formation is improved and psychological knowledge in many respects becomes the base defining introduction of information-communicative technologies in teaching of subjects. Привлекательность понятия «информация», выступающего связующим звеном между объективной реальностью и субъективным миром, в психологии почувствовали сразу же после формирования основных идей информационно-коммуникативной теории. Вместе с тем, информационный подход со временем девальвировался, так как не привел к возникновению новой картины психической активности, где при сохранении изначальной строгости и объективности математической теории можно было бы сколько-нибудь приблизиться по адекватности к классическим понятиям психологии, основанным на традиционных «субъективных» категориях. Например, основателям информационной концепции в психологии не удалась с помощью языка коммуникаторов интерпретация даже самых общих и простых психических феноменов. Тем не менее, информационно-коммуникативная теория, лишив397

Секция 4 шись пристального внимания со стороны психологии, продолжала развиваться. Современная информатика радикально отличается от первоначальной убежденности, при которой 30-40 лет назад прямолинейно утверждали, что в четком и недвусмысленном ответе на сакраментальный вопрос: «Быть или не быть?» всегда содержится ровно 1 бит информации. В стороне от научной моды продолжал совершенствоваться и информационный подход к психике. Процесс информатизации в психологии имеет свои внешние и внутренние проблемы. Анализ внутренних проблем информатизации психологии естественно начать с момента рождения и названия психологической науки. В отличие от неопределенной и спорной ситуации с рождением психологии, время начала информатизации психологии датировать легче. Она начинается с выделения первых понятий, категорий, терминов, того, что в эпоху Интернета получило название «ключевые слова». Культура представляет исследователю слова, термины, понятия, а он оперирует ими, оценивает их, придает им новые значения и смыслы в своей работе. Разные культуры предоставляют психологу разный исходный материал. То, что придает термину определенный смысл, есть Дискурс, частью которого он является. Термины выступают инструментом, с помощью которого ученые стремятся к обобщению, переносу житейских знаний, ограниченных перечнем задач, ситуаций и лиц, на которые они распространяются, на более широкую область применения. Люди, далекие от науки, склонны иронизировать по поводу увлечения ученых давать необыденные названия, так как они считают, что название ничего не объясняет и ученые подменяют решение проблемы ее названием. История открытий в области естествознания опровергает это мнение. Хотелось бы думать, что в психологии большую роль сыграли психологические термины. К сожалению, сделать это сегодня невозможно, и есть основания полагать, что этого не произойдет никогда. Впрочем, согласно радикальной концепции логического атомизма мир представляет собой коллекцию элементарных «атомических» фактов. В ее рамках была сформулирована гипотеза о том, что существует изоморфизм между «атомами» фактов объективного мира и «атомами» языка человека», каждому факту мира соответствует атомическое предложение в языке. Этапу выделения понятий соответствует этап использования орудий предметного мира. «Язык, научный в частности, есть орудие мысли, инструмент анализа, и достаточно посмотреть, каким инструментом пользуется наука, чтобы понять характер операций, которыми он занимается… Психологический язык современности, прежде всего, недостаточно терминологичен: это значит, что психология не имеет еще своего языка» [1]. В последние годы психология активно использует термины информатики, кибернетики, математики, логики, теории систем, менеджмента. В последние годы произошли существенные изменения в области терминологической науки. Ее практические приложения связаны с менеджментом терминологии, который включает в себя создание терминологии предметной области и ее терминографическую запись в форме терминологических данных, словарей, лексиконов, глоссариев, тезаурусов, энциклопедий. Оживились эпистемологические исследования, посвященные изучению способов созда398

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 ния научного знания и роли, которую играет при этом научная терминология. В духе постмодернизма, теорий фракталов и хаоса, синергетики, которые изменили научную картину мира и нас самих, необходимо пересмотреть соответствие между воспринимаемыми нами объектами и понятиями, которые мы конструируем в процессе мышления и познания объектов. Теперь перейдем к этапу сбора и накопления фактических данных, которому исторически предшествовал длительный этап построения теорий в рамках философии. Далее, анализируя эволюцию психологии, будем отличать хронологические датировки этапов процесса информатизации от их логической последовательности, и следовать последней. На этом этапе возникает потребность в измерении, специальных приборах и аппаратуре. Одним из первых психологических приборов стал метроном, с помощью которого в институте В. Вундта оценивали объем сознания [2]. Как и в других науках, переход от умозрительных рассуждений к экспериментированию и измерению способствовал прогрессу. Исключительную роль приборов и устройств подчеркивает тот факт, что научная деятельность многих выдающихся ученых начиналась с их применения. Анализ своеобразия этапа накопления экспериментальных данных в психологии показывает, что использование механических приборов, а затем автоматизация исследований не сопровождались столь заметным научным прогрессом, как в естественных и инженерных науках. Данные точных измерений внесли немного ясности в то, что происходит, когда человек думает или учится, общается или спит, фантазирует или занимается спортом, не позволяли надежно прогнозировать его поведение, мало соответствовали потребностям практики. Познание внутреннего мира человека, его глубинной психологии, оказалось возможным без всяких технических приспособлений, если не относить к таковым кушетку, на которой располагался клиент З. Фрейда. Фрейдовские открытия в сфере неосознаваемого, переоценка роли сознания, человеческого разума, размах интегрируемых психоанализом феноменов попрежнему ошеломляют. Вклад З. Фрейда в науку состоит в том, что он вернул душу как объект изучения в психологические исследования, привлек внимание всех мыслящих людей к тому, что мы не знаем самих себя, что мы не хозяева собственных душ. Не меньшее значение имеет и то, что в отличие от других корифеев психологии, мало известных за ее пределами, ему удалось снискать популярность среди широких слоев читающей публики. Вместе с тем, достижения психоанализа противопоставили психологию, как науку о внутреннем мире человека, всем остальным наукам и, прежде всего, физике, как главной науке о внешнем мире. З. Фрейд допускал отклонения от общепринятых научных процедур: искал данные, которые подтверждали бы его теорию, и отбрасывал все, что шло с ней вразрез, демонстративно избегал статистической проверки гипотез, черпал уверенность в своей интуиции и апеллировал в конфликтных ситуациях к своему старшинству по возрасту. Сегодня многие конкретные положения теории психоанализа опровергнуты, некоторые подвергаются сомнению, вместе с тем, альтернатива машинно-приборному подходу остается привлекательной и плодотворной до 399

Секция 4 сих пор. В этом контексте принципиальные возражения против общепринятых экспериментальных процедур высказал А. Маслоу с позиций изучения высших потребностей живых существ. Оценивание, измерение и сбор экспериментальных данных, количественная обработка эмпирического материала (факто-фиксирующих суждений в контексте сложившихся концептуальных ядер) сыграли в психологии меньшую роль, чем в естественных науках, где они позволили «сжать» информацию, составить эмпирические классификации, описать статистические корреляции и закономерности [3]. Безусловным лидером разработок многих современных психологических концепций – гипотетических конструкций, специально создаваемых для данного конкретного случая, является психоанализ. Почему гость оставил свои вещи? Потому, что хочет вернуться снова. Почему часто опаздывают на работу? Потому, что подсознательно не хотят туда идти. Психоанализ представляет релевантные психические механизмы, но затрудняется предсказать, во что выльются мучительные переживания и страдания в раннем детстве – в сублимацию таланта или в становление серийного насильника. Некоторые противники психологических теорий говорят о том, что они описывают не психику человека, а корреляции, причем делают это некорректно. Так, И. Лакатос утверждал, что роль статистики в психологии определяется тем, что она дает аппарат для фальшивых подкреплений и видимость «научного прогресса», тогда как за этим не стоит ничего, кроме псевдо-интеллектуального мусора [4]. До сих пор идеалом теоретиков является формулировка инвариантных законов – законов, которые были бы равносильны для всех людей подобно тому, как процедуры абстрагирования позволили физикам сформулировать законы, отсекающие многие обстоятельства, которые могли бы играть роль в наблюдаемых ими явлениях. Однако до сих пор ни одному психологу не удалось установить какой-либо закон, который был бы вневременным, действия которого можно было бы распространить за пределы конкретной структуры в конкретно-исторический период. Нельзя сказать, чтобы на сегодняшний день информационнокоммуникативные технологии привели к каким-либо сногсшибательным и фантастическим открытиям ранее никем не подмеченных и не описанных эмпирических законов человеческого поведения (на самом деле вряд ли число таких «скрытых» закономерностей житейского уровня все еще достаточно велико). Но вместе с тем, очень многие из разрозненных психологических фактов, которые, казалось бы, уже давно известны и изучены, в контексте информационной модели не только получили свое определенное место в единой системе взаимосвязанных понятий, но и приобрели новое, более четкое и ясное звучание, представ не просто малопонятными феноменами пестрого лоскутного одеяла обобществленного субъективного мира, но и вполне закономерными следствиями (или частными проявлениями) более универсальных информационных принципов. К числу последних можно отнести не только глобальные психические явления (например, феномен динамического баланса между двумя противоположно-направленными тенденциями человеческого оценивания – стремлением к абстрагированию и конкретизации), но 400

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 и частные аспекты (например, исторические трансформации параметров восприятия субъектом объекта сексуального влечения). Таким образом, информатика вновь претендует на роль теоретического фундамента всех общепсихологических концепций, и на этот раз ее претензии выглядят значительно более обоснованными. Знание психических законов позволит адекватно оценивать информацию, так как информация неотделима от еѐ создателя и еѐ пользователя. Основная ошибка разработчиков информационно-коммуникативных технологий – элиминация того, что информация существует для человека, но не наоборот. Хотя и человек – это своеобразное хранилище информации. Однако главная психологическая истина – информация создается людьми и для людей. Размышление о взаимном влиянии информатики и психологии выводит нас и на решение многих проблем обучения психологии и исследования психических феноменов. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Выготский Л. С. Психология. СПб., 2000. С. 123 2. Вундт В. Введение в философию. М., 1998. С. 78. 3. Сутужко В.В. Оценочно-ценностная проблематика в социальногуманитарном познании// Социально-гуманитарные знания. 2008, № 5. 4. Лакатос И. Фальсификация и методология научно-исследовательских программ. М., 1995. С. 90. Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО ЭНЕРГОБЛОКА АЭС С РЕАКТОРОМ БН-800 THE NEW TECHNOLOGIES OF SPECIALISTS TRAINING FOR THE INNOVATIVE BN-800 NPP UNIT [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Показана значимость сооружения инновационного энергоблока АЭС с реактором на быстрых нейтронах БН-800 и необходимость внедрения новых технологий подготовки для него специалистов. На примере организации учебного процесса на кафедре «Атомная энергетика» УГТУ-УПИ описаны используемые приемы подготовки квалифицированных специалистов. The innovative NPP unit with the fast-breeding reactor BN-800 constructing significance and the necessity to introduce the new training technology for its specialists is shown. The qualified specialists training methods are described. The example of educational process of the “Nuclear Energy” Department of USTU is given. Перспективность технологии реакторов с натриевым теплоносителем и замкнутым топливным циклом определяется увеличением ресурсной базы атомной энергетики примерно в 100 раз за счет использования в топливном цикле всего природного урана при расширенном воспроизводстве плутония, 401

Секция 4 решением проблемы отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) при внедрении замкнутого топливного цикла (сокращение объемов ОЯТ, снижение радиологической опасности радиоактивных отходов за счет выжигания плутония и младших актинидов), возможностью достижения сопоставимой с тепловыми реакторами величины удельных капитальных затрат в перспективных проектах реакторов на быстрых нейтронах (РБН), меньшей топливной составляющей по сравнению с тепловыми реакторами с учетом затрат на обращение с РАО, наработки плутония и роста цен на уран, достижением уровня безопасности, соответствующего требованиям к реакторным концепциям новых поколений. [Петрунин]. БН-600 – единственный в мире действующий энергетический быстрый реактор, успешно эксплуатирующийся с 1980 г. на Белоярской АЭС. На его основе разработан и реализуется проект энергоблока с реактором БН-800, электрической мощностью 880 МВт. Технико-экономические показатели энергоблока с реактором БН-800 существенно улучшены в результате значительного увеличения тепловой мощности реактора и использования одного турбогенератора вместо трех в БН-600, а также – совершенствования ряда систем и строительных конструкций энергоблока. В итоге удельные капиталовложения в энергоблок значительно снижены по сравнению с БН-600. Реактор БН-800 должен продемонстрировать возможность удовлетворения основных требований к перспективной ядерной энерготехнологии, сформулированных в Инициативе Президента РФ на Саммите Тысячелетия в ООН в сентябре 2000 г. Его создание закрепит лидерство России в этом важном направлении развития атомной энергетики. Одним из основных условий успешной реализации данного инновационного направления развития атомной энергетики является опережающая подготовка квалифицированных специалистов по эксплуатации и обслуживанию систем и оборудования энергоблоков АЭС с реактором на быстрых нейтронах. Основным источником квалифицированных кадров являются образовательные учреждения. Чтобы обеспечить подготовку необходимого количества высококлассных специалистов, способных приступить к работе сразу после окончания учебного заведения без их «подгонки» к требованиям конкретного предприятия, необходима тесная интеграция образовательных учреждений и предприятий. Инновационным направлением подготовки специалистов на кафедре «Атомная энергетика» УГТУ-УПИ является организация образовательного процесса на базе решения реальных проблем атомной энергетики. Этот процесс состоит из ряда этапов, включающих в себя изучение проблем поставленной задачи, разработку путей их решения, комплекс необходимых научно-исследовательских работ, создание опытного образца, внедрение в производство. Важным условием успешной реализации этого направления является сотрудничество кафедры с ОАО «Концерн Росэнергоатом», ОАО «Атом-

402

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 энергоремонт», ЗАО «Уралэнергомонтаж» и другими предприятиями и организациями Росатома (см. рисунок). Кафедра "Атомная энергетика" УГТУ-УПИ была организована в 1961 г. в числе первых кафедр этого профиля в России. После пуска в 1980 году блока №3 с реактором на быстрых нейтронах БН-600 на Белоярской АЭС был открыт филиал кафедры. Уникальность технологии реакторов на быстрых нейтронах требует специфической подготовки специалистов для работы на АЭС. В связи с этим, определенный упор при развитии материальнотехнической базы кафедры сделан на подготовку специалистов для АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. Работы, связанные с решением проблем реакторов на быстрых нейтронах, занимают важное место среди направлений научной работы сотрудников и студентов кафедры. Это определяется не только географической близостью кафедры к Белоярской АЭС, но и тесным сотрудничеством сотрудников кафедры со специалистами основных цехов, научных отделов и лабораторий атомной станции. Важную роль играет интеграция ведущих специалистов БАЭС, организаций и предприятий, обеспечивающих создание и обслуживание оборудования РБН, в научно-педагогическую деятельность кафедры. Ряд работников БАЭС по совместительству являются сотрудниками кафедры: профессоры – директор Н.Н.Ошканов, начальник научно-исследовательского отдела А.И.Карпенко, доцент А.И.Бельтюков. Курс «Монтаж оборудования АЭС» ведет главный инженер ЗАО «Уралэнергомонтаж» В.В.Митин и часть выездных практических занятий проводится на монтажной площадке энергоблока №4, в корпусе сборки реактора БН-800. Советник главного инженера ОАО «Атомэнергоремонт» профессор А.Г.Шастин, имеющий огромный опыт проектирования и создания дистанционно-управляемых, автоматизированных и роботизированных комплексов для контроля металла и ремонта оборудования АЭС, передает свои знания студентам старших курсов кафедры.

403

Секция 4 Кафедра «Атомная энергетика» Направления подготовки Монтаж, наладка Проектирование перспективных РБН

Эксплуатация

ТОиР

Производственная практика на будущем месте работы, НИРС по теме специализации, реальная тема ДП, стажировка МОЛОДЫЕ СПЕЦИАЛИСТЫ Монтаж БН-800

БН-600

ОАО «АЭР» (РБН)

Переподготовка Руководители, специалисты, имеющие непрофильное образование

СТАЖИРОВКА, ПРИОБРЕТЕНИЕ ОПЫТА БН-1200

Энергоблок с реактором БН-800

Рисунок. Структурная схема подготовки специалистов для энергоблока с БН-800

Результаты научно-исследовательской работы отражаются в публикациях в научных журналах, докладах на конференциях, участии в научнотехнических выставках и конкурсах. На кафедре ведется подготовка диссертационных работ не только сотрудников кафедры, но и соискателей, работающих на предприятиях отрасли. Студенты под научным руководством ведущих специалистов кафедры регулярно участвуют в ежегодном конкурсе «Знания молодых ядерщиков – атомным станциям», проводимом ОАО «Концерн Энергоатом». При этом значимая часть работ посвящена тематике реакторов на быстрых нейтронах. Так, среди призовых работ в 2008 году (студенты кафедры заняли два вторых и одно третье место) второй премией отмечена работа студента группы Т-625 Д.Максимова «Разработка базы данных управления работами ЗАО «Атомэнергомонтаж» по сооружению энергоблока №4 Белоярской АЭС» (научный руководитель – к.т.н. О.Л.Ташлыков). Эту работу можно привести в качестве примера реализации инновационной формы обучения. Начав работать в ЗАО «Атомэнергомонтаж» с пятого курса, и выполняя производственные задания, Максимов Д. смог определить перспективные направления усовершенствования производственного процесса, что вылилось в реальную тему дипломного проекта и последующее внедрение работы в производственный процесс предприятия. Работа, выполненная в рамках дипломного проекта, была вне404

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 дрена в производственный процесс ЗАО «АЭМ», корректировалась в течение нескольких месяцев, и позволила значительно сократить трудозатраты и повысить эффективность документооборота. Работа была представлена на итоговой конференции «Знания молодых ядерщиков атомным станциям» в ОИАТЭ. Распределение выпускников кафедры происходит по всем АЭС России, но основная часть приходит на работу на Белоярскую АЭС, в Уралэнергомонтаж. Оба предприятия непосредственно связаны с реализацией программы развития ядерной энергетики на быстрых нейтронах, а конкретно с созданием основного звена замкнутого ядерного топливного цикла. Белоярская АЭС занимается эксплуатацией энергоблока с реактором БН-600, не имеющего аналогов в мире не по мощности, не по срокам успешной эксплуатации. ЗАО «Уралэнергомонтаж» занимается сборкой реактора БН-800 и монтажом тепломеханического оборудования энергоблока №4 Белоярской АЭС. Положительным примеров решения проблемы формирования необходимых компетенций у выпускников является сотрудничество кафедры с ЗАО «Уралэнергомонтаж», которое на протяжении многих лет осуществляет целевую подготовку специалистов для себя. В настоящий момент Белоярский монтажный участок «Уралэнергомонтажа» является ведущей организацией в производстве наиболее ответственных сборочных и монтажных работ тепломеханического оборудования энергоблока Белоярской АЭС с реактором БН800. Студенты, обучающиеся по целевому приему от УЭМа, начиная с третьего курса, проходят производственную практику на монтажных участках организации и, в частности, на сооружении энергоблока с БН-800. Участие в реальных делах, имеющих государственную важность, способствует активному формированию у молодых специалистов культуры безопасности, являющейся определяющим моментом в обеспечении безопасности атомной энергетики. Молодые специалисты быстро приобретают производственный опыт, опыт руководителей производства и как следствие, наблюдается достаточно быстрый карьерный рост. Черников А.А. (зам.главного инженера), Лушников Ю.С. (прораб), Бардуков И.М. (мастер) Наряду с комплектованием энергоблока №4 Белоярской АЭС молодыми специалистами возникла потребность переподготовки руководителей и ИТР по специальности «Атомные электростанции и установки». Значительным вкладом в модернизацию материальной базы кафедры в свете развития направления реакторов на быстрых нейтронах и в частности, строительства энергоблока БН-800, стало участие кафедры в реализации Федеральной инновационной образовательной программы «Формирование профессиональных компетенций выпускников на основе научнообразовательных центров для предприятий атомно-энергетического комплекса Уральского региона». В 2008 г. кафедрой были приобретены три аналитических тренажера, позволяющих моделировать переходные и аварийные режимы работы АЭС с реакторами различных типов, в том числе с БН-800.

405

Секция 4 В последние годы кафедрой подготовлены более 30 компьютерных учебных курсов. Ведущими специалистами кафедры написан ряд учебных пособий для студентов высших учебных заведений, в том числе серия изданий по ремонтному обслуживанию оборудования АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. Тютюков С.А., Гольдштейн С.Л. Tyutyukov S.A., Goldshtein S.L. О МЕТОДОЛОГИИ СИСТЕМНОЙ ИНТЕГРАЦИИ В ПЕДАГОГИКЕ THE METHODOLOGY OF THE SYSTEM‟S INTEGRATION IN THE PEDAGOGICS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Работа посвящена аспектам адаптации методологии системной интеграции (СиИн) применительно к решению проблем педагогической науки, возникающих при подготовке будущих специалистов в области нано-биоинфо-когни конвергентных технологий. The purpose of the present paper is to provide the adaptation of the systematic integration methodology’s for the teaching in the sphere nano-bio-cogniinfo-convergent technologies of the high technical education. В настоящее время требуется повысить роль фундаментальной составляющей в профессиональной подготовке будущих специалистов (А. В. Коржуев и В. А. Попков, 2006; В. М. Жураковский, 2008 и др.). Это становится особенно актуальным в свете появившихся потребностей мирового сообщества в разработке интегративных нано-био-инфо-когни-конвергентных (НБИКК) – технологий. На наш взгляд, необходимо активнее привлекать методологию системной интеграции (СиИн). Следует отметить, что потребуется еѐ более глубокая адаптация применительно к решению проблем педагогической науки, возникающих при подготовке будущих специалистов (бакалавров, инженеров, магистров) в области НБИКК-технологий. В частности, необходимо внести уточнения в процесс постановки задачи на адаптацию методологии и инструментария СиИн. Так, известны кортежные модели методологии СиИн и еѐ инструментария (С.С. Печѐркин, С.Л. Гольдштейн) [1]. Но они нуждаются в доработке с целью учѐта специфики педагогических проблем, в том числе возникающих в сфере НБИКК-технологического образования. В настоящем сообщении рассматриваются составляющие этих кортежных моделей с позиций адаптации под указанные проблемы. Методология СиИн в педагогике (МСиИнПед) может быть представлена: МСиИнПед=<{СВД},{ПРЦ},{ДСИ},{ПСИ},{СИМ},{МСИ},{АД};R1>, (1) где {СВД} – совокупность типов и видов педагогической деятельности, 406

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 {ДСИ} – совокупность типов и видов диалогов по разрешению ситуации на педагогическом объекте, {ПСИ} – совокупность подсказок от системно-информациологического подхода, {СИМ} – совокупность совокупность системно-информационных методологий, {МСИ} – совокупность методов системной интеграции, {АД} – адаптатор; R- учение об этих совокупностях как матрица связи. Под инструментарием СиИн для поддержки педагогической деятельности по разрешению проблемных ситуаций (ИсиИнПед) будем понимать: ИСиИнПед=<{СРМ},{СРП},{СРВ},{СДПр},{СУ},{ССП},{СПП},{САД};R2>,

(2)

где {СРМ} – совокупность средств педагогического моделирования, {СРП} – совокупность средств педагогического проектирования, {СРВ} – совокупность средств внедрения педагогических решений, {СДПр} – совокупность средств педагогического диагностирования и прогнозирования, {СУ} – совокупность средств педагогического управления, {ССП} – совокупность средств ситуационной педагогической поддержки, {СПП} – совокупность средств программных педагогических продуктов, {САД} – совокупность средств педагогической настройки с целью адаптации; R2 – матрица связи. Размерность задач как по МСиИнПед, так и по ИСиИнПед составляет порядка 10 в десятой степени. Следовательно, необходимо осуществить редукцию указанных задач применительно к педагогике (и это тоже является элементом адаптации методологии СиИн). При разработке проблем адаптивных педагогических систем обычно опираются на следующие методологические подходы: антропологический, синергетический, рефлексивный [2]. С целью повышения степени адаптации (в том числе за счѐт улучшения качества настройки параметров отечественных педагогических систем) нами предложено учитывать и экологомикроцивилизационный подход [3], который заключается в выявлении и исследовании разноуровневых связей, существующих между изучаемым объектом, например, какой-либо технико-педагогико-экономической системой, и миром природы; осуществим подход при системном применении теорий творческой деятельности, в частности, экологизированных средств педагогической изобретологии для инженерно-педагогического проектирования, для развития экологической культуры. Отметим, что в регулирующий блок экологической культуры [3] должен быть включѐн подблок элементов наносферного сознания). Кроме того, эколого-микроцивилизационный подход предполагает использование таких инструментов, как ресурсы наносферы, критерии регулирования инновационной эвристической деятельности, координация субъект-субъектных взаимоотношений (в том числе включая этнические, ментальные и гендерные различия), системы модельных показателей 407

Секция 4 в части деятельности в сфере НБИКК-технологий, динамизации функционирования (в том числе виртуального) микроцивилизаций и др. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Гольдштейн С. Л. Системная интеграция бизнеса, интеллекта, компьютера. Книга 1: Учеб. пособие. – Екатеринбург: ИД «ПироговЪ», 2006. 392 с. 2. Третьяков П. И., Митин С. Н., Бояринцев Н. Н. Адаптивное управление педагогическими системами. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. 368 с. 3. Тютюков С.А., Тютюков В.С. Экологический подход в подготовке студентов профессионально-педагогического вуза.– Екатеринбург: Изд-во Рос. гос. проф.-пед. ун-та, 2005. 167 с. Тютюков С.А., Гольдштейн С.Л., Тютюков В.С. Tyutyukov S.A., Goldshtein S.L., Tyutyukov V.S. ПАКЕТ НАУЧНЫХ ПРОТОТИПОВ СИСТЕМЫ ИНТЕГРАЦИИ ТЕХНОЛОГИЙ В ПЕДАГОГИКЕ THE MODELS OF SCIENTIFIC PROTOTYPES OF THE SYSTEM‟S INTEGRATION TECHNOLOGIES IN THE PEDAGOGICS [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Разработан пакет моделей научных прототипов системы интеграции технологий в педагогике применительно к подготовке будущих специалистов в техническом вузе, в том числе в области нано- био- инфо- когниконвергентных технологий. The questions of the design of the models scientific prototypes of the system’s integration technologies in the pedagogics for the teaching future specialists in the sphere nano-bio-cogni-info-convergent technology are discussed in this article В современных условиях имеется потребность в совершенствовании систем подготовки будущих специалистов (бакалавров, инженеров, магистров) в вузах. В частности, это относится к вопросам разработки интегративных нано-био-инфо-когни-конвергентных (НБИКК)-технологий (В.Г. Горохов, М. Ковальчук). Система интеграции технологий в педагогике (СИТ-П) – сложный, многосвязный объект, для адаптации которого к проблемам НБИККтехнологического образования нужно иметь представление о лучших мировых достижениях и о конкретных корпоративных разработках. Иными словами, необходим пакет научных прототипов и пакет корпоративных прототипов. Подобная методология известна [1], но настройка этого системного метода требует учѐта специфических предметных, в частности, педагогических задач. 408

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Целью данной работы являлась разработка пакета моделей научных прототипов СИТ-П, в том числе применительно к решению вопросов подготовки в вузе будущих специалистов в области НБИКК-технологий. Выполнен литературно-аналитический обзор с выявлением аналогов и прототипов и их домоделированием в рамках концептуального и структурного формализмов. Литературно-аналитический обзор проблематики СИТ-П проведѐн по следующим направлениям: педагогические технологии, в том числе в сфере НБИКК-технологий; интеграция технологий в педагогике; система интеграции технологий в педагогике; развитие системы интеграции технологий в педагогике. Изучены все доступные авторитетные источники информации, в результате анализа оценены полнота, достоверность, релевантность и пертинентность этой информации, выявлены аналоги, из которых экспертно по системе критериев проведѐн отбор прототипов. Составляющие пакета прототипов, ранжированные по структурному принципу, приведены в таблице. Также выявлены и прототипы по алгоритмам функционирования (в таблице не представлены). Приведены только два ранга прототипной модели СИТ-П (нулевой ранг – система, первый – подсистемы). В целом сформирован пакет прототипов, отличающийся пятиранговой структурой (второй ранг – блоки, полученные после декомпозиции подсистем, третий ранг – узлы, полученные после декомпозиции блоков; четвѐртый – методики, полученные после декомпозиции узлов). Так, блок 1.4 ДКОТ профильной педагогической интеграции включает в себя узлы: 1.4.1 – средств интеграции, 1.4.2 – способов интеграции, 1.4.3 – компонентов интеграции, 1.4.4 – цели, направленности, состава и структуры интеграционного процесса, а также и предложенный нами узел коррекции запроса на развитие интеграции. Так же декомпозированы другие блоки, узлы. Кроме того, в таблице представлены результаты анализа содержания прототипов на предмет выявления их недостатков Общим недостатком всех прототипов является их функционально-структурная неполнота.

409

Секция 4 Таблица. Состав базового пакета научных прототипов (фрагмент) Наименование прототипа и источник Частные недостатки прототипа информации Прототип нулевого ранга Система интеграции технологий в пе- Существующая СИТ-П не адаптировадагогике (СИТ-П) [Гольдштейн С.Л. с на к потребностям инженерной педасоавт.] гогики, в т. ч. в области НБИККтехнологий Прототипы первого ранга Подсистема 1 дисциплинарноОтсутствует ориентация на функциокорпора-тивной организации техноло- нирование в условиях постиндустригий в педагогике (ДКОТ-П) [Селевко ального общества знаний Г.К.] Подсистема 2 междисциплинарной Требуется развитие концепции интеподдержки технологий в педагогике грации гуманитарных, естественнона(МПТ-П) [Девисилов В.А.; Носков учных, технических знаний М.В.] Подсистема 3 трансдисциплинар-ной Недостаточно обоснована стратегия (конвергентной) организации техноло- развития подсистемы гий в педагогике (ТКОТ-П) [Горохов В.Г.; Роко М.К. с соавт.] Подсистема 4 адаптивного управления Недостаточна динамичность системы технологиями в педагогике (АдУТ-П) образования, т.к. слабо сформированы [Третьяков П.И. с соавт.] условия для реализации непрерывного образования Подсистема 5 системной интеграции в Слабо разработаны средства системпедагогике (СиИнПед) [Шмарион ной интеграции в педагогике Ю.В. с соавт.] Анализ выявленных и приведѐнных в таблице недостатков элементов структуры СИТ-П является основанием для формулирования гипотез о предполагаемых решениях, которые отражают особенности развития методологии, педагогических инструментария и технологий, а также уровня результатов образования. Сформулированы следующие гипотезы. Во-первых, построение СИТ-П позволит расширить и уточнить представления о современном образовании, поскольку в процессе формализации образовательного материала, его упорядочения и формирования этой локализованной версии системной интеграции – СИТ-П – будет затронуто не какоенибудь одно звено педагогической системы высшего профессионального образования, а вся совокупность еѐ элементов и связей между ними (цели, задачи, принципы, педагогические условия, методы и средства обучения и воспитания, деятельность преподавателей и студентов). Функциональноструктурные аспекты совершенствования СИТ-П включают разработку новых подсистем, в частности метапедагогической настройки параметров технологий в педагогике (МеНаПТ-П), и вводом блоков междисциплинарной

410

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 поддерживающей интеграции (в подсистему 2 МПТ-П), педагогической футурологии (в подсистему 3 ТКОТ-П), интегративного парирования помех (в подсистему 4 АдУТ-П) и средств системной интеграции (в подсистему 5 СиИнПед). Во-вторых, разработка СИТ-П позволит усовершенствовать инструмент построения специальных технико-технологических знаний (в т.ч. в сфере НБИКК-технологий) будущих и состоявшихся инженеров и инженеровпедагогов в соответствии с концепцией устойчивого социоприродного развития общества. Этому, в частности, будут способствовать: развитие экологомикроцивилизационного интегративно-поддерживающего подхода в профессиональной подготовке студентов вуза, учѐт закономерности неизбежного использования достижений экологизированной педагогической изобретологии в профессиональном образовании, развитие критериев социотермодинамики для обоснования целеполагания, целесообразности и уточнения стратегии позитивного движения системы высшего профессионального образования. В третьих, разработка СИТ-П, вероятно, обеспечит выполнение задачи поиска адаптационных педагогических технологий, способствующих формированию у студентов критического стиля мышления. В частности, необходимо осуществить позиционирование бионико-генетического метода в качестве дидактического и использовать его при проектировании содержания образования по дисциплинам технического профиля. В четвертых, применение СИТ-П должно обеспечить повышение уровня интеграции подготовки будущих специалистов в техническом вузе. С учѐтом сказанного выше и на основе базово-уровневого определения системной интеграции (С.Л. Гольдштейн) нами предложена модификационная концептуальная модель системной интеграции в педагогике. СиИнПед – это современный интеллектуально-информационный и коммуникационнотехнологический процесс с функциями: а) систематизации понятий, знаний и действий по объектам-источникам проблемных ситуаций в педагогическом проектировании, ресурсам для разрешения проблемных ситуаций, модели деятельности по разрешению проблемных ситуаций, системноинтеллектуальной поддержке деятельности, эффективности деятельности, б) объединения понятий, знаний и действий с учѐтом сложности ситуаций, в) использования понятий, знаний и действий для фиксации реального и желаемого состояний ситуации и реализации управления, при разрешении сложных проблемных ситуаций в современном педагогическом проектировании путѐм эколого-микроцивилизационного описания педагогических объектов и организации диалогов лиц, принимающих решения, с объектами и подсказчиками (естественного или искусственного интеллекта) на основе структуры субъектов деятельности (в широком смысле - власти, инвесторов, потребителей технологий, в том числе нано-информационных, и систем, их производителей, посредников, конкурентов; в узком смысле – методистов, администраторов, преподавателей, студентов) и специальной инструментальнотехнологической среды в составе корпоративной, междисциплинарной, кон411

Секция 4 вергентной, управленческой, метапедагогически-настроечной подсистем (с соответствующими блоками,узлами и методиками), сложившихся связей и интерфейсов, новых связей и системно-интеграционного интерфейса, направленных на уточнение задач за счѐт снижения неопределѐнностей и нечѐткостей, их позиционирование в сознании лица, принимающего решения, и указание направления решения в связи с непрерывным переводом педагогических технологий в статус субъекта электронного- и нано-бизнеса с целью еѐ устойчивого развития в триаде «природа – общество – человек». 1. Гольдштейн С.Л., Печѐркин С.Л. Системный метод прототипирования //Вестник РАЕН. 2009. №4. С. 57-60 Усманова Г.Р. Usmanova G.R. ПРИМЕНЕНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ ПАКЕТОВ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОСТРАНСТВЕ ВУЗА APPLICATION OF GRAPHIC PACKAGES OF THE FREE SOFTWARE IN EDUCATIONAL SPACE OF HIGH SCHOOL [email protected] Сургутский государственный педагогический университет г. Сургут В статье рассматриваются основные характеристики графических пакетов свободного программного обеспечения. Приведен сравнительный анализ с коммерческими программными продуктами. Проанализированы особенности методики использования графических пакетов в процессе обучения студентов и взрослых. The basic characteristics of graphics packages of the free software and is under consideration in this article. The comparative analysis with commercial software products is resulted. The techniques features of graphics packages using in the course of training of students are analyzed. Одним из самых популярных направлений использования компьютерных систем является работа с компьютерной графикой. В настоящее время компьютерная графика широко используется в различных областях, в частности: в компьютерном моделировании, автоматизированного проектирования, компьютерных играх, обучающих программах, рекламе и дизайне, мультимедийных презентациях и web-страницах. По назначению компьютерную графику можно подразделить на иллюстративную, деловую, инженерную и научную. Специалист любого профиля сталкивается в своей работе с элементами каждого из этих видов графики. Не исключение и педагог. Курс «Компьютерная графика» является одним из ведущих в системе художественно-педагогической подготовки студентов. Основная задача данного курса является приобщение студентов к работе с персональным компьютером и овладение основными навыками пользователя современных про412

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 граммных продуктов обработки графики. Когда говорят о работе с графикой, обычно имеют в виду определенный круг задач, решаемых в процессе создания и редактирования изображения. Цель обучения в данном случае – овладение совокупностью основных стандартных приемов работы с изображениями. Несмотря на огромное многообразие графических редакторов, основные приемы работы с изображениями остаются неизменными. Альтернативой известных коммерческих программных продуктов по работе с графикой становятся пакеты свободного программного обеспечения (ПСПО), дистрибутивы которых размещены в Интернете для широкого круга пользователей. Разработчики такого программного обеспечения позиционирует свои продукты как - свободные для некоммерческого использования частными лицами и образовательными учреждениями, но не может использоваться кем-либо для изготовления коммерческих продуктов. OpenOffice.org Draw- это достаточно простой и в то же время функциональный векторный графический редактор, являющийся частью пакета OpenOffice.org [4]. К несомненным достоинствам этого редактора следует отнести удобный интерфейс, единый для всех офисных приложений и знакомый пользователю. Модуль Draw идеально интегрирован в систему OpenOffice.org, что позволяет осуществлять обмен рисунками между любыми модулями системы очень просто. Редактор может использоваться для построения блок-схем, диаграмм, создания иллюстраций. OpenOffice.org Draw может использоваться как база для изучения векторной графики. Стоит отметить тот факт, что пакет MS Office не содержит подобную программу для работы с изображениями. Интерфейс программы схож с программой Corel Draw. К недостаткам программы можно отнести небольшой набор стандартных объектов и ограниченность их параметров. Оригинальным является возможность создания объектов 3D графики, параметры которых можно варьировать. Векторный редактор Inkscape является отличным инструментом как для опытного дизайнера, так и для начинающего пользователя, и может использоваться для обучения школьников. Кроме этого, редактор может использоваться для разработки макетов школьных газет, создания объявлений, визиток, листовок и грамот. Исходя из этого, целесообразно его изучение педагогами-предметниками, секретарями, педагогами дополнительного образования. Редактор имеет удобный интерфейс, позволяющий легко и быстро освоить основные приемы работы с векторной графикой. Имеется великолепный встроенный учебник на русском языке, особенностью которого является возможность редактировать примеры прямо в тексте учебника, который является документом Inkscape. Inkscape это открытый редактор векторной графики, функционально схожий с Illustrator, Freehand, CorelDraw и использующий стандарт под названием Scalable Vector Graphics (SVG). В графическом редакторе Inkscape поддерживаются такие возможности SVG, как фигуры, контуры, текст, маркеры, клоны, альфа-канал, трансформации, градиенты, текстуры и группи413

Секция 4 ровка. Inkscape также поддерживает метаданные Creative Commons, правку узлов, слои, сложные операции с контурами, векторизацию растровой графики, текст по контуру, завѐрстанный в фигуру текст, редактирование XMLданных напрямую и многое другое [3]. Графический редактор GIMP входит в ПСПО, разработанный для средних общеобразовательных школ. Этот графический редактор по своим возможностям успешно конкурирует с известными коммерческими программами того же направления. GIMP – многоплатформенное программное обеспечение для редактирования изображений (GIMP – GNU Image Manipulation Program) [2]. Программа GIMP многофункциональна. Ее можно использовать как простой графический редактор, как профессиональное приложение по ретуши фотографий, как сетевую систему пакетной обработки изображений, как программу для рендеринга изображений, как преобразователь форматов изображения. Будучи весьма мощным продуктом, GIMP способен стать незаменимым помощником в таких областях, как подготовка графики для Webстраниц и полиграфической продукции, оформление программ (рисование пиктограмм, заставок и т.п.), создание анимационных роликов, обработка кадров для видеофрагментов и построение текстур для трехмерной анимации. Очень полезна функция создания и обработки анимационных роликов, позволяющая накладывать анимацию на объект как текстуру и выполнять определенные финишные операции после рендеринга. Одни характеризуют GIMP как доступный в Linux аналог Photoshop, другие настаивают на том, что принципиально невозможно сравнивать эти две программы, и отмечают, что их интерфейс и основная концепция значительно различаются, а совпадает, строго говоря, только тип обрабатываемых данных – растровые изображения. Наборы встроенных инструментов в них тоже достаточно похожи, и тому, кто знает Photoshop, будет несложно начать работу в GIMP. Но в освоении более сложных средств опыт использования Photoshop не поможет: гибкие и предоставляющие массу возможностей подключаемые модули GIMP организованы совершенно по-другому. В издательском деле мощным программным комплексом для изготовления полиграфической продукции является Scribus [1]. Scribus является свободно распространяемым кроссплатформенным программным продуктом, работающим как под операционной системой Windows, так и под управлением ОС Linux и позволяет решать широчайший спектр задач по вѐрстке документов на профессиональном уровне. Сфера применения программного продукта Scribus весьма широка. Его можно использовать для создания любого вида полиграфической продукции, такой, например, как учебные материалы, техническая документация, визитки и многое другое, где требуются серьѐзные возможности по обработке изображений, а также точное управление типографикой и размерами изображений.

414

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Scribus также применяется для создания высококачественной тиражируемой печати документов, распространяемых через Интернет в формате PDF и презентаций. Определенный интерес представляет использование в Scribus интерактивных PDF-формуляров, в которых можно построить любую форму ввода информации с помощью таких элементов, как заполняемые поля, кнопки, элементы вывода и т.п. Пакет Scribus может быть рекомендован к изучению в старших классах на уроках информатики, а также может быть использован преподавателями и обучающимися для подготовки методических и дидактических материалов по любому предмету. В качестве дидактических материалов могут выступать школьные газеты, буклеты, плакаты и другие виды полиграфической продукции, используемые в обучении. По сравнению с коммерческими программами верстки, Scribus проигрывает. Его интерфейс менее интуитивен и сложнее в использовании, чем интерфейс программ PageMaker или InDesign. Более сложная организация при созданиии дизайна шаблонов страниц, стилей параграфов, и форматировании импортированного текста, чем в аналогичных программах. У подобных программ должна быть одна функция, которой нет в Scribus. Это утилита регистрации, для отслеживания множества файлов, составляющих публикацию. Утилита регистрации особенно полезна в ситуации, когда каждая глава документа представляет собой отдельный файл. Утилита отследит эти файлы и автоматически обеспечит применение одинаковых установок шаблонов страниц, стилей и разбиение текста на страницы для всех файлов этой книги. С другой стороны, Scribus является несравненной ценностью, если рассмотреть соотношение цены и качества -– особенно если учесть, что это лучшая программа верстки для пользователей Linux. Широкое внедрение ПСПО будет способствовать быстрому росту информационной и экономической независимости и, следовательно, безопасности России. Основные проблемы перехода на свободное ПО связаны с методическим аспектом. Недостаточно установить ПО и обеспечить его техническую поддержку, важно научить людей профессионально пользоваться новой системой. В данной ситуации приходится обращаться к термину ИКТкомпетентность [5]. При обучении работе в свободном ПО необходимо оперировать общими способами действия, опираясь на сравнительную характеристику с известной операционной системой Windows и коммерческими программными продуктами по графике. Также необходимо преодолеть психологические барьеры, которые возникают при работе с непривычным программным продуктом. Таким образом, возникает необходимость курсов повышения квалификации для педагогов, владеющих основами работы в операционной системе Windows и с коммерческими программными продуктами, а также корректировка с учетом особенностей СПО методики преподавания дисциплин, связанных с компьютерными технологиями. Использование графических пакетов свободного программного обеспечения создает альтернативу для выбора. Преимуществом является, его доступность. Основные функции и возможности графических пакетов свободно415

Секция 4 го ПО позволяют овладеть способами и приемами работы с растровой и векторной графикой. В частности, если говорить о преподавании компьютерной графики с использованием только СПО возникают определенные тонкости. Специфика обучения данной дисциплины заключается в выработке умений и навыков работы в программном продукте. В профессиональной деятельности специалисты, связанные с компьютерной графикой работают с известными коммерческими программными продуктами. Следовательно, учитывая требования общества и организаций-работодателей к специалисту, возникает необходимость использовать в обучении и коммерческие программные продукты. Переход к свободному программному продукту осуществляется с точки зрения изучения «новых» программ, но и не отказа от «старых». БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Горюнов В.А. Издательская система Scribus (ПО для вѐрстки и подготовки публикаций): Учебное пособие. – Москва: 2008. – 62 с. 2. Жексенаев А.Г. Основы работы в растровом редакторе GIMP (ПО для обработки и редактирования растровой графики): Учебное пособие. – Москва: 2008. – 80 с. 3. Немчанинова Ю.П. Обработка и редактирование векторной графики в Inkscape (ПО для обработки и редактирования векторной графики): Учебное пособие. – Москва: 2008. 52 с. 4. Немчанинова Ю.П. Создание и редактирование графических элементов и блок-схем в среде OpenOffice.org: Учебное пособие. – Москва: 2008. 46 с. 5. Соловьева Л.Ф. Компьютерные технологии для преподавателя. 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 464 с. Ушаков М.В., Кокорин А.Ф. Ushакоv M.V., Kokorin A.F. ОБУЧЕНИЕ ОСНОВАМ ПРОГРАММИРОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ЦИФРОВЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ. TRAINING TO BASES OF PROGRAMMING OF MODERN DIGITAL INTERFACES [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург Рассматриваются вопросы обучения студентов основам программирования современных цифровых интерфейсов на примерах программ управления HID-устройствами. Используются программы с открытым исходным кодом (язык программирования C++) для управления HID-устройствам для ОС Windows. Обеспечивается повышение эффективности обучения студентов, благодаря использованию практических рабочих примеров программ. Questions of training of students to bases of programming of modern digital interfaces on examples of programs of management are considered by HID-

416

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 devices. Programs with an open initial code (programming language C ++) for management to HID-devices for OS Windows are used. Increase of a learning efficiency of students, thanks to practical working examples of programs is provided. В настоящее время для передачи информации отдается предпочтение интерфейсам с высокой степенью надежности, точности, скоростью обмена информацией, возможностью безопасного подключения/извлечение устройств без отключения питания (т.н. PnP-устройства). Такими интерфейсами являются USB и FireWire. В данной работе рассматривается USB 2.0интерфейс. Для обучения основам программирования: был выбран HID-класс устройств (т.к. HID-устройства являются встроенными в большинство ОС, т.е. ОС обладает драйвером для работы с устройствами такого класса). HID-устройства поддерживают два из четырех типа передач (контрольные и по прерываниям), максимальная скорость передачи 64 Кб/сек (FS-устройства) и 800 б/сек (LSустройства); было создано устройство HID-класса, принимающее информацию от вольтметра В7-40, обрабатывающее эту информацию и осуществляющее обмен данными с ПК, основа устройства – микроконтроллер PIC18F4550, поддерживающий интерфейс USB 2.0, для МК данного устройства написана программа (язык программирования – С); была написана программа с открытым исходным кодом (язык программирования C++) для управления HID-устройствам для ОС Windows (серии NT от 2000 до XP SP3). На созданном HID-устройстве студенты изучают: фундаментальные основы взаимодействия USB-устройства с USBхостом на системном (по отношению к USB-шине) и пользовательском уровнях; модульный принцип организации программы для МК PIC18F4550, что осуществляет грамотное разделение системных и пользовательских функций и повышает читаемость кода; основы обмена данными, используя программы, осуществляющие мониторинг USB-трафика (например, SimpleHidWriter); основы обмена данными со стороны ОС Windows на основе объектноориентированной программы (получение описателей устройства, и чтение/запись с использованием полученных описателей); навыки, способствующие изучению программирования USBинтерфейса (программирование для ОС Windows с использованием языка С++, Windows, HID и Setup API, программирование МК с использованием языка C).

417

Секция 4 Ушкова В.И., Герасименко Т.П. Gerasimenko T.P., Ushkova V.I. МУЛЬТИМЕДИА В ОРГАНИЗАЦИИ ЛЕКЦИОННЫХ ЗАНЯТИЙ ПО ФИЗИКЕ В ВОЕННОМ ВУЗЕ MULTIMEDIA IN ORGANIZATIONS LECTURES ON PHYSICIS IN MILITARY HIGH SCHOOL ЕВАКУ г. Екатеринбург Проанализированы возможности использования мультимедийных технологий при обучении физике в военном вузе. Рассмотрена технология создания и методика использования мультимедийного курса лекций по физике, проведен анализ его внедрения в учебный процесс. The possibilities of the use of the multimedia technology in learning physicis at military high school were analysed. The technology of the creation and methods of the use of the multimedia course of lectures on physicis was considered, the analysis of its introduction in studying was organized Физика является одной из основных дисциплин общетехнической подготовки специалистов в военных вузах, что обусловлено фундаментальным характером физической науки и еѐ огромным влиянием на развитие и совершенствование вооружения и военной техники. Поэтому роль физики в формировании профессиональных качеств курсантов военных вузов должна быть весьма существенной. С другой стороны, физика является также теоретической основой большинства общетехнических и инженерных дисциплин гражданской специализации наших курсантов, получающих квалификацию инженер-электромеханик. Вместе с тем количество аудиторных часов, отводимых на изучение физики в условиях двойного образования, существенно ниже, чем в гражданских технических вузах. Поэтому использование традиционных форм изложения лекционного материала весьма затруднительно, что диктует необходимость перехода к более интенсивному обучению курсантов, требующему внедрения современных информационных технологий. Среди информационных технологий, применяемых в обучении, особое место занимают мультимедийные технологии (ММТ), которые позволяют заменить почти все традиционные технические средства обучения и предполагают комплексную форму представления выдаваемой информации. В мультимедиа-продукте объединяются двухмерные и трехмерные изображения, звуковое сопровождение, музыка, анимация, видео-, текстовая и числовая информация т. п., причем все виды информации образуют единое целое [1, 2]. Достоинства мультимедийных технологий особенно актуальны при изучении такой дисциплины, как физика. В лекционном курсе физики, где имеется огромное разнообразие графического материала (рисунки, графики, таблицы, фотоснимки и т.п.), а также видеоматериалы (демонстрационные

418

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 опыты, моделирование изучаемых процессов и т.д.), использование мультимедиа наиболее обосновано и эффективно. Мультимедиа дает широкие перспективы для визуализации физических явлений, возможность продемонстрировать невидимые в обычных условиях процессы, позволяет курсанту глубже осмыслить изучаемые физические закономерности. Такая комплексная форма подачи информации создает психологические условия, способствующие ее лучшему восприятию и запоминанию с включением подсознательных реакций, что обусловливает большие педагогические возможности мультимедиа. К настоящему времени создано достаточно большое количество мультимедийных продуктов, распрострамяемых на СD – дисках или выставленных на сайтах различных вузов. Однако большая часть из них ориентирована на школьный курс физики или программу конкретного вуза. Во многих мультимедийных продуктах отсутствуют методические материалы по их использованию. Еще более сложной задачей является извлечение из целостного электронного курса необходимого фрагмента и подготовка его к применению на занятии. Использовать такие программы в качестве средств организации полноценного занятия в аудитории практически невозможно. Поэтому создание мультимедийного электронного курса, ориентированного на конкретную программу, является важной и необходимой задачей преподавателей соответствующего вуза. Что касается ЕВАКУ, то необходимость создания такого курса продиктована некоторой спецификой преподавания физики в училище, связанной с тем, что в большинстве лекционных занятий курса физики поставлены акценты на те физические эффекты, которые чаще всего используются в военной технике. Современное состояние компьютерных технологий, мультимедийных средств и существующая в настоящее время в ЕВАКУ техническая база позволяет строить лекционные курсы по общей физике на новой технологической и методической основе. Несколько лет назад на кафедре физики и механики ЕВАКУ была начата работа по созданию мультимедийного электронного курса общей физики [3]. К настоящему времени такой курс создан и внедрен в учебный процесс. В основу его положены Power Point-презентации, включающие как текстовую и графическую информацию, сопровождающую лекции базового курса, так и анимационные фрагменты. Разработанные презентации ориентированны на использование мультимедийного проектора, выводящего изображение на большой экран. Применение Power Point позволяет преподавателю самостоятельно подготовить мультимедийное пособие к занятию с минимальными временными затратами. При этом от преподавателя не требуется глубокой компьютерной подготовки, так как основные возможности приложения легко освоить всего за несколько часов самостоятельной работы за компьютером. При планировании нами компьютерного лекционного курса физики для каждого занятия были определены целевые установки, найдено оптимальное сочетание традиционных и электронных способов подачи информации и созданы сценарии занятий. Каждая лекция представляет собой презентацию из 419

Секция 4 20-25 слайдов, содержащих необходимые определения, формулы, иллюстрации (анимационные фрагменты), контрольные вопросы и задание на самоподготовку. Как правило, лекция организовывается как последовательный просмотр графической информации (слайдов) с комментариями лектора. Вместе с тем изложение лекционного материала по физике часто необходимо сопровождать достаточно сложными графическими построениями (схемы, рисунки, таблицы), требующими определенной последовательности операций. Компьютерные презентации позволяют просто решить эту задачу. При необходимости графические изображения формируются на экране дискретно по мере изложения материала лектором, представляя собой анимационный процесс. Материал слайда должен быть емким, наглядным и логически законченным. Один слайд может включать: рисунок с пояснениями или таблицу; краткий вывод формулы или интерактивную модель изучаемого процесса; видеофрагмент демонстрационного опыта. Как показывает наш опыт, имеет значение и размер шрифта, и общее оформление слайдов. Первое зависит от аудитории, где проводится лекция и общего технического оснащения ее. Оформление слайда должно быть выполнено в спокойных тонах, но контрастными цветами. Время показа слайда тоже должно быть оптимальным. Как показывает наш опыт, применение мультимедиа - технологий позволяет намного увеличить объем передаваемой информации, дает значительную экономию учебного времени по сравнению с чисто словесным изложением материала, делает лекционные занятия по физике более увлекательными и эффективными для усвоения и значительно увеличивает интерес курсантов к изучаемому предмету. В настоящее время ведутся работы по усовершенствованию мультимедийного курса за счет более широкого использования видеофрагментов и интерактивных моделей изучаемых процессов. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Фролова Н.Х., Поляков В.М. Мультимедийные технологии в организации учебного процесса. Изд-во ВГИПИ. 2004. 2. Апатова Н.В. Информационные технологии в образовании. - М., 1994. 3. Ушкова В.И., Герасименко Т.П. Роль информационных технологий в преподавании физики в военном вузе // Материалы международной научно-практической конференции «НИТО», Екатеринбург, 2008 г., ч.1, с.260.

420

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Филимонова О.В., Цапенко В.Н. Tsapenko V.N., Filimonova O.V. ФОРМИРОВАНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ ПРИ ВНЕДРЕНИИ ИНТЕРАКТИВНЫХ ЭВРИСТИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ INTERACTIVE HEURISTIC EDUCATIONAL TECHNOLOGIES AS AN EFFECTIVE METHOD OF ELECTROTECNICAL COMPETENCE FORMING IN SPECIALISTS? PROFESSIONAL TRAINING [email protected] Самарский государственный технический университет г. Самара Повышение качества подготовки студентов в вузах в настоящее время определяется использованием в образовательном процессе новых интерактивных технологий обучения, где учитываются особенности формирования профессиональной компетентности специалистов для работы в различных отраслях. The given article is devoted to creation of a new learning technology for the support of a professional competence and improving the educational process at university on the basis of telecommunication services and Internet resources. Such heuristic technologies give an opportunity to take into account individual features trained and improve professional training. Проблемы современного образования Российской Федерации поставили перед высшей школой задачу подготовки специалистов, обладающих не только высокими профессиональными качествами, но и способных быстро принимать решение и находить выход из любых проблемных ситуаций, опираясь на свои знания, интуицию, воображение и креативные качества. Эти новые требования нашли соответствующее отражение в новых стандартах высшего профессионального образования, где среди прочих квалификационных требований к подготовке специалистов подчеркивается необходимость обновления содержания, методов, средств, форм профессионального образования и воспитания, в частности, формирования у будущих специалистов интеллектуально-эвристических способностей и эвристических умений. Одним из перспективных путей активизации и развития интеллектуально-эвристических способностей студентов при обучении является использование учебной эвристической деятельности, имитирующей реальные ситуации его будущей профессии. Вместе с тем, результаты различных исследований свидетельствуют о том, что процесс подготовки в вузе будущих специалистов ориентирован сегодня, прежде всего, на вооружение студентов совокупностью предметных знаний, а не на формирование у последних профессионально значимых знаний, умений и навыков.

421

Секция 4 Анализ результатов педагогических исследований показывает, что ученые постоянно обращаются к исследованию условий повышения качества подготовки специалистов, называя приоритетным условием - компетентность. В данном случае, под профессиональной компетентностью студентов вуза рассматривается интегративное свойство личности, выражающееся в совокупности осознанных профессиональных знаний, умений и навыков, позволяющих специалисту, используя современные информационные средства, наиболее полно реализовать себя в конкретных видах трудовой деятельности. В настоящее время практическая реализация компетентностного подхода при подготовке студентов направлена, прежде всего, на разработку новых образовательных средств, необходимость которых обусловлена постоянно нарастающими противоречиями между интегральным характером требований, предъявляемых к специалисту, и недостаточной разработанностью вопросов формирования его профессиональной компетенции – прежде всего, это определение структуры, содержания и технологии профессионального обучения, формирующих готовность выпускников вузов успешно осуществлять проектировочную, конструктивную, коммуникативную, организаторскую и гностическую деятельность. С этой целью, в Самарском государственном техническом университете предпринята попытка на основе процесса обучения электротехническим дисциплинам разработать технологию формирования профессиональной компетентности студентов с помощью интерактивных эвристических образовательных технологий, а также дать теоретическое обоснование их специфичности в подготовке специалистов конкретных профилей. В ходе исследования в СамГТУ особенностей процесса профессиональной подготовки студентов технических специальностей при изучении дисциплин электротехнического цикла нами было установлено, что качественное формирование профессиональной компетентности студентов становится возможным, если: процесс профессиональной подготовки имитирует профессиональное пространство, адекватное модели личности выпускника; содержание будущей профессиональной деятельности структурируется на основе средового и личностно-ориентированного подходов, обеспечивая условия для формирования профессиональной компетентности будущих специалистов; интерактивно-эвристическая учебная среда включает студентов в профессиональное пространство, способствуя формированию креативных качеств и сокращая сроки адаптации к трудовой деятельности; разработаны показатели оценки эффективности системы подготовки студентов к профессиональной деятельности средствами интерактивных эвристических образовательных технологий. Проведенная в Самарском государственном техническом университете опытно-экспериментальная работа показывает, что под использованием понятия «интерактивные эвристические образовательные технологии» в высшей профессиональной школе следует понимать не обучение студентов «ос422

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 новам информатики», а комплексное преобразование образовательной среды, в которой обучается студент, создание новых средств для его профессионального развития, активной творческой деятельности. Способы применения интерактивных эвристических технологий, влияющих на повышение качества профессиональной подготовки, разнообразны: от компьютерного моделирования до постановки виртуальных экспериментов. Интерактивная среда значительно облегчает реализацию педагогически обоснованных методов с использованием поэтапного формирования умственных действий, что может приводить не только к повышению эффективности обучения, но и ускорению формирования умения самостоятельно ставить задачу и находить способ ее решения, другими словами, способствует повышению качества подготовки специалиста [1]. Особое значение приобретает использование эвристических обучающих игр для повышения качества профессиональной подготовки. Студенты, обучающиеся в вузе с помощью различных моделирующих систем, стремятся к конструированию и использованию различных моделей и методов системного анализа в своей профессиональной деятельности. Имитационные игры служат важным инструментом обучения навыкам и умению принимать решения в реальных производственных условиях. Моделируемые в играх поведенческие ситуации и ролевые позиции способствуют становлению профессиональной и общественной ориентации, так как предполагают формирование навыков принятия индивидуальных и коллективных решений на основе научного и социального анализа, делают обучение участников игры мотивируемым, развивающим личностно и социально значимым [2]. Моделирующие эвристические игры - это эффективное формирование способности к управленческой деятельности, навыков социального взаимодействия и разделения производственных функций, руководства и подчинения, принятия коллективных и индивидуальных решений в постоянно меняющихся условиях конкретной деятельности. В игре моделируется обстановка, в которой работает специалист, а сама его деятельность воспроизводится близко к действительности. Игра – это всегда работа в коллективе. При игре одного студента с компьютером отсутствующие звенья моделируемого количества частично заложены в саму программу, а частично преподавателем (руководителем игры). В настоящее время при профессиональной подготовке часто применяют игры с использованием компьютерных сетей, что позволяет одновременно группе студентов принимать в них участие. Наиболее благоприятные условия для применения учебных игр складываются на завершающем этапе вузовского обучения, когда студенты старших курсов обладают известным уровнем знаний, умеют самостоятельно работать. Так, в результате практической реализации технологии формирования профессиональной компетенции на базе кафедры «ТОЭ» Самарского государственного технического университета был создан учебный интерактивный курс «Электротехника и основы электроники», который содержит как теоретическую, так и практическую составляющие. Первая часть курса – это 423

Секция 4 изложение материала учебно-методического комплекса по электротехнике, с акцентом на наиболее важных понятиях. Она включает средства, повышающие наглядность изложения, с подробными комментариями к ним, мультимедиа компоненты: аудио, видео, анимация, реализованные с использованием Macromedia Flash. Практическая составляющая данного курса – это виртуальный лабораторный комплекс, тестирующая система и блок обучающих игр. В целях обеспечения качественной и интуитивно-понятной навигации по ресурсу вся информация разбита на смысловые блоки, а с каждой страницы имеется возможность перехода к основным разделам. Разработанная технология формирования профессиональной компетенции студентов электротехнических специальностей на основе использования интерактивных образовательных технологий представляет собой совокупность методов и приемов, обеспечивающих наиболее эффективное усвоение образовательного материала в имитируемых условиях профессиональной деятельности. В данном случае обеспечиваются междисциплинарные связи и преемственность в непрерывной профессиональной подготовке в течение всего периода обучения в вузе, а содержание интерактивного обучения основывается на принципе модульности, который позволяет выстроить логически законченные и самостоятельные блоки в соответствии с поставленными образовательными целями, что, в итоге, позволяет рационально сочетать традиционную методику обучения и современные образовательные технологии, которые обеспечивают получение профессиональных знаний высокого уровня. При этом соблюдаются основные принципы дидактики, создается комфортная психологическая среда и обеспечивается индивидуальный подход к каждому студенту. Зарецкая З.А., Зарецкий Д.Б. Информационная культура.-М.:Дрофа, 2005.256 с. Зайнутдинова Л.Х. Создание и применение электронных учебников (на примере общетехнических дисциплин): Монография. – Астрахань: ЦНТЭП, 1999. – 364 с.

424

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Черешнев В.А., Максимова Н.Е., Мочульская Н.Н., Емельянов В.В. Chereshnev V.A., Maksimova N.E., Mochulskaya N.N., Yemelyanov V.V. СИСТЕМА ПРЕПОДАВАНИЯ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН В ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ SYSTEM OF TEACHING OF MEDICAL AND BIOLOGICAL DISCIPLINES IN TECHNICAL UNIVERSITY [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург In the report is examined introduction of mixed forms of teaching, that are used in the chair of immunological chemistry in the USTU in teaching of medical and biological disciplines В настоящее время дисциплины медико-биологического профиля преподаются не только в медицинских и сельскохозяйственных вузах, на биологических, психологических и экологических факультетах классических и педагогических университетов, но и представлены в учебных планах ряда специальностей технических университетов. Это вызывает необходимость создания специальных кафедр с целью отработки и унификации методик преподавания, разработки новых педагогических технологий с учетом особенностей задач и требований к подготовке современных специалистов. Кафедра иммунохимии УГТУ-УПИ осуществляет преподавание медико-биологических дисциплин студентам, обучающимся по специальностям «Биомедицинская инженерия», «Инженерное дело в медико-биологической практике», «Радиационная безопасность человека и окружающей среды», «Безопасность жизнедеятельности в техносфере», «Пожарная безопасность», «Защита в чрезвычайных ситуациях», «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», «Биотехнология». На кафедре читаются Биология человека и животных, Биохимия, Физиология человека, Нормальная физиология, Медико-биологические основы безопасности жизнедеятельности, Основы токсикологии, Введение в иммунохимию. Преподавание дисциплин медико-биологического профиля в техническом университете имеет ряд особенностей: недостаточная общебиологическая подготовка студентов; относительно небольшой объем этих курсов с тенденцией сокращения числа аудиторных занятий и увеличения доли самостоятельной работы; недостаточное количество издаваемой учебной литературы по вышеперечисленным дисциплинам, адаптированной к категориям студентов, не имеющим глубокой общебиологической подготовки. Эти обстоятельства требуют от преподавателей поиска и внедрения новых более эффективных педагогических технологий. Опыт, накопленный на кафедре иммунохимии, позволяет считать наиболее эффективным так называемое смешанное обучение (blended-learning) – технологии, сочетающей 425

Секция 4 традиционные формы обучения и современные образовательные информационно-коммуникационные технологии. На кафедре по всем выше названным дисциплинам разработаны учебно-методические комплексы, включающие рабочие программы, слайдлекции, методические указания к выполнению лабораторных работ, темы рефератов, домашние задания, перечень контрольных вопросов для зачетов и экзаменов, тестовые задания. Для последовательно читаемых курсов (Биохимия и Биология человека и животных, Физиология человека и Медикобиологические основы безопасности жизнедеятельности) разработаны сквозные рабочие программы, основанные на принципе преемственности и позволяющие исключить дублирование материала. Все лекционные курсы читаются с мультимедийным сопровождением в специализированных аудиториях. Возможности компьютерной анимации позволяют представить студентам наглядные зрительные образы пространственной структуры важнейших природных органических веществ, продемонстрировать изменение строения в ходе метаболизма, что особенно важно для понимания основ биохимии. Трудно переоценить использование презентационного сопровождения, демонстрации видеофрагментов при чтении таких курсов как Физиология человека, Нормальная физиология и Биология человека и животных. Рассмотрение вопросов, касающихся строения и функционирования как отдельных органов и систем живых организмов вообще, так и человека в частности, становится более наглядным, что облегчает восприятие и понимание материала студентами. По нашей инициативе практические занятия по этим дисциплинам были переведены в статус лабораторных работ с целью более прочного закрепления знаний, полученных на лекциях. Так, практикум по биохимии включает не только наиболее наглядные качественные опыты, характеризующие химические свойства аминокислот, белков, углеводов, липидов, но и знакомит студентов с методами количественного выделения и определения важнейших метаболитов с применением специального оборудования (фотоэлектроколориметра, флуориметра, современного биохимического анализатора, глюкометра и др.). В лабораторном практикуме по физиологии человека с использованием соответствующих измерительных приборов и устройств выполняются опыты, демонстрирующие работу опорно-двигательного аппарата, деятельность сердечно-сосудистой системы и сенсорных систем организма человека, проводится оценка функционального состояния систем организма и его изменения под влиянием внешних факторов. Практикум по биологии человека и животных помимо этого включает знакомство со строением клеток и тканей с использованием микроскопа. Опыты на животных не предусмотрены. Организация лабораторных практикумов углубляет теоретические знания студентов, повышает мотивацию в освоении медикобиологических дисциплин. На химико-технологическом факультете читается курс «Введение в иммунохимию», задачами которого является ознакомление студентов с современными достижениями иммунохимии, их практическим применением в 426

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 биотехнологии, экологии, аналитической химии. В начале курса излагаются краткие основы иммунологии, в том числе знакомство с иммунной системой млекопитающих, формами иммунного реагирования, строением иммуноглобулинов, их взаимодействием с антигенами. Затем рассматриваются практические достижения иммунологии и иммунохимии: использование современных иммунохимических методов анализа в мониторинге состояния окружающей среды, разработка новых типов аналитических устройств – иммунобиосенсоров, влияния экологических факторов на иммунный статус человека (для студентов – экологов), для студентов-биотехнологов – принципы создания и применения иммунобиологических препаратов, принципы создания абзимов – катализаторов нового типа. Лекционный курс «Введение в иммунохимию» также читается с мультимедийным сопровождением, демонстрацией видеофрагментов, поддерживается лабораторным практикумом, в ходе которого студенты знакомятся с методикой постановки серологических реакций, основами иммуноферментного анализа. В связи с недостатком учебной литературы преподаватели кафедры постоянно работают над созданием учебных пособий по изучаемым дисциплинам. Важным элементом учебной работы является наличие оперативной обратной связи, что позволяет своевременно корректировать ход учебного процесса. Поэтому на занятиях широко используется тестовая форма контроля знаний, применяемая как в качестве входного или тематического контроля, так и для оценки уровня остаточных знаний. По каждой дисциплине на кафедре создан банк тестовых заданий разного уровня сложности. Таким образом, сложившаяся на кафедре иммунохимии система преподавания медико-биологических дисциплин студентам технического университета, основанная на разумном сочетании традиционных форм обучения и возможностей современных информационных технологий, служит не только целям профессиональной подготовки будущих специалистов, но и способствует гуманизации обучения, расширяя представления студентов о природе и человеке. Чернобай Е.В. Chernobaj E.V. К ВОПРОСУ О ФОРМИРОВАНИИ ГОТОВНОСТИ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СРЕДСТВ ИНФОРМАЦИОННОКОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ON THE FORMATION OF PREPARATION OF THE FUTURE TEACHERS TO USE OF INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [email protected] Педагогическая академия последипломного образования г. Москва В статье проанализированы основные недостатки в подготовке будущих учителей в области использования средств ИКТ, рассматриваются

427

Секция 4 современные требования и направления в подготовке студентов к работе в новых условиях. The paper describes some major shortcomings in the preparation of future teachers in the use of ICTs, examines the current requirements and trends in preparing students for work in new conditions. В ходе обновления содержания образования и изменения потребностей в нем личности, общества и государства формируется социальный заказ системе педагогического образования. Он выражается в требованиях к подготовке нового поколения педагогов, способных к инновационной профессиональной деятельности, ориентированной на новые образовательные результаты, обладающих необходимым уровнем методологической культуры и сформированной готовностью к непрерывному процессу образования в течение всей жизни. В Концепции модернизации российского образования на период до 2010 г. к числу важнейших факторов, определяющих современные требования к результатам образования, отнесены «динамичное развитие экономики, рост конкуренции, сокращение сферы неквалифицированного и малоквалифицированного труда, глубокие структурные изменения в сфере занятости, определяющие потребность в повышении профессиональной квалификации и переподготовке работников, росте их профессиональной мобильности» [1]. Это обусловливает трансформацию представлений о сущности готовности человека к выполнению профессиональных функций и социальных ролей. В частности, для будущего учителя готовность к профессиональной деятельности – это, в первую очередь, способность к овладению новыми педагогическими технологиями, значительное увеличение уровня самостоятельной работы, способность к проектированию, отбору педагогических инструментов; овладение информационными и коммуникационными технологиями (ИКТ) в своей профессиональной сфере. В настоящее время формируется информационное общество, в котором информация и информационные процессы являются одной из важнейших составляющих жизнедеятельности человека и социума. Как известно, это инициировало широкое внедрение в учебный процесс электронных ресурсов, в связи, с чем в настоящее время возникла необходимость комплексной подготовки будущих учителей к созданию и использованию электронных образовательных ресурсов, направленных на достижение новых результатов в обучении. Современное образование должно быть направлено не только на повышение уровня образованности индивида, но и на формирование иного образа мышления, приспособленного к быстро меняющимся экономическим, технологическим, социальным и информационным реалиям окружающего мира; нового информационного мировоззрения, основанного на понимании определяющей роли информации и информационных процессов в жизни человеческого сообщества и деятельности самого человека. В связи с этим ак-

428

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 туализируется проблема подготовки будущих учителей к использованию ИКТ в учебном процессе не только в рамках педагогических вузов. Во многих исследованиях (С.А. Жданов, М.П. Лапчик, С.В. Панюкова, И.В. Роберт и др.) говорится о том, что для включения средств ИКТ в учебный процесс будущий педагог, вне зависимости от предметного профиля, должен обладать определенным комплексом знаний. Это так называемая инвариантная составляющая модели его деятельности. Э.И. Кузнецов выделяет в ней несколько компонентов, а именно: 1) общеобразовательный, 2) мировоззренческий, 3) психолого-педагогический, 4) технологический. К каждому из них соответственно относятся: 1) знания, обязательные для любого гражданина информационного общества; 2) знания, принадлежащие к социальногуманитарной сфере и отражающие проблемы, вызванные информатизацией, воздействием ее на личность, образование, общество в целом; 3) знания, умения, навыки, характерные для педагогической деятельности; 4) основные знания и умения, связанные со спецификой применяемых в учебном процессе средств ИКТ. В работе Э.И. Кузнецова отмечается, что вариативная составляющая модели деятельности учителя свойственна для каждой учительской специальности и содержит в себе перечень знаний и умений по применению информационных технологий, отражающий специфику предметной области и особенности индивидуальной методики преподавания. К методической группе знаний, умений и навыков автор относит: знание основного пакета педагогических программных средств по своему предмету и умение эффективно применять эти программные средства в учебно-воспитательном процессе; умение применять компьютер как инструмент для решения задач и как средство обучения; умение оценивать педагогические программные средства на предмет пригодности использования их в процессе обучения и адаптировать их к собственной методической концепции; умение использовать инструментальные программные средства для создания и применения собственных педагогических программных средств; умение оценивать результаты обучения с применением информационных технологий и корректировать в зависимости от них процесс обучения. Конечно, сегодня эти умения были бы дополнены и сформулированы несколько иначе, но по своей направленности на развитие профессиональной деятельности учителя они достаточно обоснованы. Современный стандарт профессионального педагогического образования под редакцией Я.И. Кузьминова, В.Л. Матросова, В.Д. Шадрикова относит к базовым компетентностям педагога информационную (знание современных достижений в области методики обучения, в том числе с использованием новых информационных технологий и др.); компетентность в организации учебной деятельности (способность дать необходимую для решения учебной задачи до-

429

Секция 4 полнительную информацию или организовать ее поиск, а также умение использовать средства обучения, адекватные поставленным задачам, уровню подготовленности обучающихся, их индивидуальным характеристикам и др.) [http://www.iporao.ru/aspirantura2]. Однако на практике подготовка будущего учителя еще далека от этих требований. Мы проанализировали обязательный минимум содержания основной образовательной программы, предусматривающей подготовку студентов по специальностям: Педагогика и методика начального образования (квалификация – учитель начальных классов); Физика (квалификация – учитель физики); Биология (квалификация – учитель биологии); История (квалификация – учитель истории). В результате выяснилось, что подготовка в области информатизации образования сводится преимущественно к формированию пользовательских умений обучающихся в рамках инвариантного программного обеспечения профессиональной деятельности. Будущие учителя-предметники изучают технические и программные средства реализации информационных процессов; модели решения функциональных и вычислительных задач; вопросы алгоритмизации и программирования; базы данных; локальные и глобальные сети ЭВМ; основы защиты информации и т. д. В этом перечне явно теряются психолого-педагогический, дидактический и практико-ориентированный аспекты, направленные на методику преподавания школьного предмета с использованием средств ИКТ. Это во многом определяет то, что выпускник педагогического вуза испытывает дискомфорт, нередко выглядит растерянным, попадая в реальные условия насыщенной информационной среды. Следовательно, обоснование механизма обеспечения готовности будущего педагога к деятельности в современной образовательной среде должно рассматриваться как наиболее актуальная проблема информатизации образования. Таким образом, анализируя теорию и практику подготовки будущих учителей-предметников в вузе, можно выделить существенные пробелы в содержании методической составляющей профессиональной культуры учителя. Основные недостатки в подготовке будущих учителей в области использования средств ИКТ можно охарактеризовать следующим образом: преобладание традиционной системы подготовки, имеющей значительные пробелы. Отсутствие подхода, ориентированного на существенное изменение практически всех компонентов (гностический, проектировочный, организационный, экспертный и т. д.) профессиональной деятельности педагога в условиях новой информационнокоммуникационной образовательной среды; формирование навыков использования средств ИКТ вне контекста будущей профессиональной деятельности и учета профессиональных потребностей; подготовка к применению средств ИКТ в обучении с позиции пользователя, без опоры на методологию и психолого-педагогические основы педагогического процесса;

430

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 высокий уровень динамики изменений в содержании школьного образования, образовательном процессе и отсутствие «опережающего» подхода к подготовке будущих учителей-предметников в области использования средств ИКТ с учетом перспективных направлений модернизации школы. Указанные недостатки вузовской подготовки подчеркивают значимость повышения квалификации и переподготовки учительских кадров в данной области. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года. [Текст] / - М., 2002. Профессиональный стандарт педагогической деятельности [Текст] / Под ред. Я.И. Кузьминова, В.Л. Матросова, В.Д. Шадрикова http://www.iporao.ru/aspirantura2 Шехерева О.И. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ИННОВАЦИИ В ПРЕПОДАВАНИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ДИСЦИПЛИН НА ФАКУЛЬТЕТЕ ДИЗАЙНА В ЕВРОУНИВЕРСИТЕТЕ [email protected] Евроуниверситет г. Таллинн, Республика Эстония В статье обсуждается опыт применения информационных технологий в учебном процессе на примере преподавания дисциплины «Цветоведение». The article discusses the experience of using information technology in the learning process on the example of teaching the subject «Color Study». Современные информационные технологии являются традиционными в преподавании дисциплин на факультете дизайна в Евроуниверситете. Активное применение средств компьютерной поддержки учебного процесса соответствует рекомендациям Еврокомиссии по образованию. Традиционные средства из набора Microsoft Office оказывают реальную помощь при подготовке специалистов. Не только текстовый редактор Word, но и программа для создания и проведения презентаций Power Point значительно расширяют возможности образовательного процесса. В связи с тем, что названные средства входят в «типовую компьютерную комплектацию», и не требуют инсталляции специальных программных комплексов, целесообразно ориентировать обучающихся на эти средства при выполнении домашних и самостоятельных работ. В учебном процессе широкое применение получили графические редакторы Adobe Photoshop, Corel Draw, пакеты AutoCad и ArhiCad, которые являются эффективными инструментами при обучении профилирующим предметам. Наряду с использованием известных специальных программ, используются и малораспространенные, которые

431

Секция 4 предназначены для решения более узких задач. Например, NCS Navigator, ACC Color Map успешно используются в процессе преподавания дисциплины «Цветоведение». Особо хотелось бы остановиться на инновационных [1] подходах и особенностях преподавания профилирующей дисциплины «Цветоведение». Данная дисциплина в Евроуниверситете преподается на факультете дизайна в рамках учебного плана по специальностям «Дизайн интерьера» и «Дизайн одежды». Положительная мотивация к изучению предмета связана с возможным применением полученных знаний и умений не только в сферах дизайна, но и в смежных областях. В соответствии с общей интенсификацией процесса обучения сократилось количество аудиторных часов. Этот фактор стимулирует поиск новых методов для решения задач, стоящих перед преподавателем. Поэтому особое внимание уделяется организации самостоятельной работы студентов. С повышением опыта преподавателя им разрабатываются и внедряются в учебный процесс многочисленные задания и методики их выполнения. Но традиционный «ручной» способ выполнения заданий и курсовых работ с применением красочных составов не позволяет студентам с должным качеством усвоить материал из-за дефицита времени, отведенного в рамках предмета. Поэтому прежние методики, инструменты и технологии изучения проблем цвета расширяются за счет использования новых возможностей – компьютерных программ. Сегодня традицию дополняет инновация и значительное место в учебном процессе предмета “Цветоведение” занимают интерактивные компьютерные программы, позволяющие не только сократить время обучения, но и расширить границы изучения предмета. Для использования в курсе “Цветоведение” необходимо обратить внимание на программные средства, которые позволяют изучить не только теоретические основы цветоведения, но и получить навыки для их прикладного использования. Основное достоинство этих программ состоит в том, что изменение основных характеристик цвета: цветовой тон, насыщенность и светлота происходит в режиме реального времени. Изучение теории происходит нагляднее и быстрее. Особенно это касается более глубокого понимания студентами 3-мерной виртуальной модели цветового тела (рис.1). За счет оптимизации творческого процесса облегчается выполнение заданий по составлению цветовых гармонических сочетаний.

432

Новые образовательные технологии в вузе

НОТВ-2010

Рис. 1. Виртуальная цветовая модель системы NCS

Все специальные программы следует объединить в 2 группы. Первая группа, к которой, например, относятся NCS Navigator, ACC Color Map носят как образовательный, так и прикладной характер. Продукты второй, более многочисленной группы размещаются, как правило, на сайтах производителей красок, где предоставляются инструменты для визуализации цвета, как для профессионалов, так и для потребителей продукции. Большинство производителей адаптируют и предлагают загрузить свои палитры для использования в таких распространенных программах, как AutoCAD, Archiсad и Photoshop. Но нельзя не учитывать тот факт, что результат подбора цветовых гармоний с использованием этих программ, все-таки носит вспомогательный характер. Цвета на мониторе компьютера, не являются точной копией реальных цветов, поэтому моделируемое цветовое сочетание это скорее цветовая концепция пространства, нежели точная характеристика конкретного цвета. Виртуальные цвета не заменяют реальные, так как на восприятие цвета влияет множество факторов, таких как характер поверхности (ее фактура, блеск, площадь восприятия цвета и т.д.), освещение (его качество, количество, направление и т.д.). Наиболее достоверными результатами можно считать окрашивание поверхности красками [2] или сравнение номеров выбранных образцов с цветами из готовых цветовых каталогов или цветовых вееров. ACC Color Map – это виртуальная цветовая карта, которая позволяет получить коды ACC и системы цветопередачи RGB и SMYK. В цветовой карте используются основные характеристики цвета: цветовой тон, насыщенность и светлота. Программа содержит интерактивный обучающий курс, состоящий из 14 упражнений. Задания позволяют в короткий срок не только ознакомиться, но и изучить теоретические основы цвета. Так же пользователям предоставляется возможность создания персональной коллекции цветов из виртуальной цветовой карты (рис.2). Цвета из персональной коллекции и их цветовые комбинации могут экспортироваться в программу Color Painter.

433

Секция 4

Рис. 2. Виртуальная цветовая карта ACC

NCS Navigator [3] это новый продукт Скандинавского института цвета. Дает свободу в творческом подборе цветовых гармоний и не ограничивает выбор цветовых сочетаний нормативными цветовыми гармониями. Соответствие не только цветовым кодам системы NCS, но и моделям SMYK и RGB, делают эту программу незаменимым инструментом дизайнера. Color Wheel Pro - программа, которая позволяет ускорить процесс поиска цветовых гармонических сочетаний. Изменяя цветовой тон, насыщенность и светлоту пользователь немедленно видит изменения общего результата, что позволяет в краткий временной период просмотреть большее количество возможных вариантов. Программа включает все нормативные цветовые гармонии: однотоновую, родственную, родственно-контрастную, контрастную, построенную на основе геометрических фигур и т.д. Программа Color Visualizer [4] предусматривает возможность изменения цветового тона, насыщенности и светлоты формообразующих элементов интерьера. Преимущество и главное отличие от подобных программ это возможность создание масок для виртуально окрашиваемых поверхностей любой формы (рис.3).

Рис. 3. Создание масок для виртуально окрашиваемых поверхностей в программе Color Visualizer

434

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Нельзя не учитывать тот факт, что результат подбора цветовых гармоний с использованием этих программ, все-таки носит вспомогательный инструментальный характер. В творческих профессиях основной упор делается как на профессиональные качества, так и на творческий потенциал будущего специалиста. При этом акцент делается на высокую степень ответственности специалиста при выборе цвета, особенно при оформлении общественного интерьера. Несмотря на то, что информационные технологии в учебном процессе используются давно, по-прежнему можно говорить об инновационном характере их применения в образовательном процессе. Это обусловлено следующими причинами: процесс развития и обновления большинства уже разработанных и применяемых программно-информационных технологий является перманентным; активно развиваются и обновляются аппаратно-технические средства; постоянно развиваются и расширяются (даже в рамках узкопрофильных дисциплин) предметные области и сферы применения используемых средств; стимулируется в свою очередь обновление методик преподавания материала за счет развития информационных технологий; изменяется контингент обучающихся; повышается стартовый уровень информационно-инновационной подготовки обучающихся. Стратегию преподавания в применении тех или иных средств компьютерной поддержки образовательного процесса определяют следующие факторы: общая стратегия учебного заведения, ориентированная на европейские образовательные стандарты; возможности приобретения лицензированного программного обеспечения; индивидуальные образовательные потребности обучающихся; специфика изучаемого материала; наличие положительной мотивации к обучению и творческому саморазвитию студентов. Анализ результатов использования рассмотренных программных средств, при изучении курса “Цветоведение”, показывает, что не только расширяются возможности моделирования цветовых концепций, но и в среднем на 30 % снижаются затраты времени на освоение основных разделов курса. Таким образом, опыт внедрения информационных технологий в образовательную среду доказал, что применение инновационных методик способствует более глубокому и качественному усвоению материала; повышает положительную мотивацию обучающихся к расширению границ изучения предмета; стимулирует активизацию творческого процесса и, в конечном итоге, повышает эффективность процесса обучения. 435

Секция 4 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 1. Инновационный менеджмент/ Под. ред. Е.А.Олейникова. Учебное пособие. М.: ФГУ “НИИ РИНКЦЭ”, 2004 2. Varvi skeemide piibel / The Colour Scheme Sourcebook by Anna Starmer, EST 2006 3. http://www.ncscolour.com/webbizz/mainPage/main.asp [12.12.2009] 4. https://www.sherwin-williams.com/visualizer/ [12.12.2009] Яковлев С.А., Райков Д.В., Викторов Л.В. Yakovlev S.A., Raykov D.V., Viktorov L.V. АВТОМАТИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ СИСТЕМЫ АСНИ РОСТТ [email protected] ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» г. Екатеринбург В ходе работы проведена модернизация научной системы АСНИ РОСТТ (автоматизированная система научных исследований радиационнооптических свойств твѐрдых тел), предназначенной для изучения радиационно-оптических и спектрально-люминесцентных свойств твѐрдых тел в широкой области энергетических, временных и температурных параметров. The result of performed work is a modernization of scientific system ASSR ROPS (automated system for scientific researches of radiation-optical parameters of solids). It is mentioned for research of radiation-optical and spectralluminescence properties of solids in a wide range of energies, times and temperatures. Основные задачи, реализуемые системой АСНИ РОСТТ: автоматизированное проведение экспериментальных измерений стационарной рентгенолюминесценции (СтРЛ) твердых тел в широких диапазонах температур (88 - 600 К) и спектра (210 - 780 нм); автоматизированное проведение экспериментальных измерений импульсной катодолюминесценции (ИКЛ) твердых тел в широких диапазонах температур (88 - 600 К) и спектра (210-780 нм); накопление экспериментальных данных в ходе эксперимента; математическая обработка экспериментальных данных как в ходе эксперимента (предварительная обработка), так и на этапах обработки и интерпретации результатов эксперимента. Причина модернизации системы АСНИ РОСТТ - неработоспособность (и невозможность ремонта) основных узлов управления, соответственно невозможность автоматизированного измерения спектров стационарной и импульсной радиолюминесценции. В ходе работы разработаны основные узлы автоматизации: модуль управления шаговым двигателем, программируемый таймер, модуль анализатора стационарной люминесценции, модуль анализатора формы импульса

436

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 и ряд других модулей. Все разработанные модули реализованы с использованием одного современного микроконтроллера архитектуры ARM7 фирмы Atmel. Для тестирования и отладки используется отладочная плата AT91SAM7X256-EK фирмы Atmel. Выбор данного микроконтроллера обусловлен следующими параметрами: высокое быстродействие – возможность точного задания временных интервалов, точность счета коротких импульсов; поддержка различных интерфейсов, включая USB и Ethernet – возможность взаимодействия с полноценными Win32 приложениями, высокая скорость обмена информацией; наличие богатой периферии – использование одной платы позволяет заменить множество узлов; низкое энергопотребление, возможность питания от USB; широкая распространѐнность и доступность данных контроллеров. В настоящее время эта архитектура широко используется в различных встраиваемых приложениях, таких как банкоматы, КПК, сотовые телефоны и нетбуки, телекоммуникационное оборудование. Семейство ARM, по статистике, охватывает 75% рынка всех «встроенных» 32-битных RISC процессоров, сделав тем самым его одной из самых широко распространенных 32битных архитектур. Это значительно упрощает поиск необходимого программного обеспечения и справочных материалов для реализации проекта автоматизации. В работе реализованы схемотехнические и программные решения следующих задач: 1. Задание временных интервалов от 10 мкс до 100 с. Используется встроенный 16-разрядный таймер/счетчик, конфигурируемый на частоту работы 24МГц, и программные счетчики переполнения. 2. Счет импульсов поступающих от ФЭУ. Применяется встроенный 16разрядный счетчик с программным счетом переполнений. 3. Позиционирование решетки монохроматора путем вращения шагового двигателя. Управление осуществляется программно с использованием выводов PIO общего назначения. Для удобства и экономии времени возможна программная регулировка скорости и направления вращения шагового двигателя 4. Задание напряжения питания ФЭУ. Для этой цели используется внешний ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь напряжения) и высоковольтный источник напряжения TRACO POWER модель MHV122.0K1000N. 5. Контроль температуры образца, уровня вакуума, напряжения питания ФЭУ. Осуществляется с использованием встроенного в контроллер 10разрядного быстродействующего АЦП (8-ми канальный). 6. Взаимодействие с персональным компьютером. Осуществляется посредством USB-интерфейс. В удобном для пользователя диалоговом

437

Секция 4 режиме задаются исходные параметры измерений, результаты передаются, обрабатываются и отображаются графически и в виде таблицы. Использование HID-протокола делает возможным подключение установки к любому компьютеру без необходимости специфического драйвера. Оригинальное использование свойств микроконтроллера, а именно возможность гибкой конфигурация таймеров «на лету», позволяет реализовать как режим стационарной, так и импульсной люминесценции. Кроме того, был реализован режим СтЛ с оптимизацией времени измерения. Данный режим позволяет пользователю задавать предпочтительное время экспозиции и/или величину наполнения счетчика. По факту срабатывания таймера, либо переполнения счетчика вызывается прерывание и происходит считывание, обработка и передача результата. Это позволяет значительно сократить время набора импульсов (до набора статистически значимого количества) в условиях сильной интенсивности излучения, в то же время при низкой интенсивности измерение будет считаться законченным по истечении заданного интервала времени вне зависимости от наполнения счетчика.

438

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Алфавитный указатель авторов материалов Абрамов Е.В. ........................................................................................................ 12 Авербух Н.В. ...................................................................................................... 155 Авласенко И. М. .................................................................................................. 15 Александров В.А. .............................................................................................. 158 Алексеев А.С. ....................................................................................................... 40 Алферьева. Т.И. ................................................................................................. 161 Ардовская Р.В. ................................................................................................... 164 Ассонова О.Ю. ................................................................................................... 161 Атепалихин М.С. ............................................................................................... 169 Ахметсафина И.С. ............................................................................................. 172 Баканова С.В. ....................................................................................................... 51 Балыкина Е.Н. ..............................................................................................15, 176 Белоусова О.А. .............................................................................................18, 181 Белышева Г.М. ................................................................................................... 388 Бельков С.А. ....................................................................................................... 182 Берестова С.А..................................................................................................... 186 Борзенкова С.Ю. ................................................................................................ 188 Борисова Е.В. ..................................................................................................... 191 Бортник Б.И. ....................................................................................................... 195 Бунаков П.Ю. ..................................................................................................... 198 Бутаков С.В. ....................................................................................................... 158 Верхотурцев М.С. .............................................................................................. 108 Викторов Л.В. .................................................................................................... 436 Вихрев В.В. ....................................................................................................20, 24 Власов И.Б. ........................................................................................................... 29 Волков И.А. .......................................................................................................... 33 Волкова А.А. ...................................................................................................... 203 Володина С.А. .................................................................................................... 246 Гайдуков Д.В...................................................................................................... 242 Гайдукова Н.Г. ................................................................................................... 137 Герасименко Т.П................................................................................................ 418 Гетманова Е.Е. ................................................................................................... 205 Гладышева М.М................................................................................................. 373 Глинский Е. С. ..................................................................................................... 15 Голубина В.В. ...................................................................................................... 36 Гольдштейн С.Л............................................................ 40, 91, 182, 210, 406, 408 Гончаров К.А. ...................................................................................................... 43 Гончарова И.В.................................................................................................... 309 Гордеев Г.Д. ....................................................................................................... 391 Горчаков Л.В. .............................................................................................215, 216 Гришечкин Б.Ю. .................................................................................................. 29 Давыденко П.А. ................................................................................................. 252 Данченко А. Л. ................................................................................................... 220 Дернов Г.С.......................................................................................................... 224 439

Алфавитный указатель Долгирев Ю.Е. .....................................................................................................33 Дружинина Н.Г. ...................................................................................................46 Дудина М.Н. .......................................................................................................228 Дудина Т.Ю. .........................................................................................................84 Егорова Е.В. .........................................................................................................51 Емельянов А.Ю. .................................................................................................249 Емельянов В.В. ..................................................................................................425 Ефанов В.И. ................................................................................................131, 232 Жданов Д.Н. .........................................................................................................51 Зайцева Е.В.........................................................................................................236 Запарий В.В. .......................................................................................................236 Захарова Г.Б. ......................................................................................................238 Золотых М.О. .....................................................................................................281 Зотов А.М. ..........................................................................................................242 Зраенко С.М. ..............................................................................................246, 249 Зюзев А.М.............................................................................................................55 Иванов О.Ю........................................................................................................252 Иванова Н.М. .....................................................................................................158 Исламов А.Г. ......................................................................................................254 Исламов Г.Г. .......................................................................................................254 Калугина И.Ю. ...................................................................................................388 Каменцев С.А. ......................................................................................................91 Карасик А.А. ......................................................................................................258 Карбалевич Н. Н. .................................................................................................15 Киреев К.В..........................................................................................................262 Кисельников И. В. .............................................................................................266 Климова В.А...............................................................................................269, 272 Коберниченко В.Г......................................................................................276, 281 Ковалев О.С..........................................................................................................43 Кожин А.В. .........................................................................................................195 Кокорин А.Ф. ...............................................................................................58, 416 Колб Е. Е...............................................................................................................15 Комарцов Н.М. ...................................................................................................309 Кондратьев В.И. ...................................................................................................61 Коноваленко О.М. .............................................................................................284 Коренберг В.М. ..................................................................................................293 Корепанов В.Е. ...................................................................................................288 Королев Б.В. ...............................................................................................215, 216 Коршунова А.С. .................................................................................................290 Косицына О.А. ...................................................................................................395 Костылев А.В. ....................................................................................................133 Котюжанский Л.А. ............................................................................................293 Кравченко Н.С. ..................................................................................................297 Крохин А.Л.........................................................................................................301 Крупина О.А.......................................................................................................249 440

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Кудрявцев А.Г...................................................................................................... 40 Кухаренко А.А. .................................................................................................. 176 Лазарева А.В. ..................................................................................................... 304 Лаптева Н.Е. ....................................................................................................... 307 Ларионова М.А. ................................................................................................... 63 Лебедев В.Э. ......................................................................................................... 66 Левченков С.И. .................................................................................................... 71 Лелевкина Л.Г. ................................................................................................... 309 Локтев В.И. .......................................................................................................... 73 Львовский Л.Я. .................................................................................................... 76 Любимцев С.И. .................................................................................................. 116 Лябашкин В.С. ................................................................................................... 220 Мазеин П.Г. ........................................................................................................ 313 Майер Р.В. .......................................................................................................... 318 Макарова С.Ю.................................................................................................... 321 Максимова Н.Е. ................................................................................................. 425 Маликова Ж.Г. ................................................................................................... 325 Малолепшая Н.Э.................................................................................................. 81 Мамалыга Р.Ф. ..................................................................................................... 84 Мартыновская Л.Н. ........................................................................................... 329 Марцев Ю.П. ..............................................................................................331, 335 Марцева Е.Ю..............................................................................................331, 335 Марцева О.В....................................................................................................... 335 Марцева Т.Ю...................................................................................................... 335 Матвеев А.В. ...................................................................................................... 338 Матвеева Т.А...................................................................................................... 293 Матвиенко А.В..................................................................................................... 88 Матвиенко В.А..................................................................................................... 88 Машкова Н.В...................................................................................................... 342 Медведева О.О. .................................................................................................. 358 Мельников Ю.Б. ................................................................................................ 346 Мизгулин В.В....................................................................................................... 91 Минеева О.П. ..................................................................................................... 350 Мироненко А.А.................................................................................................. 186 Мирошникова Е.Г. ............................................................................................. 388 Митюшов Е.А. ................................................................................................... 186 Морилов В.В. ..................................................................................................... 108 Мочульская Н.Н................................................................................................. 425 Мухин О.И.......................................................................................................... 353 Мыкольников Я.В................................................................................................ 29 Наливайко Д.В. .................................................................................................. 258 Небогатикова П.В. ............................................................................................. 354 Несмелова Н.Н. .................................................................................................. 232 Нестеров К.Е. ....................................................................................................... 55 Неупокоева Е.Е. ................................................................................................. 358 441

Алфавитный указатель Никифоров Д.А. .................................................................................................210 Новгородова Н.Г. ...............................................................................................363 Паниковская Т.Ю. .........................................................................................95, 98 Панов С.С. ..........................................................................................................313 Паршина В.С. .....................................................................................................366 Пирогова Т.А......................................................................................................369 Плотникова М.С. ...............................................................................................101 Польщиков А.В. .................................................................................................373 Поляков А.А. ........................................................................................................43 Полякова О.А .....................................................................................................353 Попов К.А. ..................................................................................................104, 376 Попова И.В. ........................................................................................................108 Приборович А.А. .......................................................................................112, 114 Привалов М.А. ...................................................................................................203 Проскунов И.В. ..................................................................................................381 Райков Д.В. .........................................................................................................436 Ревинская О.Г. ...................................................................................................297 Решетников Д.Г. ................................................................................................242 Ровенков С.С. .....................................................................................................249 Русских Н.А........................................................................................................386 Рыкова О.В. ........................................................................................................123 Савельев А.А. .....................................................................................................313 Савина Е.А. ........................................................................................................384 Семенов Д.В. ........................................................................................................29 Семенова Н.В. ....................................................................................................366 Сергеенкова В.В. .................................................................................................15 Серков Л.А. ........................................................................................................386 Синельщикова О.Н. .............................................................................................73 Смыковская Т.К. ..................................................................................................12 Соломаха Э. ..........................................................................................................36 Соломеин В.А. ...................................................................................................128 Спиричева Н.Р....................................................................................................116 Стаймова Е.Д. ......................................................................................................98 Стожко Н.Ю. ......................................................................................................388 Стровский Л.Е. ...................................................................................................391 Ступникова Т.В..................................................................................................395 Судакова Н.П. ....................................................................................................195 Сутужко В.В. ......................................................................................................397 Ташлыков О.Л. ...........................................................................................191, 401 Томашевский Д.Н. .............................................................................................120 Тромпет Г.М.......................................................................................................158 Трофимова О.Г.....................................................................................................46 Тутарова В.Д. .....................................................................................................373 Тютюков В.С. .....................................................................................................408 Тютюков С.А..............................................................................................406, 408 442

Новые образовательные технологии в вузе НОТВ-2010 Усманова Г.Р. ..................................................................................................... 412 Ушаков М.В. ................................................................................................58, 416 Ушкова В.И. ....................................................................................................... 418 Филимонова О.В. ............................................................................................... 421 Филосова Е.И. .................................................................................................... 123 Харитонов В.В. .................................................................................................. 128 Хатьков Н.Д. ...................................................................................................... 131 Хмелев Е.Р.......................................................................................................... 169 Хмелевский И.В. .................................................................................................. 88 Хрычкина Е.П. ................................................................................................... 169 Цапенко В.Н. ...................................................................................................... 421 Цибанов Д.В. ...................................................................................................... 133 Цимбал М.В........................................................................................................ 137 Цылова Е.Г. .......................................................................................................... 76 Черешнев В.А..................................................................................................... 425 Чернобай Е.В...................................................................................................... 427 Чернобородова С.В. .......................................................................................... 307 Чернышева А.В. ................................................................................................. 388 Шабанова И.В. ................................................................................................... 137 Шангина Л.И. ..................................................................................................... 131 Шерстнев Е.В. .................................................................................................... 140 Шехерева О.И. ................................................................................................... 431 Шилова О.В. ....................................................................................................... 142 Широких Э.В...................................................................................................... 198 Школа Н.Ф. ........................................................................................................ 147 Шопперт Н.В. ..................................................................................................... 152 Шпакова Т.Ю. ...................................................................................................... 24 Шумов А.В. .......................................................................................................... 29 Щеклеин С.Е. .............................................................................................191, 401 Щелкунов М.Л. .................................................................................................. 293 Щербинин А.А. .................................................................................................. 155 Экгауз Е.Я. ........................................................................................................... 76 Юстратов В.П. ................................................................................................... 329 Яковлев С.А. ...................................................................................................... 436 Якшина Н.В. ....................................................................................................... 203 Яцюк И.С. ........................................................................................................... 203

443

Научное издание

Новые образовательные технологии в вузе (НОТВ-2010) Седьмая международная научно-методическая конференция 8 – 10 февраля 2010 г. Сборник материалов Часть 2

Компьютерная верстка – А.В. Щербаков Оригинал-макет подготовлен в Центре информационного компьютерного обеспечения Института образовательных информационных технологий ГОУ ВПО «Уральского государственного технического университета – УПИ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Подписано в печать Формат 60х84 1/16 Бумага типографская Офсетная печать Усл. печ. л. Уч.-изд. Л. Тираж 300 Заказ Цена «С» Ризография НИЧ ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ» 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19