СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕПОДАВАНИЯ...

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕПОДАВАНИЯ

ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН

В СИСТЕМЕ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Сборник материалов

Международного научно-практического форума

ХIV Международной научно-практической конференции

ИНФОРМАЦИОННЫЕ И КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В ОБРАЗОВАНИИ

IХ Международной научно-практической конференции

АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ

ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ЕЁ ПРЕПОДАВАНИЯ В ВУЗЕ И ШКОЛЕ

Борисоглебск 2013

2


ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН В СИСТЕМЕ ОБЩЕГО И

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Сборник материалов международного научно-практического форума:

ХIV Международной научно-практической конференции «Информационные

и коммуникационные технологии в образовании», IХ Международной науч-

но-практической конференции «Актуальные направления развития совре-

менной физики и методики ее преподавания в вузе и школе» / Борисоглебск,

ноябрь 2013 г. - Борисоглебск: ФГБОУ ВПО «БГПИ», 2013. - 362 с.

ISBN 978-5-85897-592-2

Сборник содержит статьи и доклады участников международного научно-

практического форума «Современные технологии преподавания естественно-

научных дисциплин в системе общего и профессионального образования».

Материалы сборника могут быть полезны всем, кто интересуется информа-

тикой, математикой, физикой и методикой их преподавания.

ISBN 978-5-85897-592-2

© ФГБОУ ВПО «Борисоглебский

государственный педагогический

институт»

© Коллектив кафедры прикладной

математики, информатики, физики и

методики их преподавания

УДК 37.01:681.3

ББК 32.97

И 74

Печатается по решению редакционно-

издательского совета ФГБОУ ВПО

«Борисоглебский государственный

педагогический институт»

3

СОДЕРЖАНИЕ

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ВНЕДРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИЕ

ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ СПО С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ИКТ Грошиков А.В............................................................................................................................................. 8

СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА ШКОЛЫ КАК

НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ ОБНОВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ Дегтярева Л.И. ..................................... 9

ГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ОБУЧЕНИИ Жаринов В.Н. ............................ 14

МОНИТОРИНГ КОМПЬЮТЕРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ Карсаков С.А.26

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ НА БАЗЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Маринова И.В. ................................................................................................................................................... 29

ДИСТАНЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ

ЧЕРЕЗ СИСТЕМУ MOODLE Рязанова Е.А. ................................................................................................. 30

ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ ТИУЭ НА ОСНОВЕ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ Сахарова О.Н. ......................... 33

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ» В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ

ВУЗЕ (В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ) Стариков В.Н................................................................................... 38

ВНЕДРЕНИЕ СПО В РОССИЙСКИЕ ШКОЛЫ ПРОВАЛИЛОСЬ ИЛИ ПРОСТО СОШЛО НА НЕТ?

Фомин С.В.......................................................................................................................................................... 41

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ИНФОРМАТИКИ И МАТЕМАТИКИ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛАХ, СРЕДНИХ И ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ

МЕТОДЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ИНФОРМАТИКИ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ Блохина В.Б. ......................... 43

ПОТОКИ УПРАВЛЕНИЯ И ПОТОКИ ДАННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ (И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ)

АЛГОРИТМОВ Житников А.П. ..................................................................................................................... 45

СТРУКТУРНЫЙ АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОСТОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ЗАДАЧИ

Житников А.П. .................................................................................................................................................. 62

СТРУКТУРНАЯ ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПОТОКОВ УПРАВЛЕНИЯ И ПОТОКОВ ДАННЫХ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ (И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ) АЛГОРИТМОВ Житников А.П. ............................... 78

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ В ШКОЛЬНОМ

КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ Леликова А.В., Марченко Н.Н. ....................................................................... 101

ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ Ляхова Т.С. ................................................ 104

РЕШЕНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ НА ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПРОЛОГ Полуянова С.В.106

СОЗДАЕМ И ПРОГРАММИРУЕМ РОБОТА Ролдугина Н.В................................................................... 108

УЧЕБНИК ИНФОРМАТИКИ – ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СОВРЕМЕННОЙ

ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ Ромадина О.Г. .................................................. 112

УРОК-ОБОБЩЕНИЕ ПО ТЕМЕ «ПОИСК И ПЕРЕСТАНОВКА ЭЛЕМЕНТОВ ОДНОМЕРНОГО

МАССИВА» Сиротинина С.А. ...................................................................................................................... 114

4

АНАЛИЗ МАТЕРИАЛОВ ЕДИНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА ПО ИНФОРМАТИКЕ

ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ ЛОГИКИ» Тарасова А.С. ....................................................................................... 118

ЭЛЕКТИВНЫЙ ПРЕДМЕТ ПО МАТЕМАТИКЕ «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПОВЫШЕННОЙ

СЛОЖНОСТИ ПО МАТЕМАТИКЕ» ДЛЯ ВЫПУСКНИКОВ СРЕДНИХ

ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ Хоршева Т.Н. ................................................................ 120

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ДИСЦИПЛИН

3D МОДЕЛИРОВАНИЕ В АРХИТЕКТУРНО-ДИЗАЙНЕРСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Асташов Д.Ю., Асташов Н.Ю., Асташов С.Ю. ........................................................................................... 127

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ В РАБОТЕ УЧИТЕЛЯ-СЛОВЕСНИКА Баяринова Н.Н. ............................. 128

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ТИРА В ПРЕПОДАВАНИИ ОБЖ Бегун О.В................................ 131

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПРИ ОБУЧЕНИИ

МАТЕМАТИКЕ В 6 КЛАССЕ Бельская О.Е., Солодовникова Е.Н. ........................................................ 133

ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ В ФОРМИРОВАНИИ

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ ЭКОНОМИЧЕСКИХ

СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ Бондаренко Н.Ю...................................................................................................... 135

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УРОКА В

НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ Борзакова Т.В., Зуева Е.А. ................................................................................... 137

РАЗВИТИЕ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРЕСА НА УРОКАХ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА

СРЕДСТВАМИ ИКТ Борзакова Т.В., Свиридова Н.М. ............................................................................. 139

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ Борисова А.А....................................................................................................................... 141

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРАКТИКЕ РАБОТЫ

МУЗЫКАЛЬНОГО РУКОВОДИТЕЛЯ ДЕТСКОГО САДА Брик И.М., Кузнецова Т.В. ...................... 143

РЕАЛИЗАЦИЯ ДАЛЬТОН-ПЛАНА С ПОМОЩЬЮ ИНФОРМАЦИОННО-КОМПЬЮТЕРНЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ Верзилина М.Ю. ................................................................................................................. 147

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ СРЕДЫ Головачук И.П., Никулина В.В. .................................... 149

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В

СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ Горбачев А.А. .................................................. 154

И ВНОВЬ К ВОПРОСУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ

ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

«МАТЕМАТИКА» НА ФНК Горина О.П. ................................................................................................... 155

ПРИМЕНЕНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ УЧЕБНИКОВ В ИННОВАЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ

ОБУЧЕНИЯ БАКАЛАВРОВ НАПРАВЛЕНИЯ МЕНЕДЖМЕНТ Губа В.В............................................ 160

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Дербенцева О.А.,

Ширкунова А.Ю. ............................................................................................................................................ 163

ПОСТРОЕНИЕ И ЯЗЫКИ УЧЕБНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

ПРОЦЕССОВ Жаринов В.Н. ......................................................................................................................... 165

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ

Зиброва Н.В. .................................................................................................................................................... 189

5

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕБ-КВЕСТОВ НА УРОКАХ ДЛЯ АКТИВИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Зубанова И.Н., Пинчукова М.В. ................................................................................... 191

ФОРМИРОВАНИЕ ЛЕКСИЧЕСКИХ НАВЫКОВ НА УРОКАХ НЕМЕЦКОГО ЯЗЫКА ЧЕРЕЗ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ Колмакова О.А. .................................. 192

ОБУЧЕНИЕ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТА НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ СОЗДАНИЮ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ ДЛЯ СОПРОВОЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

ПРОЦЕССА Комова Т.Ю. ............................................................................................................................. 194

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Копейкина Л.А. ............................................................................................................................................... 196

РОЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ

ЕСТЕССТВЕННО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН Кодиров Б.Р. ............................................... 199

МЕЖПРЕДМЕТНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-

КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Короткова Л.Г., Урусова И.Б. ...................................................... 201

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКЕ

АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА Краснопёрова О.С., Полтавец О.В. ................................................................. 203

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

УЧИТЕЛЯ НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА

ОБРАЗОВАНИЯ Кузнецова Н.В. .................................................................................................................. 206

ПЕРЕВОД ДЕСЯТИЧНЫХ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ЧИСЕЛ В ДРУГИЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ С

ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ MS EXCEL Куклина И.Д. ........................................................................... 207

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБУЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНЫХ КУРСОВ

Гданский Н.И., Свиридов А.П., Леванов Д.Н. ............................................................................................. 210

ПРИМЕНЕНИЕ ИКТ В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

Максименко Т.С. ............................................................................................................................................. 213

КОГНИТИВНЫЕ ИГРОВЫЕ МЕТОДЫ ТЕЛЕОБУЧЕНИЯ Нечаев В.В., Мальшаков В.Д. ............... 216

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ ВО ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЕ ПО АНГЛИЙСКОМУ ЯЗЫКУ

Павлова М.В. ................................................................................................................................................... 232

ПОРТФОЛИО УЧИТЕЛЯ В BLOGGER Пинчукова М.В., Зубанова И.Н. .............................................. 233

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В КУРСЕ «ТЕОРИЯ ИГР»

Плаксиенко Е.А. .............................................................................................................................................. 234

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УМЕНИЙ НАПИСАНИЯ ПИСЬМА ЛИЧНОГО

ХАРАКТЕРА В РАМКАХ ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ Красноперова О.С., Полтаец О.В. ........................... 236

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ

МАТЕМАТИКИ Похващева Т.А. ................................................................................................................. 241

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЛОГОПЕДИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Приходько Л.А. ............................................................................................................................................... 242

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ Рябовол Т.А. ... 245

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММЫ POWER POINT НА УРОКАХ РУССКОГО

ЯЗЫКА И ЛИТЕРАТУРЫ Савчук Л.П. ...................................................................................................... 246

ПРИМЕНЕНИЕ ИКТ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ГОСУДАРСТВЕННОЙ (ИТОГОВОЙ) АТТЕСТАЦИИ

ПО РУССКОМУ ЯЗЫКУ ВЫПУСКНИКОВ 9 КЛАССА Санникова А.И. ............................................. 248

6

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПУЛА СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ СЕРВЕРНЫХ СТРАНИЦ JAVA

К БАЗЕ ДАННЫХ Сергеева М.Ю. ............................................................................................................... 250

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА

УРОКАХ ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОГО ИСКУССТВА Сидорова Л.Н. ............................................................ 252

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА» ДЛЯ

СПЕЦИАЛЬНОСТИ «ТЕХНОЛОГИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО» (В ПОРЯДКЕ

ОБСУЖДЕНИЯ) Стариков В.Н. ................................................................................................................... 254

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ В ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«РУССКИЙ ЯЗЫК И КУЛЬТУРА РЕЧИ» Степанова М.И. ..................................................................... 262

ОРГАНИЗАЦИЯ ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ИНФОРМАТИКЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ

ИГРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Стрельникова Л.П. ........................................................................................ 264

ФРАГМЕНТ УРОКА РУССКОГО ЯЗЫКА В 5 КЛАССЕ ПО ТЕМЕ «ЛИЧНЫЕ ОКОНЧАНИЯ

ГЛАГОЛА» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕРИАЛА ЕДИНОЙ КОЛЛЕКЦИИ ЦИФРОВЫХ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ Суздальцева И.А. ............................................................................. 268

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ В ДОСТИЖЕНИИ КАЧЕСТВА БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Татаринцева Е.М. ........................................................................................................................................... 270

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ Филатова Н.А. ..................................................................................................... 272

ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ НА УРОКАХ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА Фисунова Т.В. ................................. 274

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЕКТНО-

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ Фомина Л.В. ........................................... 277

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ

МУЗЫКИ Чернавцева С.С. ........................................................................................................................... 278

КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ НА ОСНОВЕ ИКТ БЕЗ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВРЕМЕНИ УРОКА Чернов А.С. .............................................................................. 281

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ В ДИЗАЙНЕ Шайкина А.Ю.282

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ В

НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ Шестакова В.А. ..................................................................................................... 284

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ

ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Щербакова Г.В. ........................................................................................... 286

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ

ВЫПОЛНЕНИИ ДОМАШНИХ ЗАДАНИЙ Якушко Н.В. ......................................................................... 288

ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА

ДИСКРЕТНЫЕ ЗАДАЧИ ВЫБОРА И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ Карелин В.П. .................................. 292

КОГНИТИВНЫЕ МОДЕЛИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ

РЕШЕНИЙ Карелин В.П. .............................................................................................................................. 294

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА SCILAB ДЛЯ РЕКОНСТРУКЦИИ

СМАЗАННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Мосин В.С., Волков В.В. ...................................................................... 297

РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА К ИМИТАЦИОННЫМ МОДЕЛЯМ Насонова Е.Д. ............................ 302

7

АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ЕЕ ПРЕПОДАВАНИЯ В ВУЗЕ И ШКОЛЕ

О РОЛИ ПРЯМОГО ОДНОКРАТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ В ФОРМИРОВАНИИ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ НА ПЕРВОНАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКИ В

ВУЗЕ Авдеева Н.И., Погуляева А.Г., Хмурович В.В. .................................................................................. 305

ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ПОДГОТОВКЕ

УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ Герасимова Т.Ю. .................................................................................................... 308

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРИИ ПОЭТАПНОГО ФОРМИРОВАНИЯ УМСТВЕННЫХ ДЕЙСТВИЙ

ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ Доросевич С.В................................................................................................ 311

МЕТОД АМПЕРМЕТРА-ВОЛЬТМЕТРА-ВАТТМЕТРА И ЕГО ПОГРЕШНОСТИ Елисеев В.О. ...... 313

ТЕОРЕМА О ДВИЖЕНИИ ЦЕНТРА МАСС В СИСТЕМЕ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ШКОЛЬНЫХ

ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ Ерохина Р.Я., Иванова Ю.А..................................................................................... 315

АДАПТАЦИЯ МЕТОДОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ В ПРОФИЛЬНЫХ

КЛАССАХ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ Зульфикарова Т.В. ................................................................................. 323

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ИЗУЧЕНИЕ АНОМАЛИИ ПЛОТНОСТИ ВОДЫ» Зульфикарова Т.В.,

Матвеева Л.И. ................................................................................................................................................. 326

ОБ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ

ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ Кротов В.М. ................................................................................................... 331

СТАЦИОНАРНЫЕ И ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СОСТОЯНИЯ ЧАСТИЦ В ВОЛНОВОЙ МЕХАНИКЕ

Сапелкин В.П., Ветчинкина З.К. ................................................................................................................... 338

МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРУЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ КОНТАКТНОМ

ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Сидорова М.А., Шарипов Б.У. .................................................. 341

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В НАУКЕ О РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ Сидорова М. А.,

Трунова Т.И., Шарипов Б.У. ......................................................................................................................... 343

ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ КУРСА ФИЗИКИ УНИВЕРСИТЕТА В СООТВЕТСТВИИ С НОВЫМИ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИ СТАНДАРТАМИ Скапцов А.С. ....................................................................... 346

СЦЕНАРИЙ МАСТЕР-КЛАССА, ПОСВЯЩЕННОГО УПРАВЛЕНИЮ ПРОЕКТНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ УЧАЩИХСЯ Сугакевич А.Г., Гусев С.В., Плетнёв А.Э. ...................................... 348

ЭНЕРГИЯ КОГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛА И

ВЫХОДНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ Шарипов Б.У. ............................................... 352

СПИСОК УЧАСТНИКОВ ............................................................................................................................. 356

8

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ВНЕДРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИЕ

ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ СПО

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИКТ

Грошиков А.В.

Борисоглебский техникум информатики и вычислительной техники

В связи с введением ФГОС третьего поколения в настоящее время ме-

няется отношение к результатам обучения и, соответственно, к формам и ме-

тодам их оценки. Главными целевыми установками в реализации ФГОС СПО

третьего поколения являются компетенции, полученные студентами в ходе

обучения. При этом под термином компетенция понимается способность ус-

пешно действовать на основе практического опыта, умения и знаний при ре-

шении профессиональных задач. Причём одной из компетенций является

«Использовать информационно-коммуникационные технологии в профес-

сиональной деятельности».

В связи с этим становиться актуальной проблема организации условий

на основе информационно-коммуникационных технологий, ориентирован-

ных на самостоятельную работу студентов. В свою очередь самостоятельная

работа – это вид учебной деятельности, выполняемый студентом без непо-

средственного контакта с преподавателем или управляемый преподавателем

опосредовано через специальные учебные материалы.

Такие занятия предполагают предварительную самостоятельную про-

работку каждой конкретной темы студентами по учебным пособиям, кон-

сультации с преподавателем и использование дополнительной литературы.

Рассмотрим применения некоторых информационных и программных

ресурсов в обучении и формировании самостоятельной деятельности студен-

тов СПО:

1. Разработка тематического блога. Для этого можно воспользоваться

ресурсами livejournal.com, blogs.mail.ru, blogger.com и др.

2. Разработка сайта по определённой тематике с помощью бесплатных

онлайн конструкторов ucoz.ru, ru.wix.com и др.

3. Монтаж собственного видеоролика (видео урока) и размещение его

в сети, например с помощью сервиса, предоставляющий услуги видеохостин-

га YouTube.

4. Организация групп в социальных сетях.

Одним из наиболее эффективных способом организации самостоятель-

ной работы является привлечение студентов к научно-исследовательской ра-

боте.

Литература 1. Журавская Н.Т. Активация самостоятельной работы студентов как фактор

формирования их инновационного мышления // Вестник ТГПУ, 2010. – №4.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE%D1%85%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%B3

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BE%D1%85%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BD%D0%B3

9

СОЗДАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

ПРОСТРАНСТВА ШКОЛЫ КАК НЕОБХОДИМОЕ УСЛОВИЕ

ОБНОВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

Дегтярева Л.И.

заместитель директора МБОУ БГО ООШ № 9

«Только технология в союзе с гуманитарными науками

дают результат, который заставляет наши сердца петь»

С.Джобс

Состояние современного образования и тенденции развития общества

требуют новых системно-организующих подходов к развитию образователь-

ной среды. Модернизация российского образования одним из своих приори-

тетов выделяет информатизацию образования, главной задачей которой явля-

ется создание единой информационно-образовательной среды (ИОС), рас-

сматривающейся как одно из условий достижения нового качества образова-

ния.

Согласно классификации ЮНЕСКО школа проходит фазы становления

ИКТ-культуры.

1. Фаза 5возникновения характерна для школ, вступающих на путь раз-

вития информационных и коммуникационных технологий. В этой стадии ад-

министраторы и учителя только приступают к исследованию возможностей и

результатов использования ИКТ в руководстве школой и введения их в учеб-

ный план.

2. Фаза применения характерна для тех школ, в которых уже сформи-

ровалось новое понимание значения ИКТ-технологий для образования. В

этой фазе ИКТ используются для выполнения заданий, включенных в учеб-

ный план. В учебном процессе главную роль в большинстве случаев по-

прежнему играют преподаватели. Однако в своей работе они начинают ис-

пользовать ИКТ, например, в форме электронных презентаций.

3. Фаза привнесения. Учителя исследуют новые пути повышения эф-

фективности своей работы и изменения содержания профессиональной дея-

тельности с помощью ИКТ. Привлекаются материалы из различных источ-

ников, включая ресурсы Интернета. Уровень доступа к технике позволяет

учащимся выбирать темы проектов и инструменты ИКТ, которые стимули-

руют обучение и дают возможность продемонстрировать знание учебной

дисциплины. Пользуясь ИК- ресурсами, школы вовлекают общественность в

свою образовательную среду.

4. Фаза преобразования - школы, в которых информационные и комму-

никационные технологии служат для творческого обновления и реорганиза-

ции учебного процесса. ИКТ становятся неотъемлемой частью профессио-

нальной деятельности и определяют эффективность их работы.

Анализируя деятельность МБОУ БГО ООШ № 9, можно отметить ха-

рактерные черты стадии привнесения в сфере информатизации. Руково-

дством школы были определены основные направления деятельности адми-

10

нистративного корпуса по внедрению ИКТ-технологий в образовательное

пространство учреждения:

1. Разработана программа информатизации МБОУ БГО ООШ № 9 (2011

год) с целью управления процессом создания, реализации и контроля выпол-

нения стратегического плана информатизации школы.

2. Используются информационные ресурсы и технологии для принятии

управленческих решений.

3. Обеспечивается эффективный мониторинг педагогического процесса

посредством электронного журнала.

4. Организовано методическое сопровождение педагогического и адми-

нистративного состава по формированию общего видения целей и смыслов

использования ИКТ-технологий в образовательном процессе (система педа-

гогических советов, семинаров по совершенствованию уроков, мастер-

классов, открытых уроков коллег).

5. Используются ИКТ-технологии для обмена информацией и органи-

зации совместной деятельности педагогов, персонала, родителей, учащихся и

местного сообщества посредством сайта.

Модель информационно-образовательной среды МБОУ БГО ООШ № 9

сегодня представляет собой

систему применяемых педагогических технологий,

внеурочную деятельность,

организационно-управленческую деятельность,

взаимодействие с внешними социальными институтами.

Значимая часть (90%) учителей школы имеют навыки пользования пер-

сональным компьютером, владеют умениями планировать структуру дейст-

вий для достижения цели, проводят и организуют поиск электронной инфор-

мации. Суть новых технологий педагоги видят в обеспечении доступа к со-

временным электронным источникам информации, в создании условий для

развития способности к самообучению путем организации исследователь-

ской творческой работы обучающихся.

Таблица 1. Технологии, используемые в образовательном процессе

МБОУ БГО ООШ № 9

Ведущие

технологии

Начальная

школа

Основная

школа

Образовательный эффект

использования

1. Развиваю-

щего обу-

чения

+ +

Формирование теоретического

мышления и сознания, разви-

тие ОУУН и УУД

2. Система

«Портфо-

лио» + +

Активное вовлечение учащихся

и их родителей в оценочную

деятельность на основе про-

блемного анализа, рефлексии и

оптимистического прогнозиро-

вания

11

Информационные и коммуникационные технологии

3. Мультиме-

диа

+ +

Развитие образовательной ини-

циативы учащихся, создание

необходимых условий для са-

мостоятельного образования в

широкой ИОС

Технологии на основе рефлексивной деятельности учащихся

4. Проектное

обучение + +

Обеспечение возможности

творческого участия обучае-

мых в процессе органичного

освоения новых знаний, фор-

мирование исследовательской

компетенции.

5. Исследова-

тельские

технологии +

Интерактивные технологии

6. Дискуссия + + Высокий уровень объектной

поисковой активности учебно-

познавательной деятельности 7. Дебаты +

8. РКМЧП + +

9. Проблемное

обучение

+ +

Развитие критического мыш-

ления, опыта и инструментария

учебно-исследовательской дея-

тельности, поиск и определе-

ние учащимися собственных

личностных смыслов и ценно-

стных отношений.

10. Личностно-

ориентиро-

ванное обу-

чение

+ +

Максимальное развитие инди-

видуальных познавательных

способностей ребенка

11. Здоровьес-

берегающие

технологии + +

Обеспечение высокого уровня

реального здоровья обучаю-

щихся, формирование ценно-

стного отношения к собствен-

ному «Я»

В школе обеспечено активное вовлечение всех участников образова-

тельного процесса в презентацию результатов проектно-исследовательской

деятельности на разных уровнях (см. Таблицу 2).

Сегодня в ОУ созданы условия для

свободного доступа в сеть Интернет;

автоматизации типовых операций управления образовательным про-

цессом в школе;

упорядочения информационного обмена данными между службами

школы и вышестоящими организациями;

12

решения учебно-познавательных задач с применением информацион-

но-коммуникационных технологий;

повышения качества профессиональной подготовки кадров;

повышения рейтинга образовательного учреждения.

Таблица 2. Исследовательские работы (2012-2013 учебный год)

Использование информационных и коммуникационных технологий в

системе образования влияет на педагогические технологии, структуру управ-

ления и функционирования, тем самым преобразуя традиционную образова-

тельную среду в качественно новую – ИКТ- насыщенную образовательную

среду, обеспечивая эффективное выполнение социального образовательного

заказа.

№ Тема исследования Научный

руководитель

Уровень презента-

ции исследователь-

ского опыта

1 «Памятные места нашего

города»

Михайлова С.М. Окружная краевед-

ческая конференция

2 «Огонь-друг, огонь-враг!» Левкина И.С.,

Михайлова В.С.

Городской конкурс

проектов

3 «Биография улиц нашего

города»

Рудакова Т.Н. Окружная краевед-


4 «История ДО школы № 9» Седлова О.В. Региональная кон-

ференция

5 «Путешествие по родному

краю»

Сухинина Н.И. Городской конкурс

проектов

6 «Определение уровня за-

грязнения воздушной сре-

ды в районе школы № 9

биоиндикационным мето-

дом с помощью лишайни-

ка»

Сухинина Н.И. Городская конфе-

ренция

7 «Математика и проектиро-

вание»

Матющенко Е.В. Региональный кон-

курс

8 «От эолипила до турбины» Одинцова О.И. Региональный кон-

курс

9 «Народная философия и

народная педагогика»

Калмыкова С.В. Окружная краевед-


10 «Орнамент в архитектуре» Белянкина О.В. Окружная краевед-


11 «Страна восходящего

солнца»

Одинцова О.И. V региональный

конкурс творческих

мультимедийных

проектов

13

Литература

1. Информационные и коммуникационные технологии в образовании.// Divi-

sion of Higher Education, ЮНЕСКО, 2005.

2. Петрова О.Г. Информационно-образовательная среда современной школы

как условие реализации ФГОС общего образования // Информатика и об-

разование. – 2012, № 9. – С.19-23.

14

ГРАФИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ОБУЧЕНИИ

Жаринов В.Н.

Московский институт государственного и корпоративного управления

Введение. В настоящее время в целях более эффективной

модернизации России, внедрения инноваций в работу государства и бизнеса,

включая образование, встаёт задача эргономичной формализации знаний о

самых разных сферах деятельности (предметных областях). Для этого в

разное время предлагались различные методологии. Процесс

формализации/моделирования в общем может определяться так, как в [1, п.

9.1]. Предметом статьи будут возможные формы графической записи

результатов алгоритмизации в том смысле, как определяется далее.

Цель формализация процессов, в терминах [1] можно определить как

передачу смысла деятельности только описанием, без обращения к

контексту. В своё время этот смысл формулировался следующим образом:

«Понятие производства охватывает и подготовку, и организацию, и

изготовление. Следовательно, и планировать эти составные части нужно

взаимосвязанно.

..., следовало предусмотреть <в описании деятельности> все операции,

начиная с первой линии, проведённой конструктором на ватмане.

... Чтобы обеспечить нормальный ритм, все процессы должны быть

увязаны во времени.» [2, с. 527-528]

Речь идёт о реформе производства артвооружения в период 1941-42

годов, осуществлённой под руководством Грабина и по его идеям. Они, по

сути определяли новые подходы к моделированию ЖЦ продукции,

названный им «комплексное планирование» и к организации труда

производителя, названный «скоростной метод».

К настоящему времени формализация также должна охватывать и

производство данных (т.н. информационное). Это позволяет эффективно

внедрять в образование и в практику инфокоммуникационные технологии.

Положение дел на сегодня может характеризоваться следующим образом:

«... Использование компьютерных систем в традиционных работах

ограничивается моделированием бизнес-процессов и изменением

построенных моделей. ... предполагается, что после разработки или

изменения бизнес-процесса его внедрение в организации будет происходить

без реального исполнения на компьютере, ...

При внедрении бизнес-процессов, реально исполняемых в

компьютерных системах, с одной стороны, предприятие получает серьёзные

дополнительные преимущества, с другой — появляются проблемы, решение

которых не дают традиционные теории процессного подхода.

...

В результате исследования было выявлено, что при работе с

приложениями, выполняющими задания в бизнес-процессах, управленцам

комфортнее мыслить в понятих автоматических исполнителей, которые были

бы аналогичны людям...

15

Для компьютерных приложений управленцу было бы удобно видеть,

«что они умеют делать» при планировании их использования в бизнес-

процессах.» [3, с. 65, 67]

Тем самым ставится задача построения теории деятельности, единой

для ручной и автоматической (автоматизированной) её реализаций.

По мнению автора, такая задача может решаться на основе принципов

теоретической информатики согласно Г.Н. Звереву, а именно:

1. Представления об исполнителе деятельности как материально-

информационной системе (МИС) в [4, Гл. 12]; тем самым определяется

инвариантная структура исполнителя. При этом исполнителя в общем случае

считаем декомпозируемым на субъекты-МИС, взаимодействие которых

образует коллектив — совокупного исполнителя.

2. Выделения «дескриптивного» и «императивного» уровней

формализации исполнителя; отличие их по [5, п. 7.5] в том, что модель

деятельности есть:

в первом случае — история процесса как траектория системы в

пространстве её возможных состояний, математически описанном;

во втором случае - алгоритм как математический (записанный на логико-

математическом языке и определяющий только знаковые преобразователи

и преобразуемые объекты) либо технологический (записанный на

технологическом языке и определяющий также материальные

преобразователи и процессы в них).

Представление деятельности как истории является развёрнутым, а как

алгоритма — свёрнутым. Можно говорить о том, что при исполнении

алгоритм развёртывается в осуществлённую траекторию (историю).

Технологический алгоритм определяет конкретную реализацию

математического как «программу процесса, ... без предположений о

«догадливой, изобретательной и умной» системе, которая сама решит, что

делать, если описание процесса неполное.» [5, с. 373]. Тем самым снимается

подмеченное в [1, п. 10.7] противоречие в случае предназначения алгоритма

для исполнения такой системой — да, это возможно, но не освобождает

построителя описания от необходимости «определить технологически»

исполнителя алгоритма. А это не обязательно возможно для любой

деятельности творческого исполнителя.

Второй уровень также может называться «информатическим» в

терминах [1]. Техноалгоритм же часто называется «сценарием».

3. Выделения «параллельных» и «последовательных» процессов по

критерию протекания преобразований во времени, данному в [5, с. 371].

Предполагается, что в терминах [6] программа как план поведения

исполнителя (абстрактного или конкретного) может определять деятельность

распределённого исполнителя в реальном времени как технологию

переработки исходных данных в результатные. Можно применять

традиционное понятие «сеть работ» для такой структуры, но с некоторым

уточнением. По смыслу сеть работ – это технология (частный техпроцесс),

16

состоящая из техопераций. Мы будем пользоваться термином «сеть

техопераций».

Семантика программы в общем случае тогда может выражаться сетью

техопераций (как элементов или связей сетевой структуры, примеры см. [7,

Рис. 7, 46]). Такую модель деятельности в динамике можно определить как:

«Последовательность заданий определяется схемой бизнес-процесса... Эта

схема похожа на блок-схему алгоритма. По схеме перемещаются точки

управления. В узлах схемы генерируются задания исполнителям.» [3, с. 66]

Алгоритмизация же должна состоять в выражении семантики сети

техопераций через взаимодействие процедур средствами, включаемыми в

императивный базис. При этом считаем, что техоперация как отдельно

взятый алгоритмический процесс (процедура) исполняется сосредоточенно и

последовательно.

Основная часть. Цель графического моделирования будем понимать

как представление процессов труда над данными, которое позволяет

формализовать устройство и принцип действия (получения на этапе

производства) так же качественно, как над материальными предметами в

традиционных системах конструкторско-технологической документации.

Перспективно для эргономизации представление отчуждаемой (в

смысле [1]) компоненты знаний на визуальной основе. При этом

необходимая формальность получаемых описаний м.б. достигнута при

визуализации на базе графов, отражающих структуру отчуждаемых,

формализуемых знаний (ФрЗн) единообразно в любых предметиках.

Предполагается, что языковые средства графического моделирования

деятельности должны строиться на базе систематической методологии

формализации, исходящей из общего состава ФрЗн.

Основы такой методологии (под названием ГРАФИТ — от ГРАФика и

Текст/Таблицы) были сформированы автором ранее и опубликованы в веб

для обсуждения (наиболее систематически - в ресурсе [8]). В её рамках

определён графит-метод исчисления граф-схем произвольной

интерпретации, размеченных текстом (произвольного содержания, если в

алфавит схем входит знак типа жёсткого поля синтаксических диаграмм).

По-прежнему рассматривая определение деятельности, мы можем

выделить два уровня её структуризации (в терминах [9]):

«параллельно-алгоритмический» - как системы совместно (и, возможно,

частично или полностью одновременно) протекающих

взаимодействующих процессов;

«последовательно-алгоритмический» - как систему процессов,

алгоритмических в традиционном понимании (типа программных

процедур).

Более точно различие между уровнями можно определить так. На

первом уровне определение системы процессов допустимо исполнять

одновременно по двум и более маршрутам. Это удобно представлять

обсуждавшейся ранее метафорой «точки управления» (ТУ) - модели

исполнителя, находящегося на маршруте. Каждая ТУ развёртывает маршрут

17

сообразно указаниям в определении системы. Тем самым, в общем случае

даже при однозначных исходных данных и правильной работе исполнителей

получаем, что не существует единственного маршрута исполнения системы.

Т.е. её описание не удовлетворяет требованию однозначности порядка

действий на конкретном наборе данных, предъявляемому к алгоритму в

традиционном определении. Поэтому можно говорить о доалгоритмичности

определения деятельности как «параллельного алгоритма».

На втором уровне используется традиционное понятие алгоритма.

Тогда имеем, что технология определяется через систему алгоритмических

процессов, исполняемых каждый своим экземпляром исполнителя

(субъектом-МИС некоего типа квалификации). Взаимодействия же

процессов-техопераций «алгоритмически расшифровываются» через

команды исполнителей, специально предназначенные и/или

приспособленные для этой цели. Тем самым взаимодействие процессов

сводится ко взаимодействию исполнителей, получивших «назначение на

работы» по исполнению этих процессов и имеющих соответствующее

устройство и принцип действия. Это взаимодействие обеспечивается

особыми служебными процессами, которые и развёртывают назначенные по

экземплярам исполнителей техоперации в согласованную деятельность.

Заметим, что в практике можно найти примеры алгоритмизации в

таком смысле. Так, в предметиках типа армии любые предписания имеют

конкретного адресата-исполнителя, канонически структурированы на

предварительные и исполнительные, а также установлена общая процедура

(служебная по сути) отдачи-получения приказа, которая может частично

сокращаться по ситуации. По-своему делает то же и Закревский,

определяющий как исполнителя «параллельных алгоритмов» систему типа

«параллельный автомат», для которого задан метод «последовательной

алгоритмизации» либо с программированием (коллектива вычислителей)

либо чисто схемно (на устройстве типа «секвенциальный автомат»). При

этом получается реализация всегда конкретного описания технологии и при

определённых условиях. Важнейшим из них является т.н. чисто

информационное взаимодействие последовательных процессов — только

обменом через общие переменные — структуру которого также можно

представить схематически как часть модели.

Концепция сети техопераций как предмета такой алгоритмизации в

настоящее время реализована во многих средах описания деятельности. В [9]

и [10] введены различные формы записи такого рода моделей. Отметим, что

результата, определяемого Грабиным как «комплексное планирование

производства», удалось достичь прежде всего при подходе «техоперация-

элемент сети (вершина графа)» и введении иерархии техпроцессов,

например, в системе КУБ, представленной в [11].

Далее мы сосредоточимся на проблеме описания второго уровня.

Примерами средств записи здесь могут служить языки: Оберон,

применённый в реализации одноимённой операционной среды (см. [12]);

ДАЛВЯЗ, определённый в [13] в различных формах (текст, таблица, схема);

18

SL, заданный в [14] для поддержки заявленного подхода к обучению

программированию, по сути императивно-семантического (ИС).

В [5, с. 180] устанавливается две формы представления в математике —

алгебраическая (через явно заданные операции над множествами) и

аксиоматическая (через исчисления, исходящие из свойств множеств). При

определении графит-метода была принята аксиоматическая форма для

совместимости с ранее известными результатами (прежде всего

преобразованиями схем потока управления алгоритма в [15]), т.е. схема

выводится путём исчисления над алфавитом подграфов.

Для дальнейшего существенны следующие результаты по графит-

методу:

можно выделить кросс схемы, понимаемый как модель сопряжения всех

элементов сетью идеальных каналов связи в смысле [16, п. 3.4]; по числу

каналов возможен кросс одно- или многосвязный (иначе говоря, шинный

— как образуемый в ЕСКД-схемах линией групповой связи);

любую схему, выведенную атомарно (только вложением) из структурных

аксиом и алфавитных знаков, можно подразделять на кроссы и нагрузку

вплоть до того, что нагрузками окажутся только линейные участки —

рёбра ввода и/или цепочки линейных вершин;

можно определить на схеме область агрегации, понимаемую как

расширение единицы вложения на случаи многих входов и/или выходов

(схему подсистемы в смысле [16, п. 3.4]); при этом исчисление

ограничивается полным вложением областей друг в друга и циклов и/или

их тел в области, а также расширяется подстановкой вариантов

содержания внутрь области и согласованием области со схемой по

входам/выходам;

кросс м.б. независимым — когда любой канал есть ребро, связывающее

пару «вход-выход» кросса (1:1), либо зависимым — когда хоть один канал

связывает более одного входа и/или выхода (в отношениях 1:N, M:1,

M:N).

Область агрегации также можно понимать как полюсник Зверева, как

он определён в [5, п. 2.3].

Также вместе с методом введена новая лексика, прежде всего т.н.

общеструктурная (ОС) в составе узлов вида 1:N (на орграфах — в смысле

разветвителей) и M:1 (соединителей), имеющих смысл логического выбора

среди множества входов/выходов по И, ИЛИ, Исключающему ИЛИ (см. рис.

1, вверху).

Как известно, такой выбор подчиняется одной из стратегий:

короткой («ленивой») - условия выбора вычисляются последовательно;

полной («усердной») - вычисляются все условия (м.б. одновременно).

19

Вхождение И – показывает, что все последующие вершины (цепи, явно ограниченные снизу) входят в структуру.

Смысл И здесь обыденный (естественно-языковой); в данном случае он тот же, что у одноимённой логической операции (булевой функции).

[имя-И-рубрики]

[имя-ИЛИ-рубрики]

Вхождение ИЛИ – показывает, что из последующих вер-шин (цепей) только одна должна входить в результирую-щую структуру.

Смысл ИЛИ здесь обыденный; в логике ему соответствует Исключающее ИЛИ. М.б. даны условия вхождения (меткой или примечанием узла).

Вхождение И/ИЛИ – показывает, что одна и более из по-следующих вершин (цепей) входят в структуру .

Смысл И/ИЛИ здесь обыденный; в логике ему соответствует ИЛИ. М.б. даны условия вхождения (меткой, примечанием).

[имя-И/ИЛИ-рубрики]

. . .

. . .

. . .

Типы окончаний – указывают характер стыка связи (дуги) с вершиной лек -сической единицы языка графит-схемы или с другой связью.

Бывает типов, различаемых по оформлению конца линии (сверху вниз):● поперечина - указывает, что в этом месте можно вставить конструкцию-атом

графит-языка схемы;● круг - указывает точку стыка, не допускающую вставки атома в схему;● стрелка - указывает направленность связи (кроме отношения);● ромб — указывает, что связь имеет смысл отношения в сторону этого стыка.

Направленность связи м.б. одно- или двусторонней.

[Nн] [Nк]

<Nвх>

<Nвх>

РБНФ-графит-знаки – служат для описания синтаксиса «визуаль-ных текстов», где между символами м.б. и небуквенные объекты.

С помощью данных символов, в частности, м.б. даны РБНФ-опреде-ления над графическими знаками. В этом случае они означают:● однократное обязательное вхождение охватываемых объектов;● необязательное однократное вхождение;● необязательное цепочно-повторяемое вхождение (N – крайние зна-

чения индекса для индексируемых повторений), т.н. итератор;● выбор РБНФ-выражения справа или слева от черты.

Также м.б. обозначена подстановка РБНФ-определения в визуальный термин (знак подстановки выбирается ).

→ ← ↔

◊

↑ ↓ ↕<две стрелки

подряд>

<три знака подряд>

Диокоординаторы – указывают порядок РБНФ-графит-подстановок.

Знак (группа знаков) применяется к РБНФ-скобкам (ставится перед открывающей) и предписывает (сверху вниз):● следование повторов фрагмента (в фигурных скобках) по гори-

зонтали (в одну или любую сторону от места нахождения);● фиксирование положения (где показан фрагмент, заключённый в

скобки — угловые или квадратные — там он и входит в схему);● следование повторов фрагмента (в фигурных скобках) по вертика-

ли (в одну или любую сторону);● независимое следование повторов фрагмента (по горизонтали, по

вертикали, в обоих направлениях); стрелки по разным координатам;● зависимое следование повторов фрагмента (хотим двигаться по

средней стрелке — должны ещё и по крайним знакам).

Очередное следование в любую сторону выбирается произвольно.

Рис. 1. Основные графит-обозначения (согласно [12])

20

Любая стратегия требует правил вычисления и отбора результатов. При

«ленивой» устанавливается порядок просмотра входов, который завершается

при числе вариантов, допустимом по смыслу узла. При «усердной»

выбирается столько вариантов, сколько допустимо по смыслу узла (случайно

или по к.-л. критериям).

В [5, п. 7.4] определены операции структурной алгебры систем и среди

них базовая, называемая подстановкой; смысл её (как прямой) аналогичен

вложению, являющемуся базовой операцией для исчисления.

Структуру модели процедуры логически можно определить,

руководствуясь результатами Зверева и Кауфмана. Так, второй в [6, Гл.3]

определил т.н. «базис трёх абстракций — данные, операции, связывание — в

их единстве и относительности». Точного определения третьей компоненты

базиса в [6] не дано, но по смыслу косвенных характеристик Кауфмана

можно сделать вывод, что подразумевается также исполнитель как субъект

связывания операций и данных (шире — предметов труда вообще). Близко к

этому определение ролевого базиса системологии в [5] в составе

функционального, статусного и реляционного (FSR-) аспектов.

Исторически же алгоритмически строгое описание формируется в

процессе моделирования/формализации, описанном, например, в [1, п. 9.1]. В

ходе этого процесса модель как образ в общем случае теряет некоторые

свойства прообраза (на первом уровне — действительности, на последующих

— модели предыдущего уровня).

Практически принимаются решения по изменению постановки задачи на

более высоком уровне так, чтобы найти формализацию данного уровня при

более определённых условиях, вплоть до уровня программ (и/или

программно строгих инструкций человеку). Эти решения и их результаты

образуют метаинформацию для программы (инструкции) и для понимания и

оценки проделанной работы должны быть сохранены в описании.

С учётом также некоторых основополагающих результатов в [17] и [18]

можно определить три укрупнённых категории содержимого описания:

предметная (качественная); математическая (логика, арифметика, геометрия);

информатическая (результаты алгоритмизации и программирования).

Исходя из этого, описание процедуры (техоперации) как элемента

системы процессов (технологии) будем структурировать, как представлено

на Рис. 2 (укрупнённо). Здесь смысл описания раскрыт моделью типа

«сущности-отношения» (в различных источниках называемого также «карта

концепций», «информационная модель», «техника паучка»).

В модели процедура подразумевается полюсником, представленным в

терминах Зверева без оболочки, «раздетым» и снабжённым «биркой»-

заголовком с общими атрибутами. При пошаговой детализации каждый шаг

представляется своим полюсником, внешние связи которого есть идеальные

отношения передачи: структур данных; задействуемых трактов; управления

процессом. Такие отношения возможны в простейшем случае только между

соседними шагами, а в общем случае система отношений может связывать

состояния и действия на любых шагах через преобра-зования

21

(соответствующие тракты, образуемые у исполнителя). История

формализации может представляться разными уровнями модели.

© Жаринов В.Н., 2010-13

'[Родной-ГрафПро-Рус/МодКомп-Алго-ПланаГраф]

<Модель№=1 '/ 'Схема№=1'-'Вершина№=0'Тип='Заг.'>

'Имя процесса [' :'т ип-ПроцессаФунк ции ]

<инфор-модель-процесса>

<схема-передачи-управле-ния-про-цесса>

<схема-передачи-предметов-процесса>

И

Полоса информатической формализации алгопроцесса

Полоса математи-ческой формализа-ции алгопроцесса

Полоса неформаль-ного описания алго -процесса (коммента -

рии)

Импер-столбец инфор-модели — операторы алгопроцесса

Деклар-столбец инфор-модели — состояния алгопроцесса

[система-утвержде-ний-для-процесса]

<набор-коммента-

риев-к-процессу>

Порядок дей-ствий и реше-

ний

Виды и формы получаемых результатов

И

Назначенный испол-нитель процесса

Заданная цель процесса

Определяется через

Способен воспринимать

Требования к ис -полнению процесса

И

И/ИЛИ

Содержание про-цесса

Указывает целесообразные

[схема-трактов-ис-полнителя-процесса]

Задействуе-мые тракты

Актив-столбец инфор-модели — тракты исполне-

ния алгопроцесса

раск

ры

ваетс

япош

аго

во

обусл

овл

ивает

пош

аго

во

Рис. 2. Раскрытие смысла графит-модели алгоритмического процесса (процедуры)

22

# .↕s= i{рабочий-

'Восстановление контекста возврата:'

<неформальн-описание-контекста>

#.◊s=(i+1)[рабочий-

Трансформационный

процесс исполняется од -

нократно до конца. Реа -

гирующий исполняется

непрерывно с начала до

прекращения работы ис -

полнителя

И

'Переключение на контекст

вызова:'

<неформальн-описание-

контекста>

#.◊s=2[рабочий-

<Имя состояния#s>':'

<описание текущего

<динамического|

статического> состояния>

(*динамического — как «что

делается» в течение шага,

статического — как «что

сделано» за шаг.

От вида состояния зависит и

вид связи с ним действия.*)

'Объявление

внутрипроцессное: '

<описание области данных>

(*исполнительные сведения о

данных по списку ИмяВел и об

их типах (RTTD)*)

(*Процессы взаимодействуют друг с другом передачей

предметов через: рандеву-каналы, хранилища, порты ввода-вывода по: опросу (у себя), запросу (у другого),

прерыванию (всех).

Вместо предметов (из памя-ти, выделенной у исполните-ля процессу-источнику, в па-мять, выделенную у того же или другого исполнителя ад-ресату) м.б. передано право доступа к памяти, общей с

другими процессами.*)

Операция может состоять в: преобразовании аргу -ментов в результаты (мо-

жет определяться как присваивание),

посылке/приёме сообще-ния, вводе/выводе,

сохранении/извлечении.

В любом случае шаг определяется единым со-стоянием (изменение ко-торого неразличимо на

протяжении шага)

Операция объявления из-меняет состояние памяти процесса: в ней появляет -ся область данных (зна-

чений и/или ссылок, даю -щих право доступа)

<Имя состояния проверки>

<описание текущего состояния>

(*значения, дающие (динамиче-

ски) истинность условия*)

При проверке меняется только флаг «Верно», по значению которого выби-рается один из альтерна-

тивных шагов

реагир ↓ИЛИ↓трансформ _проц

<описание-

-трактов-

-исполнения>

2

<описание-

-трактов-


i+1

<описание-

-трактов-


i+2

'[Родной-ГрафПро-Рус/МодКомп-Алго-ПланаГраф]

'Имя процесса [' :'

Получает результаты вида Задействует тракты

<описание-

-трактов-


1

'От: '

<i>'.'<o>

<описание-

-трактов-


<i>'.'<o>'До'

i

Рис. 3а. Графит-модель алгоритмического процесса (процедуры) – начало

23

#.◊s=1<начальный-шаг-процесса>

шаг-процесса]

шаг-процесса}NШаговТела

шаг-процесса]

#.◊s=(N-раб-шагов+1)[конечный-шаг-процесса]

© Жаринов В.Н., 2010-13

Действует и решает в порядке

Сост_

Дин↔

Стат↔

i+1

<Имя действия#s'.'o>

<описание как <простого |составного>>

(*Простое действие включает только опе-

рацию (цепочку), совершаемую неделимо.

Составное — также условие выбора или

цикла — одиночное или множественное*)

<'ОБЩ'|'ЛОК'|имя-рода-видимости#a>':'

<имя-типа#1>' : '↔x{ ', 'ИмяВел#1x}+Nвел1

↕t{<имя-типа#t>' : '↔y{', 'ИмяВел#ty}+Nвелt}

'Объявить данные'

Предусловие:

<лог-выр> ≡ утверждение о том, какие соотношения

(между величинами процесса и состояния исполнителя, внешней среды) должны выполняться для начала

исполнения процесса

Динусловие :


должны выполняться в тече-ние исполнения шага процес -са (как граничные условия, за

которые нельзя выходить)

Динусловие :

<лог-выр>[' ≡ '<текст-комм>]

Статусловие:

<лог-выр> ≡ утверждение о том, какие соотношения должны выполняться по завершении исполнения

шага процесса (и как преду -словия для начала испол-нения следующего шага)

Постусловие:


должны выполняться по завершении

исполнения процесса

трансформ ↓ИЛИ↓реагир _проц

1

2

i

i+2

<Модель#=1 '/ 'Схема#=1'-'Вершина№=0'Тип='Заг.'>

т ип-ПроцессаФунк ции]

И

Слитно

исполнить

↕o *NДейстВШаге

↕a

*NРодВидим

Нач ало[сигнатура-вызова-процесса]

Конец[сигнатура-возврата-из-процесса]

<Проверить>

<условие-Цикла<#'.'◊s>>

(*от величин процесса и/или других, входя-

щих в алгообстановку*)

Статусловие:

<лог-выр>[' ≡ '<текст-комм>]

Рис. 3б. Графит-модель алгоритмического процесса (процедуры) – окончание

24

Предлагаемая структура описания представлена на Рис. 3 (упрощённо).

Система отношений между действиями и состояниями здесь представлена

межстраничными связями (индексированными по шагам).

Структура операции для шага i здесь отражает «армейский» подход,

только с более детальной структуризацией и другим порядком частей, более

естественным для «штатских» предметик.

Заметим, что прообразы такой структуры существуют, и не только для

графовой записи. Так, в [12, Гл. 5] при документировании отдельных

процедур использованы комментарии, иерархически структурированные

относительно кода; можно считать это приближением к качественной части

предложенной структуры. Вводимый в [6, Ч.II, п. 3.3.3] язык записи

программ для построения по методу Хоара, по сути, вводит условия как

математическую часть описания процедуры. Наконец, в [13] предложено

сопровождать оператор в структуре управления пиктограммой или

иллюстрацией, что может использоваться и в целях описания состояния

(только динамического в терминах представленной графит-модели).

Выводы. Конкретизация языка описания исходит из следующих

соображений. Содержание любого элемента можно раскрыть в текстовой,

табличной и/или графической формах. При этом за записью будет стоять в

любом случае видовая структура элемента. Для действий это структура

управления (поток операций), для состояний – передачи предметов (поток

данных), для связывания – структура тракта исполнителя.

Практически поток операций в форме графов описывается схемами

Янова и им подобными (блок-схемами и пр.). Тракты исполнителя

описываются схемами, обычными для материальных систем – структурными,

функциональными, принципиальными в терминах ЕСКД. Поток данных

(предметов труда вообще) может представляться на базе схем Лаврова,

представленных, в частности, в [15]. При этом единая схема получается

объединением схем для каждого шага с устранением дублирующихся вершин

данных. Тем самым получается различная топология схем: устремлённые

графы управления, двудольные графы передачи предметов, многосвязные

графы трактов преобразования. Необходимо решить вопросы вывода для

второго и третьего классов.

Фактически задача построения исчисления произвольных схем — это

задача отображения — прежде всего языка таких схем, взятых без кросса, в

язык схем с кроссом. При этом нужно:

выбрать тип кросса, адекватный интерпретации исходных схем;

определить лексику вложения;

определить правила вывода, включающие или нет перенос соединителей

цепей внутри тела схемы и/или на её кросс;

Целесообразно реализовать вывод в приложениях визуализации —

графит-редакторах. Возможны как создание автономного редактора общего

назначения, так и реализация рассмотренных моделей в приложениях для

конкретных предметик, прежде всего в обучении.

25


1. Фридланд А.Я. Информатика: процессы, системы, ресурсы. – М.:

БИНОМ. Лаборатория базовых знаний, 2003.

2. Грабин В.Г. Оружие победы. - М.: Республика, 2000.

3. Михеев А.Г., Орлов М.В., Пятецкий В.Е. Комплексный подход к процесс-

ному управлению предприятием. // Автоматизация в промышленности. -

2013. - №1 - С. 65-68.

4. Зверев Г.Н. Теоретическая информатика и её основания. В 2 т. Т.2. — М.:

ФИЗМАТЛИТ, 2009.



6. Кауфман В.Ш. Языки программирования. Концепции и принципы. - М.:

ДМК-Пресс, 2010.

7. Соболев В.И. Оптимизация строительных процессов. - Ростов н/Д.: Фе-

никс, 2006.

8. Графит-базис визуализации знаний. [Электронный ресурс]. [2011] URL:

http://grafit-basis.narod.ru (дата обращения: 4.06.2013).

9. Закревский А.Д. Параллельные алгоритмы логического управления. – М.:

Едиториал УРСС, 2012.

10. Житников А.П. Алгоритмический анализ многопоточного параллельного

программирования в среде OpenMP C/C++. // Информационные и комму-

никационные технологии в образовании. Сборник материалов XI между-

народной научно-практической конференции. / Борисоглебск, ноябрь 2010

г. - Борисоглебск: ГОУ ВПО «БГПИ», 2010 г.

11. Усов А.С. и ООО «Алексус». Система «Сфера-U»; Система КУБ. [Элек-

тронный ресурс]. [2001] URL: http://www.sphere-u.ru/ ;

https://www.box.com/s/84130eef00353ba8bd9d (дата обращения: 4.06.2013)

12. Вирт Н., Гуткнехт Ю. Разработка операционной системы и компилятора.

Проект Оберон. – М: ДМК–Пресс, 2012.

13. Барановский Д.В. ДАЛВЯЗ 2 – Описание. [Электронный ресурс]. [2012]

URL: http://grafit-basis.narod.ru/files/dalvjaz2_description.pdf (дата обр.:

3.05.2013).

14. Лаптев В.В., Грачёв Д.А. Разработка учебного языка программирования и

интерпретатора // Объектные системы-2012: материалы VI Международ-

ной научно-практической конференции. Россия, Ростов-на-Дону, 10-12

ноября 2010 г. / Под общ. ред. П.П. Олейника. – Ростов-на-Дону, 2012. – с.

92-101.

15. Ершов А.П. Современное состояние теории схем программ. // Проблемы

кибернетики. - 1973. - Вып. 28. - С. 87-110.

16. Алгазинов Э.К., Сирота А.А. Анализ и компьютерное моделирование ин-

формационных процессов и систем. - М: ДИАЛОГ-МИФИ, 2009.

17. Леонтьев А.Н. Автоматизация и человек. // в кн.: Хрестоматия по инже-

нерной психологии. – М.: Высшая школа, 1991. – с. 46-53.

18. Грекова И. Путь к синтезу. // Техника-молодёжи. – 1982. – №7.

http://grafit-basis.narod.ru/

http://www.sphere-u.ru/

https://www.box.com/s/84130eef00353ba8bd9d

http://grafit-basis.narod.ru/files/dalvjaz2_description.pdf

26

МОНИТОРИНГ КОМПЬЮТЕРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ

В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ

Карсаков С.А.

Средняя общеобразовательная школа №1

имени Героя Российской Федерации Туркина Андрея Алексеевича,

Динской район

Цель научно-образовательной разработки «Мониторинг комплекса про-

блем, связанных с компьютерной зависимостью»

1. Введение

Компьютер в разных видах прочно и навсегда вошел в нашу жизнь. Это

реальность, от которой не уйти. Хотим мы или не хотим, но с этим придется

жить. Но со всеми прелестями пользования компьютером, на которые рас-

считывали разработчики этого «чудесного» помощника человечества, мы по-

лучили побочные эффекты в виде отклонений в физиологическом и психоло-

гическом развитии личности. Наиболее явно это проявляется в школьном

возрасте, когда активно происходит развитие человека. Это основная группа

риска. Информатизация процессов обучения также сказывается на развитии

подрастающей личности

2. Причины зависимости (психологические, физиологические).

Проблема возникла на фоне очень быстрого внедрения компьютеров в

массовое пользование. В Америке бум внедрения персонального компьютера

пришелся на 80-е. В России на 2000-е. Произошло это за 10-12 лет. Естест-

венно сложно за такой короткий период предусмотреть все последствия

пользования таким универсальным устройством.

Появление всемирной сети Интернет создало возможность интерактив-

ного общения. Оно чрезвычайно привлекательно для людей отчужденных и

неуверенных в себе, которые при этом хотят общения, но не находят его в

окружающем их обществе. Кроме того, благодаря глобальной сети значи-

тельно расширились возможности получения информации.

3. Виды и симптомы зависимости.

Симптомы компьютерной зависимости могут быть двух типов: психи-

ческие и физические. Все они следствия попытки удовлетворения основных

потребностей: физиологические потребности являются необходимыми для

выживания, потребности в безопасности и уверенности в будущем, социаль-

ные потребности, потребности в уважении включают потребности в само-

уважении, личных достижений, компетентности, уважении со стороны окру-

жающих, признании, потребности самовыражения — потребность в реализа-

ции своих потенциальных возможностей и росте как личности. Пытаясь их

удовлетворить с помощью компьютерных технологий, развивающаяся лич-

ность подвержена риску деформации психики и физиологическим отклоне-

ниям. Чрезмерное увлечение информационно-коммуникационными техноло-

гиями приводит к различным видам аддикций: Интернет-зависимости (игро-

мания, навязчивый веб-серфинг, пристрастие к виртуальному общению и

27

виртуальным знакомствам, навязчивая финансовая потребность, пристрастие

к просмотру фильмов через Интернет, киберсексуальная зависимость).

Наиболее распространенными психическими признаками компьютер-

ной зависимости у подростков являются:

потеря контроля над временем, проведенным за компьютером,

утрата интереса к социальной жизни и внешнему виду,

оправдание собственного поведения и пристрастия,

важным симптомом компьютерной зависимости являются смешанное

чувство радости и вины во время игры за компьютером, а также раздражен-

ное, агрессивное или замкнутое поведение, если по каким-то причинам дли-

тельность пребывания за компьютером уменьшается,

ночные кошмары, приступы страха, тревоги, навязчивые состояния.

Физические признаки компьютерной зависимости представлены: на-

рушениями со стороны глаз, опорно-двигательного аппарата, пищеваритель-

ной системы.

Физические признаки компьютерной зависимости менее специфичны,

и, как правило, вызываются длительным нахождением за компьютером. Не-

которые из этих признаков могут возникнуть и у людей вовсе не страдающих

компьютерной зависимостью, но которые вынуждены проводить долгое вре-

мя за компьютером.

4. Мониторинг и диагностика

Главное - вовремя определить состояние зависимости и не дать перейти

аддиктивному поведению в болезнь. Сделать это можно с помощью монито-

ринга и, если уже поздно, диагностики.

Мониторинг — система сбора/регистрации, хранения и анализа не-

большого количества ключевых (явных или косвенных) призна-

ков/параметров описания данного объекта для вынесения суждения о пове-

дении/состоянии данного объекта в целом, то есть для вынесения суждения

об объекте в целом на основании анализа небольшого количества характери-

зующих его признаков.

Диагностика (в медицине) – процесс установления диагноза, то есть за-

ключения о сущности болезни и состоянии пациента, выраженное в принятой

медицинской терминологии.

Основными методами мониторинга являются: наблюдение, беседа, оп-

рос, анкетирование, тестирование.

Самый быстрый и эффективный способ-тестирование.

В данной работе представлены результаты проведенной анкеты в 8-11

классах БОУ СОШ №1 станицы Динской, Краснодарского края (файл

anketa.doc прилагается).

Статистическая обработка полученного материала проводится с ис-

пользованием программы Microsoft Office Excel 2003.

Приложение1

Анкета

1. Есть ли у вас дома компьютер?

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%BD%D0%B0

28

2. В каком возрасте вы начали работать за компьютером?

3. Сколько времени в день в среднем вы проводите за компьютером?

4. Как вы думаете, сколько времени в день можно работать за компью-

тером?

5. Сколько по времени может продолжаться непрерывная работа за

компьютером?

6. Какую роль в вашей жизни играет Интернет?

а) пользуюсь по мере необходимости (для выполнения конкретных

заданий),

б) люблю «гулять» по страницам Интернета, когда отдыхаю,

в) часто ищу информацию и общаюсь,

г) не представляю жизни без него.

7. Что вас больше интересует (чему вы отдадите предпочтение):

а) компьютер или чтение книги,

б) компьютерная или спортивная игра,

в) прогулка на свежем воздухе или компьютер,

г) непосредственное «живое» общение с другом или общение с по-

мощью компьютера?

8. Устают ли у вас глаза при работе с компьютером?

9. Делаете ли вы при работе за компьютером гимнастику для глаз?

10. Устают ли у вас при работе за компьютером спина, шея, руки?

11. Делаете ли вы физминутки в перерывах при работе за компьюте-

ром?

12. Какова рода деятельностью вы занимаетесь за компьютером? Из

предложенных

вариантов выберите один или несколько вариантов, на которые прихо-

дится

большая часть времени, проводимого за компьютером:

а) готовитесь к урокам, ищете «учебную» информацию (материал к

докладам, рефератам, презентациям и т.п.),

б) ищете в Интернете «внеучебную» информацию (музыку, изобра-

жения, интересные ролики, гороскопы, прогнозы погоды и т.д.),

в) общаетесь (в режиме on-line, по электронной почте, на форумах и

т.д.),

г) смотрите фильмы, читаете электронные книги, слушаете музыку,

д) играете в компьютерные игры.

13. Играете ли вы хоты бы иногда в компьютерные игры? Если «да»,

ответьте на следующие вопросы:

а) Сколько времени в день в среднем проводите за компьютерными

играми?

б) Легко ли вы отрываетесь от игры?

в) Можете ли вы «заигравшись» забыть поесть, почистить зубы и

т.д.? Есть ли у вас постоянное желание играть?

29

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ НА БАЗЕ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Маринова И.В.

Таганрогский институт управления и экономики

Процесс обучения в современных условиях связан с непрерывным уве-

личением потока перерабатываемой информации, с возрастающей сложно-

стью решаемых задач. Учебно-методические комплексы и рабочие програм-

мы различных дисциплин значительно ориентированы на широкое использо-

вание современных информационных систем и информационных техноло-

гий. ФГОС последнего поколения предполагают разработку междисципли-

нарных проектов, которые, в свою очередь, часто строятся на базе информа-

ционных технологий, приложенных к определённой профессиональной дея-

тельности. Становление новой системы образования ведёт к значительным

изменениям в методах работы и требует интеллектуализации информацион-

ных и организационных процессов, построения и внедрения в учебный про-

цесс практико-ориентированных, эффективных методов обучения.

Одним из новых методов формирования профессиональных компетен-

ций является внедрение в учебный процесс междисциплинарных проектов.

При этом предметы «Информационные технологии», «Информатика», «Ма-

тематика и информатика» могут быть включены, как составная часть практи-

чески в любой блок дисциплин, объединённых в междисциплинарный про-

ект. Выполнение любой практико-ориентированной работы не может в со-

временных условиях обходиться без использования профессиональных паке-

тов прикладных программ или без информационной поддержки, связанной с

интернет-ресурсами. В рамках междисциплинарных проектов может эффек-

тивно осуществляться оценка компетенций выпускника. При этом тематика

экзаменационных вопросов и заданий должна быть комплексной и соответ-

ствовать избранным разделам из различных учебных циклов, формирующих

конкретные компетенции [2]. Например, в экзаменационное задание (вопрос)

могут входить элементы нескольких дисциплин (модулей) естественнонауч-

ного и профессионального циклов. Выбор модулей и дисциплин возлагается

на вуз (выпускающую кафедру). На государственных экзаменах могут кон-

тролироваться как отдельные компетенции, так и элементы различных ком-

петенций. Так, при ответе на вопрос экзаменационного билета студент может

продемонстрировать совокупное владение следующими компетенциями или

их элементами. Междисциплинарный проект предполагает разработку и

обеспечение качества компетентностно-ориентированных оценочных

средств, соответствие принципов и средств оценивания инновационным об-

разовательным технологиям, количественные и качественные оценочные

средства. Использование информационно-компьютерных и мультимедийных

технологий в контрольно-оценочной деятельности.

Для эффективной организации междисциплинарного проекта широко

используется электронная образовательная среда Вуза, в Таганрогском ин-

ституте управления и экономики это Moodle. Самостоятельная работа сту-

30

дентов, организованная с помощью тестов-тренажеров, wiki-страниц, баз

данных, рабочих тетрадей, опросников и других элементов электронного

курса [1], способствует с одной стороны повышению эффективности усвое-

ния профессиональных дисциплин, а с другой стороны расширяет навыки

использования мультимедийных средств обучения.

В системе высшего профессионального образования учебные междис-

циплинарные проекты могут нести не только исследовательский характер, но

и отражать закономерности технологических процессов предметной области,

т.е. иметь черты профессиональных проектов, что характерно для инженер-

ных, строительных, архитектурных специальностей [3]. Дисциплина «Ин-

форматика», позволяет эффективно реализовывать междисциплинарные про-

екты, предоставляя богатый выбор технологических и социально-

организованных процессов на основе проектного обучения.

Организация междисциплинарных проектов на основе информационных

технологий повышает качество предметно- профессиональной подготовки

студентов, позволяет эффективно развивать и совершенствовать как профес-

сиональные так и общекультурные компетенции.


1. Лященко Т.В. «Самостоятельная работа студентов как средство повыше-

ния эффективности обучения математике». Материалы XIII научно-

практической конференции преподавателей, студентов и молодых уче-

ных. //Проблемы качества образования. Новые информационные техноло-

гии, методы и модели в управлении и экономике: Сборник докладов. Та-

ганрог: Изд-во НОУ ВПО ТИУиЭ, 2012. 180 с.

2. Маринова И.В. «О компетентностном подходе к оценке результатов обу-

чения». Материалы XIII научно-практической конференции преподавате-

лей, студентов и молодых ученых. // Проблемы качества образования. Но-

вые информационные технологии, методы и модели в управлении и эко-

номике: Сборник докладов. Таганрог: Изд-во НОУ ВПО ТИУиЭ, 2012.

180 с.

3. Дудышева Е.В. Междисциплинарное проектирование в предметно-

профессиональной подготовке будущих учителей информатики // Извес-

тия РГПУ им. А.И. Герцена. 2009. – №105.

ДИСТАНЦИОННЫЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.

ВОЗМОЖНОСТЬ ИХ РЕАЛИЗАЦИИ ЧЕРЕЗ СИСТЕМУ MOODLE

Рязанова Е.А.

Борисоглебский государственный педагогический институт

Современное образование ориентировано на внедрение дистанционных

образовательных технологий. Федеральный закон «Об образовании в Рос-

сийской Федерации» от 26 декабря 2012 года содержит статью 16 «Реализа-

ция образовательных программ с применением электронного обучения и

дистанционных образовательных технологий». В ней приведены два понятия

31

«электронное обучение» и «дистанционные образовательные технологии»:

«Под электронным обучением понимается организация образовательной дея-

тельности с применением содержащейся в базах данных и используемой при

реализации образовательных программ информации и обеспечивающих ее

обработку информационных технологий, технических средств, а также ин-

формационно-телекоммуникационных сетей, обеспечивающих передачу по

линиям связи указанной информации, взаимодействие обучающихся и педа-

гогических работников. Под дистанционными образовательными техноло-

гиями понимаются образовательные технологии, реализуемые в основном с

применением информационно-телекоммуникационных сетей при опосредо-

ванном (на расстоянии) взаимодействии обучающихся и педагогических ра-

ботников» [3].

Дистанционное (от англ. distance – дистанция) или дистантное (от англ.

distant – отдаленный) обучение (ДО) – форма обучения, при которой все или

большая часть учебных процедур осуществляется с использованием совре-

менных информационных и телекоммуникационных технологий при терри-

ториальной разобщенности преподавателя и учащихся [2].

Данной форме обучения уделяется большое внимание в научной и ме-

тодической литературе. Так в методическом пособии [2] достаточно полно

представлены приемы дистанционного обучения (табл. 1).

Одной из множества интегрированных инструментальных программ-

оболочек для организации дистанционного обучения – систем дистанционно-

го обучения – является свободно распространяемая система управления обу-

чением Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment). Сис-

тема выделяется как простотой и удобством использования, так и своими

возможностями. Очень важно, что система не статична, вокруг Moodle уже

создано и в настоящий момент успешно развивается международное сообще-

ство профессиональных IT-специалистов и преподавателей, занимающихся

внедрением электронных технологий в процесс обучения. Это сообщество

является неисчерпаемым источником новых идей и подходов как в педагоги-

ческом, так и в техническом плане. Также важным фактором в пользу выбора

системы управления обучением Moodle явилось то, что данная среда изна-

чально проектировалась для организации деятельностного обучения, в осно-

ве которого лежит взаимодействие всех участников учебного процесса [1].

Таблица 1. Виды учебных занятий и способы их реализации

с помощью интернет-технологий Вид учебного

занятия

Примеры реализации при дистанционном обучении

Лекция

Просмотр видеофрагмента лекции, которую читает преподаватель.

Трансляция лекции в режиме on-line.

Изучение учебного материала информационной части дистанционного

курса (чтение текста, просмотр иллюстративного материала, прослу-

шивание аудиозаписей и др.)

32

Практикум

Выполнение интерактивных заданий практической части дистанцион-

ного курса.

Выполнение творческих работ и проектов с использованием интернет-

ресурсов

Лабораторное

занятие

Выполнение заданий с использованием специализированных про-

граммных средств: виртуальных лабораторий, симуляторов

Семинар

Чат.

Тематический форум.

Видео- и аудиоконференции

Аттестационное

занятие

Анализ выполнения тестовых заданий аттестационной части дистанци-

онного курса.

Обсуждение в режиме реального времени (on-line) web-публикаций

учащихся, отражающих результаты выполнения индивидуальных за-

даний.

Веб-публикация преподавателем аннотации результатов выполнения

индивидуальных заданий, полученных по электронной почте, и обсуж-

дение в режиме on-line

Moodle применяют в полном объеме в своей научно-образовательной

деятельности ряд вузов нашей страны, среди них Воронежский государст-

венный университет, Саратовский государственный университет им. Н.Г.

Чернышевского и другие. Данными учебными заведениями проводятся кур-

сы повышения квалификации преподавателей страны, связанные с обучени-

ем работы в системе Moodle.

Каковы же преимущества использования Moodle в вузе? Система по-

зволит:

организовать электронные комплексы учебных дисциплин в одном

месте;

организовать пользование данными материалами только студентам

определенных факультетов, курсов и профилей;

выкладывать задания для бально-рейтинговой системы индивидуаль-

но для каждого студента;

проводить обучающее тестирование, обучающие лекции, контрольное

тестирование;

построить более эффективное обучение студентов заочного отделе-

ния;

один раз создать курс (учебную дисциплину) и потом по очереди вы-

кладывать (открывать) для просмотра, редактировать, скрывая от студентов

часть курса, определять сроки выполнения заданий, тестов, закрывая их, тем

самым дисциплинируя студентов по срокам выполнения.


1. Андреев, А.В. Практика электронного обучения с использованием Moodle

/ А.В. Андреев, С.В. Андреева, И.Б. Доценко. – Таганрог: Изд-во. ТТИ

ЮФУ, 2008.

33

2. Инновации в образовании: дистанционное обучение: методическое посо-

бие / И.Б. Мылова, В.Л. Матвеев, А.И. Мочкина, Т.М. Прокофьева; под

ред.: И.Б. Мыловой. – СПб.: СПбАППО, 2009.

3. Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от 26 де-

кабря 2012 года.

ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ

СТУДЕНТОВ ТИУЭ НА ОСНОВЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ

ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ

Сахарова О.Н. Таганрогский институт управления и экономики

Одной из форм инноваций учебного процесса, позволяющих активизи-

ровать субъекта образования, стало внедрение компьютерных и телекомму-никационных технологий, а также построение на их основе различных педа-гогических систем. К компьютерным педагогическим обучающим системам (КПОС) относят любое технологическое обеспечение учебного процесса, ос-нованное на использовании информационных, компьютерных и телекомму-никационных технологий.

Компьютерная учебная среда (мир) - это педагогическое программное средство, обеспечивающее достижение педагогических целей путем управ-ления процессом познания окружающего мира.

Под компьютерной обучающей программой понимается педагогическое программное средство, обеспечивающее достижение заданной дидактиче-ской цели при обучении.

Автоматизированная обучающая система (АОС) - это педагогическое программное средство, представляющее собой человеко-машинный ком-плекс, предназначенный для управления познавательной деятельностью в процессе обучения.

Электронный учебник - компьютерное педагогическое программное средство, предназначенное для предъявления новой информации, допол-няющей печатные издания, служащее для индивидуального и индивидуали-зированного обучения и позволяющее в ограниченной мере тестировать по-лученные знания и умения обучаемого.

Экспертно-обучающая система - это педагогическое программное сред-ство, обладающее возможностью "подстройки" под уровень обучаемого, оп-ределения количества знания, которое обучающийся способен воспринять, оценивания уровня полученных знаний.

Авторская инструментальная среда (АИС) - это педагогическое про-граммное средство для создания педагогических программных средств.

Под контролирующей программой понимают педагогическое программ-ное средство, контролирующее процесс обучения и обеспечивающее обрат-ную связь (системы тестирования знаний обучаемых)

Под демонстрационной программой понимается педагогическое про-граммное средство, визуализирующее информацию о процессах и явлениях окружающего мира.

34

Каждый отдельный вид КПОС может выступать также и как элемент от-крытой программно-методической системы. Под открытой программно-методической системой понимается комплекс учебно-методических мате-риалов, размещенных как в локальной внутривузовской сети, так и в Интер-нет.

Кроме того, по степени развития компьютерные педагогические обу-чающие системы делятся на три поколения:

1. КПОС первого поколения (дисциплинарно-ориентированная модель) - это целостный учебный процесс, основанный на традиционном содержании, формах и методах обучения. Он поддерживается классическими учебниками, задачниками и методическими пособиями. Для улучшения способа представ-ления готовых знаний и усиления контроля над их усвоением здесь исполь-зуется компьютер. В дисицплинарно-ориентированной модели компьютер выполняет вспомогательную функцию в традиционном учебном процессе, подчиняясь логике классического учебника, задачника или вопросни-ка.Поэтому на первом этапе многочисленные и разнообразные функции ком-пьютера не были использованы в полной мере из-за несоответствия потреб-ностей старого учебного процесса возможностями этого нового средства. Поначалу применялись только две его функции: репетиторская (обучающая и контролирующая) и тренажерная, а такие возможности компьютера, как ил-люстрирование, хранение и обработка больших объемов информации, моде-лирование, конструирование, исследование и многое другое, оставались практически невостребованными.

2. Второго поколения (переходная модель) являются переходными и развиваются в двух основных направлениях:

совершенствование качества компьютерных программ, предназна-

ченных для дисциплинарно-ориентированной системы образования;

создание принципиально новых интеллектуальных компьютерных

сред, соответствующих некоторой, пока недостаточно четко определенной,

системе образования нарождающегося информационного общества. Компьютерная педагогическая обучающая система второго поколения -

это противоречивая образовательная композиция, основанная на традицион-ном содержании, в которой, однако, используется несистематизированная комбинация из классических и модернизированных форм и методов обуче-ния. Она поддерживается традиционными учебниками, задачниками и обра-зовательными средствами, в основном сориентированными на процессы все-стороннего исследования моделей реального мира. Такой симбиоз дисицип-линарно-ориентированной и элементами междисциплинарной объектно-ориентированной системы обучения приводят к нестабильной работе вслед-ствие серьезного противоречия между существом традиционного содержания учебных предметов и междисциплинарным характером используемых ком-пьютерных сред.

3. Третьего поколения (проектно-ориентированная модель)- это единый образовательный процесс, основанный на междисциплинарном нетрадици-онном содержании, формах, методах и средствах обучения.Он поддержива-ется учебниками нового типа и специальными проектными образовательны-ми компьютерными средствами, включающими базы данных и инструмента-

35

рий для познания целостного окружающего мира в контексте его компью-терного проектирования, моделирования и конструирования.

Компьютерная педагогическая обучающая система третьего поколения по своему фундаменту и надстройке предназначена для проектно-ориентированной системы обучения, в процессе которой осуществляется не только контроль за освоением знаний, но, прежде всего, активное их исполь-зование для созидания в рамках образовательного процесса.Таким образом, в информационном обществе целью обучения становится не только усвоение готовых знаний, но и овладение способами исследования информации, как строительного материала для получения новых знаний, а также создания об-раза окружающего мира, т.е. формирование информационной компетентно-сти.

Под информационной компетентностью понимается интегративное ка-чество личности, системное образование знаний, умений и способности субъекта в сфере информации и информационно - коммуникационных тех-нологий и опыта их использования, а также способность совершенствовать свои знания, умения и принимать новые решения в меняющихся условиях или непредвиденных ситуациях с использованием новых технологических средств. Фактически информационная компетенция — это способность при помощи информационных технологий самостоятельно искать, анализиро-вать, отбирать, обрабатывать и передавать необходимую информацию. Фор-мирование информационной компетентности включает в себя следующие ас-пекты, представленные на рисунке 1.

Информационная компетентность

Когнитивный (интегративный

тезаурус дисциплин)

Деятельностный

(владение средствами информационных технологий)

Мотивационный

(осознание значимости информационных технологий

и необходимости

совершенствования знаний)

Инстументальный Коммуникатиный Системный

Рис. 1 Структурные составляющие информационной компетентности

Когнитивный аспект подготовки включает интегративный тезаурус дис-

циплин информационной направленности и предусматривает знание студен-тами принципов обработки информации и работы компьютерной техники, основных программных продуктов, используемых в процессе обучения и бу-дущей профессиональной деятельности, (например, знатьинтегрированные пакеты прикладных программ, программные продукты для создания финан-совой отчетности, отслеживать новейшие тенденции в области компьютер-ной техники).

Деятельностныйаспектотражает умения в области использования средств информационных технологий, которые студент может продемонст-рировать после окончания вуза или определенного курса обучения, (напри-мер, владеть компьютерными методами сбора и обработки информации; иметь опыт использования прикладных программ, знать технологию разра-

36

ботки финансового плана в виде системы бюджетов средствами MSExcel, финансовой отчетности средствами 1С). В данном блоке можно выделить следующие уровни выполняемой студентами деятельности: инструменталь-ный; коммуникативный; системный.

На инструментальном уровне осуществляются работы по обработке ин-формации, выполнение математических расчетов, оформление текстовых до-кументов и т.д.

На коммуникативном уровне средства информационных технологий ис-пользуются для взаимодействия между людьми, обмена информацией, при-влечения ресурсов других людей для достижения своих целей.

На системном уровне пользователь должен производить с помощью компьютера операции системного характера: отбор и структурирование дан-ных, выбор средств информационных технологий, необходимых для решения комплексных задач.

Мотивационный аспект представляет наибольший интерес для исследо-вания, так как усиление мотивации работает на формирование знаний, уме-ний и отработку навыков. В связи с этим мотивационный аспект подготовки студента ТИУиЭ должен отражать необходимость формирования таких ком-петенций, как:

саморазвитие, самосовершенствование в учебной и профессиональ-

ной деятельности;

стремление к расширению своих знаний в части использования

средств информационных технологий при решении профессиональных задач. В ходе исследования установлено, что для эффективного управления

процессом развития информационной компетентности студентов необходи-мо:

активизировать их самостоятельную работу и обеспечить заинтересо-

ванное отношение к учебе (мотивацию);

проектировать содержание обучения с учетом профессиональной на-

правленности и межпредметных связей;

использовать адаптированное методическое обеспечение учебного

процесса, под которым понимается открытые программно-

методическиесистемы, основанные на электронной версии УМКД и компью-

терных педагогических обучающих системах, созданные с учетом и в соот-

ветствии с моделью специалиста и уровнем профессионального образования. Фактически разработка элементов КПОС соответствует новой проектно-

ориентированной модели образовательного процесса, позволяющей сформи-ровать в процессе обучения в ТИУиЭ в дополнение к профессиональным компетенциям информационные компетенции.

В настоящее время профессорско-преподавательским составом ТИУиЭ выбрана траектория развития учебно-методического материала, которая со-ответствует новой тенденции в разработке КПОС:

практические все УМКД представлены в локальной институтской се-

ти и сотрудниками отдела по качеству распределены по группам, что значи-

тельно облегчает студентом поиск материала;

37

по большинству дисциплин разработаны электронные учебники: ин-

форматика, информационные технологии в управлении, статистике, управле-

нию качеством, философии, экономике и другим;

каждая дисциплина обеспечена электронным конспектом лекций,

электронной версией учебной программы, методических рекомендаций,

глоссария, практикума, критериев оценки знаний;

в институте достаточно давно и успешно используется система тести-

рования уровня знания студентов AIDSTEST;

в рамках дисциплин информатика и информационные технологии, в

некоторых разделах математики 1,2, финансы, лабораторного практикума для

специальности БУА и А и других успешно применяются компьютерные обу-

чающие программы;

в рамках практически всех дисциплин блока ОПД для защиты курсо-

вых, исследовательских и научных работ используются компьютерные и ин-

формационные технологии, например, разработка презентаций по курсу ДКБ,

теория государства и права и т.д.;

некоторые УМКД размещены и продолжают размещаться в системе

дистанционного обучения MOODLE. Таким образом, можно сделать вывод о том, что выбранная траектория

развития компьютерных педагогических образовательных систем в ТИУиЭ, нацеленная на формирование проектно-ориентированной модели образова-тельного процесса, соответствует последним мировым тенденциям в области высшего профессионального образования. А разработанные и успешно ис-пользуемые в учебном процессе КПОС позволяют активизировать процесс формирования информационной компетентности будущих выпускников.


1. Маринова И.В., Лященко Т.В. Электронная среда как средство для диф-

ференцированного подхода к обучению математике: Борисоглебск. Мате-

риалы ХIII международной научно-практической конференции «Инфор-

мационные и коммуникационные технологии в образовании», 2012 г.

2. Плаксиенко Е.А., Овчаренко О.И. Совершенствование системы проверки

компетенций студентов на базе использования современных информаци-

онных технологий и ситуационных заданий: Таганрог, «Вестник ТИУиЭ»,

№1(15), C. 84-87

3. Сахарова О.Н. Формирование интеллектуального капитала как фактора

производства на основе человеческого ресурса: Труды IV Международно-

го экономического форума молодых ученых, Белоруссия, 2011 г.

38

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ИНФОРМАЦИОННЫЕ

ТЕХНОЛОГИИ» В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ

(В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ)

Стариков В.Н.

Мичуринский государственный аграрный университет

Введение

Доминирование в бюджетных и в коммерческих организациях России

платной ОС Windows, отсутствие разработчиков собственной ОС приводит к

тому, что значительные средства уходят на приобретение зарубежного про-

граммного обеспечения, его обновление. Эти деньги могли бы с успехом

пойти на другие цели, например, на приобретение новых ЭВМ или нового

оборудования, новой литературы, расходных материалов и т.д. Европа (еще

до евро) перешла на собственную бесплатную ОС Linux, имеющую несколь-

ко модификаций, экономя деньги на приобретение платной ОС Windows. По-

этому ОС Windows занимает в Европе, исключая Россию, очень небольшой

сегмент. Платность, условная бесплатность, полная бесплатность программ-

ного обеспечения определяют степень его доступности пользователям, а

также масштаб его использования. Именно это обстоятельство учитывается

нами при составлении содержания дисциплины «Информационные техноло-

гии». Кстати, в нашем городе школы при приобретении новых ЭВМ все чаще

отказываются от платной ОС Windows в пользу бесплатной ОС Linux. Также

поступают и некоторые коммерческие организации. Европейская экономия

стучится и в наши двери.

Содержание дисциплины «Информационные (и коммуникационные)

технологии» в вузе определяется следующими факторами: требованиями к

знаниям и умениям (компетенциями) студентов по соответствующей специ-

альности (направлению) и специализации (профилю), техническим оснаще-

нием лабораторий (классов) (ЭВМ. мультимедийное и иное оборудование),

наличием в нем платных специализированных программ и литературы по их

использованию, возможностью их приобретения, наличием аналогичных

бесплатных специализированных программ (заменителей платных) и литера-

туры о них, наличием и возможностью выхода в Интернет из лабораторий

(классов), наличием мощной лицензионной антивирусной защиты, степенью

администрирования лабораторий (классов) обслуживающим техническим

персоналом вуза (наличием ограничителей в настройках Windows, использо-

ванием программ типа Censor, сетевые ограничения и др.).

Степень подготовленности студентов (разные уровни подготовки) в

вопросах информатики и вычислительной техники, наличие собственной до-

машней ЭВМ влияет не столько на содержание дисциплины «Информацион-

ные технологии», сколько на время и глубину усвоения отдельных вопросов.

Например, для усвоения тем «Работа в Word» и «Работа в Excel» у нас име-

ются два вида лабораторных работ: для начинающих и для продвинутых

пользователей. Кроме того, с приобретением новых ЭВМ, на которых стоит

39

ОС Windows 7 вместо Windows 2003, нами разработаны лабораторные работы

«Работа в Word 2007», ибо даже меню у Word 2007 совсем другое.

Материалы и методы

Ниже предлагается для обсуждения фрагмент рабочей программы дис-

циплины «Информационные и коммуникационные технологии в образова-

нии» для студентов по направлению подготовки 050500.62 - «Технологиче-

ское образование». Объем дисциплины и виды учебной работы: Лекции - 32

ч. Лабораторно-практические занятия - 16 ч. Самостоятельная работа - 52 ч.

Лекции. 32 часа.

1-2. История информационных технологий. Информационные тех-

нологии. Сущность и исторические этапы их развития. Понятие и содержа-

ние исторических этапов их развития информационных технологий (ИТ).

Понятие и определение ИТ. Исторические этапы развития информацион-

ных технологий. Особенности исторических этапов развития коммуникаци-

онных технологий. Докомпьютерные информационные технологии. Исто-

рическое содержание этапа развития добумажных информационных комму-

никационных технологий. Развитие бумажных коммуникационных техноло-

гий. Компьютерные информационные технологии. Роль технической ре-

волюции в развитии нового этапа информационных технологий. Сущность

развития ИТ в период технической революции. Механические, электрические

и электронные технические средства - основа развития нового этапа разных

типов ИТ. Развитие информационных технологий в новой автоматизирован-

ной системе поддержки принятия решения (СППР) и экспертной системе

(ЭС). Компьютерные средства - основная база дальнейшего развития совре-

менных типов ИТ. Компьютерные средства и их влияние на развитие ИТ. Ис-

торические этапы и перспективы развития компьютерной техники.

3-4. Программное обеспечение средств вычислительной техники.

Основные понятия. Классификация ПО. Основные функции и назначение

различных классов программ. Технологии обработки текстовой информации.

Электронные таблицы. Основы баз данных. Системы управления базами

данных. Средства электронных презентаций. ПО АИС (автоматизированных

информационных систем). Программные средства антивирусной защиты.

Прикладное программное обеспечение

5-6. Пакеты прикладных программ (ППП). Классификация. Про-

граммы обработки текстовой документации. Характеристика пакетов при-

кладных программ. Проблемно-ориентированные ППП. ППП автоматизиро-

ванного проектирования. ППП общего назначения. Офисные ППП. Методо-

ориентированные ППП. Коммуникационные ППП.

7. Проблемно-ориентированные пакеты прикладных программ

(ППП), как инструментарий ИТ автоматизации деятельности учрежде-

ний образования. Введение. Автоматизированное рабочее место (АРМ).

«КМ-Школа». "АРМ XXI". АРМы для учителя группа компаний "Формоза".

«Net Школа». NetSchool 4.0

40

8-9. Методо-ориентированные ППП как инструментарий ИТ реше-

ния функциональных задач конечных пользователей. Введение. Про-

граммы просмотра и редактирования изображений. Программы для просмот-

ра изображений («просмотрщики» изображений). Программы для чтения

электронных книг. Программы для создания справочных документов (элек-

тронных учебников). Программы – просмотра и записи на лазерные диски.

Редакторы графики и дизайна, работающие с компьютерной графикой (с

компьютерными изображениями). Системы видеомонтажа. Программы - зву-

ковые редакторы

10. Программное обеспечение средств вычислительной техники.

Классификация ПО. Основные функции и назначение различных классов

программ. Технологии обработки текстовой информации. Электронные таб-

лицы. Основы баз данных. Системы управления базами данных. Средства

электронных презентаций.

11-12. Интерактивная доска и другие демонстрационные системы.

Интерактивная доска. Виды интерактивных досок. Интерактивная доска об-

ратной проекции. Что дают интерактивные доски в обучении? Что они мо-

гут? Где в школе можно использовать интерактивную доску? Преимущества

работы с интерактивными досками. Основные преимущества. Преимущества

для преподавателей. Преимущества для учащихся. Факторы эффективного

использования. Программное обеспечение. Какие ещё средства позволяют

проводить мультимедиа лекции, презентации? Мультимедиа-проекторы.

Оверхед-проектор (графопроектор, кодоскоп). Экран плазменного дисплея.

Элегантный мольберт на треноге с перекидным бумажным блокнотом. Доку-

мент-камеры. Слайд-проекторы.

13-14. Работа с изображениями: сканер, цифровой фотоаппарат,

проектор. Введение. Работа со сканером. Виды сканеров. Подсоединение и

установка сканера. Распознавание текста. Цифровая фотография. Работа с

мультимедиа-проектором.

15-16. Полезные программы для технологов. Программа, предназна-

ченная для создания справочных документов. Программы рисования печат-

ных плат, принципиальных схем. Программы автоматизированного проекти-

рования и моделирования. Программы для автосервиса. Программы для рас-

кроя материалов и построения выкроек. Полезные математические програм-

мы: Maple, Mathematica, Mathcad, MATLAB, VisSim, Statistica.

Лабораторно-практические занятия. 16 часов

1-2. Работа в Word. 3. Работа в Excel. 4. Работа в PowerPoint. 5. Работа в Access.

6. Работа в Интернете. 7. Работа в Picture Manager. 8. Работа в Paint.

Выводы

По нашему мнению, предложенная программа будет способствовать

росту профессионального уровня будущих бакалавров.

41

ВНЕДРЕНИЕ СПО В РОССИЙСКИЕ ШКОЛЫ

ПРОВАЛИЛОСЬ ИЛИ ПРОСТО СОШЛО НА НЕТ?

Фомин С.В.

МКОУ Верхнекарачанская СОШ Грибановского района

Всё сначала шло отлично: в 2010 г. свободное программное обеспече-

ние было установлено на большую часть школьных компьютеров. Но это не

означает, что им активно пользуются. Большинство образовательных учреж-

дений России, формально выполняя требования Минобрнауки, установили

операционную систему Linux не более как «для галочки».

За последние пять лет мировая ИТ-индустрия произвела большое коли-

чество программ с открытым кодом, что позволяет противопоставить прак-

тически любой проприетарной программе ее открытый аналог, и чаще всего

не один. Впрочем, системного и масштабного характера применение свобод-

ного ПО в учебном процессе так и не приобрело. Почему?

Вероятно, определённую роль сыграла хитрая маркетинговая политика

производителей проприетарного ПО, прежде всего — Microsoft. Существует

огромное количество программ академического лицензирования со скидками

от Microsoft для школ. Более того, в 2010 году, когда должен был осущест-

виться массовый переход на СПО, корпорация объявила о продлении уже

имеющихся у школ лицензий по 8 долларов за 1 рабочее место в год. Ввиду

запутанной лицензионной политики и неграмотности школьного персонала в

вопросах лицензирования это часто трактовалось как «лицензия за 8 долла-

ров». И для льготного продления было необходимо участие всех школ облас-

ти или района. Департаменты образования закупили систему и офисный па-

кет на школьные компьютеры. Этот процесс повторяется каждый год.

Внутренних проблем тоже было много. В начале проекта по внедрению

СПО в школах России среди учителей выделилась немногочисленная группа

энтузиастов, которые и до этого использовали открытое ПО в образователь-

ном процессе. Но была и другая, также малочисленная, категория учителей,

недовольных нововведением. Это, чаще всего, пожилые педагоги, с трудом

осваивающие компьютерные технологии. Большая же часть преподавателей

была готова осваивать Linux. Однако за первыми обучающими формальными

семинарами и дистанционными курсами по основам СПО ничего не последо-

вало. Ни курсов по отдельным группам продуктов, навыкам настройки и ад-

министрирования, ни учебных и методических материалов, не говоря уже о

выпуске учебника, основанного на СПО. Я консультировал учителей, делил-

ся опытом и полезными материалами, найденными в сети. Но этого, конечно,

мало. Нужна была программа регулярного переобучения и повышения ква-

лификации учителей, рассчитанная на несколько лет; нужно было создать

сеть межрегиональных центров развития открытых технологий... Постепенно

волна активности, исходящая от учителей, стала спадать, и в настоящее вре-

мя ситуация вернулась почти к первоначальному состоянию. Конечно же,

предпринятые шаги умножили количество учителей, знающих и умеющих

работать с СПО, но кардинально ничего не изменилась.

42


1. Голубев С. Главные проблемы школьного СПО. – Режим доступа:

http://www.pcweek.ru/

2. Селиверстов Б. Россия бросает миллиарды из бюджета в Windows. – Ре-

жим доступа: http://zabort.ru/blog/politics/9867.html

43

МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ ИНФОРМАТИКИ И МАТЕМАТИКИ В ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ШКОЛАХ, СРЕДНИХ И ВЫСШИХ

УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ

МЕТОДЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ИНФОРМАТИКИ

В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

Блохина В.Б.

ТПИ – филиал ДГТУ

В дидактике под методами обучения понимают способы упорядоченной,

взаимосвязанной деятельности преподавателя и студента, направленные на

решение задач образования, воспитания и развития личности. В педагогике

накоплен большой арсенал методов обучения. В частности, методы подраз-

деляют:

по источникам получения знаний (словесные, наглядные, практиче-

ские);

по основным дидактическим задачам (методы приобретения знаний,

методы формирования умений и навыков, методы применения знаний, мето-

ды закрепления, методы проверки знаний, умений, навыков);

по характеру руководства мыслительной деятельностью (объясни-

тельно-иллюстративный, репродуктивный, проблемный, частично-

поисковый, исследовательский методы).

Основными задачами курса информатики являются: формирование зна-

ний и выработка умений и навыков самостоятельного использования компь-

ютерных технологий как средства для решения практических (профессио-

нальных) задач.

В связи с этим становится очевидным, что в преподавании информатики

должен присутствовать широкий спектр методов из различных групп путем

их оптимального сочетания.

В преподавании информатики наиболее практичными являются методы,

такие как:

объяснительно-иллюстративный метод – используется при ознаком-

лении студентов с новым теоретическим материалом и формировании у них

первоначальных умений работы с компьютером, программными средствами.

репродуктивный метод – используется при работе с программами-

тренажерами, обучающими и контролирующими программами.

проблемный метод – предполагает активное участие студентов в ре-

шении проблемы, сформулированной преподавателем.

частично-поисковый (или эвристический) метод – используется для

привлечения студентов к созданию гипотезы, эксперимента, составлению

плана или алгоритма решения познавательной задачи, проектирования и др.

исследовательский метод – включает в себя наблюдение и экспери-

мент. В этом случае преподаватель выступает в качестве организатора само-

стоятельной поисковой деятельности студентов.

44

программированный метод – используется для самостоятельной рабо-

ты студентов при работе с обучающими программами. В обучающих про-

граммах изучаемый материал подается в строгой последовательности. Каж-

дый кадр содержит порцию нового материала, контрольный вопрос или зада-

ние. Этот метод предполагает:

а) правильный отбор и деление учебного материала на небольшие пор-

ции;

б) контроль знаний и умений (каждая порция учебного материала за-

канчивается контрольным вопросом или заданием);

в) переход к следующей порции лишь после верного ответа, или озна-

комления студента с характером допущенной ошибки или правильным

ответом;

г) обеспечение каждому студенту возможности работать со свойствен-

ной ему скоростью усвоения материала.

модельный метод – используется, при самостоятельном творческом

поиске студентов. Он включает в себя построение математической или ком-

пьютерной модели, которые в дальнейшем становятся объектами изучения.

метод проектов – является новым методом обучения, где деятель-

ность студентов организуется в соответствии с деятельностью разработчика

автоматизированных рабочих систем, проектирующего новое рабочее место.

При разработке учебного проекта студент не только самостоятельно находит

и усваивает информацию, но и сам генерирует новые идеи.

При выборе и сочетании методов обучения преподавателю информатики

необходимо руководствоваться соответствием методов целям и задачам обу-

чения каждого конкретного урока, содержанию изучаемого материала, воз-

можностям преподавателя и условиям, в которых протекает процесс обуче-

ния.

При этом целесообразно учитывать и особенности самих методов. Одни

из них позволяют систематизировать большой по объему материал и обеспе-

чить высокий уровень его изложения, но не формируют практические умения

и навыки (словесные методы). Другие методы, обеспечивая доступность вос-

приятия студентами содержания материала, не развивают их речь, мышление

(наглядные методы). Третьи – используются для формирования практических

умений и навыков, но не решают должным образом задачу вооружения сту-

дентов теоретическими знаниями (практические методы).

Оптимальный выбор и сочетание методов является важным условием

для повышения эффективности современного обучения.

45

ПОТОКИ УПРАВЛЕНИЯ И ПОТОКИ ДАННЫХ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ (И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ) АЛГОРИТМОВ

Житников А.П.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Ключевыми исходными объектами структурного описания алгоритмов

(и программ) и вообще структурной теории алгоритмов (и ее программных

приложений) являются поток управления (структура управления) и поток

данных (структура данных) алгоритма (программы). В настоящее время ис-

следуются и практически используются разные аспекты этих сущностей.

Этот вопрос имеет также большое значение в обучении информатике, алго-

ритмизации и программированию.

Однако его активное применение еще не является общепринятым, и су-

ществуют проблемы понимания и объяснения реальной природы, механиз-

мов действия и взаимодействия таких потоков, особенно в области парал-

лельной алгоритмики (и параллельного программирования).

Например, для алгоритмов ручного и умственного принципа исполнения

человеческие (нейродинамические) механизмы их действия практически еще

непонятны (можно только догадываться), хотя в исследованиях уже начина-

ют привлекаться методы компьютерной и магнитно-резонансной томогра-

фии. В этой связи классические математические алгоритмы по исторической

необходимости абстрагируются от материальной основы их реализации (сво-

его рода исторически обусловленный "алгоритмический абстракционизм").

Этот аспект в значительной мере по инерции проявляет себя в теории алго-

ритмов во многих отношениях.

Значительно лучше этот вопрос представлен в программной реализации

алгоритмов и ее теоретической поддержке. Но это относительно более просто

и более понятно на низком системном уровне программирования. А в высо-

коуровневом прикладном программировании сформировался и усугубляется

так называемый семантический разрыв:

прикладному программисту непонятны низкоуровневые механизмы и

большой промежуточный слой программной реализации алгоритмов;

при этом массовому прикладному программисту и не нужны конкретные

частные средства низкоуровневой программной реализации, аппаратно-

операционной платформы, их частные фирменные решения и т.п.;

необходимы обобщенные высокоуровневые модели реализации, но их

развитие отстает от высоких темпов научно-технического прогресса.

Еще относительно более просто, в принципе, представлен вопрос аппа-

ратной реализации алгоритмов, понимания и объяснения логических прин-

ципов их действия. Но ее практическое применение менее разработано и рас-

пространено. Большую пользу могут иметь упрощенные (идеализированные)

теоретические модели аппаратной реализации алгоритмов.

Актуальной задачей является систематический многоаспектный анализ

указанной многоаспектной проблематики. В данной статье приводится ис-

ходная структурная концепция потоков такого типа и их взаимосвязи.

46

Источники потоковых понятий

Понятийно-терминологические предпосылки

Исходным источником понятий потока управления и потока данных ал-

горитма является программирование ЭВМ, где впервые в общей структуре

программы были обнаружены поток (структура) управления и поток (струк-

тура) данных программы и возникли соответствующие понятия. При этом

соотношение таких понятий в программировании и в алгоритмике не очень

простое и требует специального анализа.

Понятия потока управления и потока данных алгоритма необходимо до-

полнительно анализировать применительно к аппаратной, а также к органи-

зационной (персональной) реализации алгоритмов (в менеджменте), где су-

ществует некоторая своя специфика. При этом требуются соответствующие

обобщения программных потоковых представлений и их обратная диффе-

ренциация на обобщенной концептуальной основе.

Русскому термину "поток" в программировании соответствуют разные

англоязычные термины со сходными и разными смыслами их применения.

Таким образом, выявляется дополнительная проблема полисемии (много-

значности) русскоязычного термина "поток" в алгоритмике и в программиро-

вании, которая подлежит анализу в разных аспектах (по мере необходимо-

сти).

Два основных источника потоковых понятий в программировании

Анализ вопроса выявляет наличие в программировании двух основных

источников понятий потока управления и потока данных, которые образуют

две сходные понятийно-терминологические группы (рис. 1) с близкой, но

различной их смысловой интерпретацией:

1) Первая понятийно-терминологическая группа (1). Это относится к

организации системы программного управления ЭВМ и связано с раздель-

ным размещением кодов команд и кодов данных программы в разных облас-

тях оперативной памяти ЭВМ. В соответствии с этим выделяются два вида

потоков между оперативной памятью (ОП) и центральным процессором (ЦП)

компьютера:

поток команд (instruction stream), поток команд управления, поток управ-

ления (1) – из области кодов команд оперативной памяти (ОП) и представ-

ленного ими алгоритма в управляющий автомат (УА) процессора:

здесь команды декодируются и запускаются на выполнение в арифметико-

логическом устройстве (АЛУ) процессора;

поток данных (data stream) (1) – между областью кодов данных опера-

тивной памяти (ОП) и арифметико-логическим устройством (АЛУ) цен-

трального процессора:

здесь выполняется обработка данных.

2) Вторая понятийно-терминологическая группа (2). Это относится к

организации области кодов команд, где выделяются две основные структуры

этого программного кода и реализуемого им алгоритма:

47

структура управления или поток управления (control flow) (2) програм-

мы (и ее алгоритма) – система кодов команд, взаимосвязанных связями пере-

дачи управления (переходов) при выполнении программы;

структура (системы) данных или поток данных (data flow, dataflow) (2)

программы (и ее алгоритма) – система (множество) разных данных в составе

команд, взаимосвязанных информационными связями.

Это аспект не следует отождествлять со структурами данных типа мас-

сивов (однородных) данных, структур неоднородных данных и т.п. Он отно-

сится именно к структуре всей системы данных в составе всех кодов команд

программы (с их информационными связями между собой), а не к структуре

отдельных данных сложных типов в области кодов данных.

Рис. 1. Две локализации потоков в системе программного управления ЭВМ

Соотношение двух понятийно-терминологических групп

Поток команд или поток управления (1) и поток данных (1) из первой

понятийно-терминологической группы (1) существуют во времени (в шинах

передачи данных и команд) и различаются, в общем случае, с точки зрения

отсутствия или наличия параллелизма вычислений:

единичные (single) потоки команд и потоки данных и множественные

(multiply) потоки команд и потоки данных.

Соответственно этому известна популярная исходная классификация ар-

хитектур вычислительных систем:

таксономия Флинна, в которой выделяются четыре класса таких архи-

тектур по сочетанию единичных и множественных потоков команд и данных.

Поток (структура) управления (2) и поток (структура) данных (2) из вто-

рой понятийно терминологической группы (2) размещаются в области кодов

команд (и ее алгоритма) и являются причинными сущностями порождения

потока управления (1) и потока данных (1) во времени при исполнении про-

граммы.

Сходство именования двух разных пар сущностей (1) и (2) может поро-

ждать неясности и путаницу, которые могут проясняться по контексту при-

менения этой терминологии. Но этот контекст может подразумеваться в раз-

ных источниках, но четко не излагаться и не уточняться.

УA

ЦП: Центральный процессор

Поток команд (1)

Поток управления (1)

IS: Instruction stream

АЛУ

Арифметиколо-

гическое

устройство

Поток данных (1)

DS: Data stream

ОП: Оперативная память

Данные:

коды данных

(область данных)

Программа

Управляющий

автомат

СУ: Система управления (процессора)

Команды:

коды команд

(область команд)

Поток

управления (2)

Поток

данных (2)

48

Следует иметь в виду, что группа понятий (1) в аппаратной реализации

алгоритмов, где отсутствует оперативная память, имеет свои особенности и

требует дополнительного анализа. Тем не менее, была приведена полезная

первичная понятийно-терминологическая ориентировка, поскольку пред-

ставленная схема (рис. 1) локализации указанных двух понятийно-

терминологических групп (1) и (2) существенно проясняет их исходное соот-

ношение в программировании. Однако, в принципе, необходим дополни-

тельный анализ вопроса.

Соотношение понятий алгоритма и программы

Целесообразно рассмотреть соотношение понятий алгоритма и програм-

мы на базе уже полученных представлений. Причем алгоритм – это по опре-

делению предписание (исполнителю выполнить заданный комплекс дейст-

вий в определенном последовательном или параллельном порядке во време-

ни), и программа (program: pro-gram: pro ~ перед, пред, gram ~ писание) –

это, буквально, тоже предписание. Так в чем же состоит их разница?

В настоящее время не существует общеизвестных и общепринятых,

строгих и точных определений соотношения алгоритмов и программ, хотя

интуитивно их разница хорошо ощущается. Это можно отнести к проблемам

в области (качественного) концептуального обеспечения теории алгоритмов.

Причем опыт показывает, что это не такая простая задача:

очень легко ввязаться в длинные цепочки и деревья определений, не

проясняющие суть проблемы этого соотношения, в конце концов.

Однако на текущем этапе анализа полезны следующие предварительные

сведения – это достаточно распространенные ориентировочные представле-

ния разницы между алгоритмом и программой (для ЭВМ):

программа – это алгоритм и данные (алгоритм + структуры данных);

программа – это машинный алгоритм (алгоритм, пригодный для вы-

полнения машиной и представленный в исполнимых кодах и, возможно, в

исходных кодах низкого или высокого уровня программирования).

Очевидно, что эти два представления формально противоречат друг дру-

гу по соотношению части и целого:

в первом представлении алгоритм – это часть программы;

во втором представлении программа – это некоторая разновидность алго-

ритма, то есть программа – это некоторый целостный алгоритм.

Однако оба эти определения достаточно приемлемы в первом прибли-

жении, но необходимы уточнения смысла их применения для развязки этого

противоречия. В данном случае первое представление (программа = алго-

ритм + данные) отражает, по-видимому, правило размещения кодов команд и

кодов данных (включая структуры данных сложных типов) в разных облас-

тях оперативной памяти ЭВМ. В таком понимании такое представление в

принципе справедливо. Но оно не полное. Его целесообразно дополнить сле-

дующими представлениями (ключевого значения):

49

алгоритмы в составе программ (в области кодов команд) также содер-

жат данные, но не конкретные значения данных непосредственно, а имена

или адреса полей расположения конкретных (переменных или постоянных)

значений данных – это косвенное представление данных;

в этом отношении данные (в их косвенном представлении) – это неотъ-

емлемая часть алгоритмов:

они образуют структуру общей системы данных по информационным связям

данных разных команд.

Второе представление (программа – это машинный алгоритм) означает

следующие аспекты:

программы (для ЭВМ) – это особый подкласс класса алгоритмов;

программы имеют общие (родовые) признаки класса алгоритмов и до-

полнительные частные признаки (видовое отличие) своего подкласса:

этим определяется их некоторая существенная дополнительная специфика.

Представляет интерес анализ этих родовых и видовых признаков и их

соотношения. Но это обширная самостоятельная проблема, а на данном

уровне изложения (в данной статье) указанные общие представления являют-

ся достаточными.

Дополнительные источники понятий потоков

Необходимо учитывать также наличие дополнительных терминов пото-

кового типа в разных смыслах их применения, в частности:

тред (thread: нить, колея) – поток управления программы, нить управле-

ния в многопоточной организации параллельного программирования:

это разновидность логического или виртуального параллелизма (или псевдо-

параллелизма, или квазипараллелизма) в его противопоставлении физиче-

скому (или истинному) параллелизму – она хорошо увязывается с группами

понятий (1) и (2) для параллельных алгоритмов и программ;

поток программы (stream: струя, течение) – организация ввода-вывода

файлов определенного типа (например, в си-подобных языках) и других ин-

формационных компонент в программировании:

представляет интерес оценка его соотношения с группой понятий (2).

Существуют также разные виды так называемого потокового програм-

мирования, что не совпадает с понятием многопоточного программирования.

В частности, система визуального потокового параллельного программиро-

вания используется в перспективном программном продукте фирмы Mi-

crosoft:

MRDS: Microsoft Robotics Developer Studio: Студия разработчика робототех-

ники (и робототехнических систем) для программирования роботов и их вир-

туальных моделей [1, 2].

Также представляет большой практический и теоретический интерес

анализ соотношения потокового программирования с группой понятий (2).

Кроме того, в проектировании и документировании алгоритмов и про-

грамм и в графических системах менеджмента используются различного ти-

50

па потоковые диаграммы, которые могут отражать как потоки данных (ин-

формационного и материального типа), так и потоки управления. Однако, не

всегда эти потоки явно именуются указанными классификационными терми-

нами в их сопоставлении (просто рассматриваются некоторые потоки при-

кладного типа и т.п.). Также представляет интерес их соотношение с группой

понятий (2) т.д.

Таким образом, имеет место следующая ситуация:

в целом существует обширная и многоаспектная проблема анализа пото-

ковых представлений алгоритмов (и программ);

однако первостепенной задачей является анализ второй группы понятий

(2), что и выполняется далее на исходном концептуальном уровне.

Алгоритмические системы управления

Автоматизированные системы – системы управления

Рассматриваются обобщенные алгоритмические автоматизированные

системы разных уровней автоматизации и разного конкретного назначения,

включая, в пределе (по уровню автоматизации):

ручные системы, с одной стороны – автоматизация отсутствует;

автоматические системы, с другой стороны – полная автоматизация (в

рамках некоторого комплекса функций).

Алгоритмические автоматизированные системы представляют собой ал-

горитмические системы управления:

это системы управления дискретными процессами, которое выполняется

на основе применения алгоритмов.

Дискретные процессы – это составные процессы (комплексы действий),

составляющие процессы (отдельные действия) которых характеризуются

четко определенным началом и четко определенным окончанием их вы-

полнения во времени. Кроме того, такие составляющие процессы (отдельные

действия) характеризуются наличием некоторых состояний готовности (к

исполнению), которые могут сохраняться неопределенно долго (или доста-

точно долго). Это обстоятельство обеспечивает возможность управлять по-

рядком их выполнения путем запуска необходимых очередных составляю-

щих процессов (действий) в любое время – по мере окончания определенных

других процессов (действий) и т.п. При этом порядок выполнения действий

может быть последовательным или параллельным во времени (одновре-

менно: с их совмещением во времени). Необходимый порядок выполнения

дискретных процессов задается посредством последовательных или парал-

лельных алгоритмов.

Алгоритмы включают в себя множество команд управления отдель-

ными составляющими процессами (действиями) путем запуска их на выпол-

нение (в частности, запуска подпрограмм) и, возможно, контроля их окон-

чания (например, возвратом из подпрограмм). Возможны также установка

или / и контроль определенных параметров (условий).

Управление порядком выполнения дискретных процессов (комплексов

действий) осуществляется путем передачи (перехода) управления (активно-

51

сти) на определенные очередные команды алгоритма по мере окончания вы-

полнения (активности) определенных предшествующих команд.

Понятие системы управления

В основу излагаемых представлений принимается понятие алгоритми-

ческой системы управления, которое опирается на более общее понятие

системы управления. Данное общее понятие далее принимается по пример-

ной аналогии с теорией автоматического управления, где оно обобщает поня-

тие системы регулирования в теории автоматического регулирования (исто-

рически предшествующей теории автоматического управления).

В теории автоматического управления используются исходные опреде-

ления примерно следующего типа:

система управления – это совокупность элементов, участвующих в

управлении;

управление – это процесс воздействия на объекты с целью обеспечения

необходимого их поведения (то есть необходимого выполнения процессов,

если они не выполняются самопроизвольно необходимым образом).

Далее такие определения конкретизируются различными схемами сис-

тем управления и средствами их математического описания, но они не под-

ходят непосредственно для алгоритмических систем управления.

Дополнительно очень полезным является понятие системы регулирова-

ния в теории автоматического регулирования. Особенностью понятия сис-

темы регулирования является следующее:

в ее общем составе выделяются две взаимосвязанные подсистемы:

регулирующая система (в частности, регулятор) и регулируемая система

(объект регулирования);

они выполняют взаимодействующие процессы – регулирующий и регули-

руемый процессы, образующие общий процесс регулирования.

Аналогично этому:

в составе системы управления могут быть выделены (в обобщении) две

взаимосвязанные подсистемы:

управляющая система и управляемая система (объект управления);

они выполняют соответственно управляющий процесс и управляемый

процесс, которые образуют общий процесс управления.

Такая или примерно такая двухкомпонентная концепция организации

управления в той или иной форме, явно или косвенно встречается в разных

источниках:

в самой теории автоматического управления;

в области автоматизированных систем управления (АСУ) предприятием

(АСУП), технологическими процессами (АСУТП), в менеджменте;

в цифровой схемотехнике – разделение состава дискретных автоматов на

управляющий автомат и операционный автомат;

52

в системах государственного управления – разделение их состава на субъ-

ект управления (управляющие государственные органы) и объект управле-

ния (система подчиненных государственных образований).

Далее такой двухкомпонентный состав принимается для алгоритмиче-

ских систем управления, который отображается на состав алгоритмов.

Организация алгоритмической системы управления

Алгоритмическая система управления выполняет общий процесс

управления и включает в себя две подсистемы, которые выполняют состав-

ляющие процессы этого общего процесса управления (рис.2):

управляющая система или субъект управления (в составе общей систе-

мы управления):

выполняется дискретный управляющий процесс (в составе общего процесса

управления);

управляемая система или объект управления (в составе общей системы

управления):

выполняется дискретный управляемый процесс (также в составе общего

процесса управления).

Рис.2. Автоматизированная система – алгоритмическая система управления

Поток управления и поток данных алгоритма (программы)

Такое представление относительно алгоритмической системы управле-

ния непосредственно увязывается (рис. 2) с общеизвестными представления-

ми относительно общего состава алгоритмов (и программ как особых ма-

шинных алгоритмов), включая поток управления и поток данных алгоритма

(программы).

Алгоритм (программа) – это предписание для некоторой алгоритмиче-

ской системы управления, которая, так или иначе, отображается в составе

текстов и контекстов алгоритмов. Согласно рассмотренным ранее общеизве-

стным представлениям, алгоритмы (и программы) содержат две структуры,

именуемые обычно как потоки (рис.2):

поток управления алгоритма (программы) – это управляющая структу-

ра алгоритма (отражение управляющей подсистемы общей алгоритмической

системы управления):

Субъект

управления

Объект


Система управления:

процесс управления

Управляющая

система:

управляющий

процесс

Управляемая

система:

управляемый

процесс

Автоматизированная система

Канал (поток)


Канал (поток)

данных


структура:

управляющий

процесс


структура:

управляемый

процесс

Алгоритм – предписание:

структура управления предписания

Алгоритм управления

53

точнее, представлен (так или иначе отражается) некоторый канал управле-

ния (с потоком управления в его составе), в котором организуется управле-

ние последовательным или параллельным порядком выполнения заданных

комплексов действий во времени (и их параметрами);

поток данных алгоритма (программы) – это управляемая структура ал-

горитма (отражение управляемой подсистемы общей алгоритмической сис-

темы управления):

точнее, представлен (так или иначе отражается) некоторый канал (обработ-

ки) данных (с потоком данных в его составе), где выполняется размещение,

хранение, продвижение и обработка данных.

Поток управления алгоритма (программы) иногда именуется как поток

исполнения.

Пример простой вычислительной задачи

Далее приводится простой пример алгоритмической задачи. В следую-

щей статье автора в составе данного сборника приводится более подробный

структурный алгоритмический анализ данной задачи.

Постановка алгоритмической задачи

Дано: Простая вычислительная формула (численной функции):

y = F(x) = F(x1, x2) = Sin(x1 + x2) * Cos(x1 +x2),

где x = (x1, x2) – составная входная переменная задачи (аргумент функции),

представляющая величины некоторых углов (в радианах);

y – простая (несоставная) выходная переменная (результат функции);

имеются в виду все данные действительного типа (real).

Надо: 1) Представить алгоритм пошаговых вычислений по формуле.

2) Использовать наличие (минимального) потенциального параллелизма

вычислительной задачи (степени 2).

3) Обеспечить гибкую (вариативную) алгоритмизацию задачи с учетом

допустимых вариантов параллельного и последовательного выполнения (ва-

риативного) общего алгоритма:

выявление допустимых частных алгоритмов решения задачи.

Поток данных алгоритма

Выделяется система элементарных функций (таблица 1), обеспечиваю-

щих пошаговое вычисление заданной формулы. При этом вводятся промежу-

точные переменные v0, v1, v2 (действительного типа).

Система функций представлена (таблица 1) в традиционной (слева) и в

ярусно-параллельной (справа) форме записи.

Элементарные функции определяют команды пошагового выполнения

алгоритма вычислений заданной функции. Система элементарных функций в

их взаимосвязи по общим переменным отражает структуру потока данных

(канала данных) алгоритма.

54

Таблица 1. Системы элементарных функций алгоритмической задачи

Традиционная форма записи Ярусно-параллельная форма записи

v0 = x1 + x2

v1 = Sin(v0)

v2 = Cos(v0)

y = v1 * v2

v0 = x1 + x2

v1 = Sin(v0) v2 = Cos(v0)

y = v1 * v2

При этом в традиционной записи системы функций (вертикальным спи-

ском) взаимосвязь составляющих функций явно не отображается:

такая взаимосвязь функций представлена неявно одноименными обозна-

чениями переменных в составе разных функций;

в данном простом случае взаимосвязь переменных разных функций может

быть как-то визуально прослежена и представлена некоторым воображением,

но в общем случае это очень проблематичный вопрос.

Ярусно-параллельная форма записи системы функций отражает разме-

щение функций по ярусам (уровням или слоям) по порядку их взаимосвязи

по одноименным переменным. Здесь более наглядно отражается структура

потока данных задачи (анализируемая далее).

Для явного и наглядного визуального отображения связей переменных в

системе функций и в целом структуры потока данных алгоритма необходимо

применение графических схем (приводятся в следующей статье данного

сборника).

Анализ потока данных

В ярусно-параллельной форме записи системы функций (таблица 1) дос-

таточно четко выявляются две ветви потока данных (точнее два русла обще-

го потока данных), которые:

разделяются на выходе или результате (v0) исходной функции;

объединяются на входах или аргументах (v1, v2) последней функции.

Этот факт наглядно отражает наличие потенциального (возможного)

или естественного параллелизма задачи степени два (p0 = 2). Источником

потенциального параллелизма задачи является в данном случае взаимная не-

зависимость двух функций v1 = Sin(v0) и v2 = Cos(v0) в следующем смысле:

результат одной функции не является аргументом другой функции;

следовательно, для вычисления одной функции не требуется предвари-

тельного вычисления другой функции.

Эти две функции в принципе могут выполняться в любом порядке:

последовательно друг за другом или параллельно во времени (то есть

одновременно) – при наличии двух исполнителей.

В этом отношении они независимы друг от друга. Но, в данном случае

это не полная их независимость. Есть одна особенность – две эти функции

имеют один общий аргумент. Это значит, что при одновременном начале вы-

полнения этих функций два их исполнителя должны иметь возможность од-

55

новременного считывания значения одной общей переменной. Предполага-

ется далее, что такая возможность имеется (например, при ручных вычисле-

ниях на бумаге двумя вычислителями), иначе параллелизм может осложнять-

ся или вообще исключаться.

Из анализа задачи выявляются три допустимых варианта исполнения

общего алгоритма A – три частных алгоритма A11, A12, A2, где:

A = O(A11, A12, A2) – общий составной (вариативный) алгоритм;

A11, A12 – частные последовательные алгоритмы с вырожденной еди-

ничной степенью параллелизма p = 1 < p0 = 2 (параллелизм отсутствует) с

прямым и обратным порядком вычисления синуса и косинуса;

A2 – частный параллельный алгоритм с (минимальной) реальной степе-

нью параллелизма p = p0 = 2 с одновременным (параллельным во времени)

выполнением двух функций вычисления синуса и косинуса.

O – условное обозначение некоторой структурной операции (альтерна-

тивного) объединения частных алгоритмов A11, A12, A2 в общий вариатив-

ный алгоритм A (вопрос кратко обсуждается далее).

Псевдокоды частных алгоритмов. Стиль Algol-68

Псевдокод алгоритма – это программоподобная запись текста алгоритма,

ориентированная на синтаксис и лексику исходных кодов программ в неко-

тором языке программирования. Далее (таблица 2) приводятся псевдокоды

частных алгоритмов, представленные в латинице и кириллице.

В данном случае используются алгол-подобные псевдокоды в стиле язы-

ка программирования Algol-68 (Алгол-68) [3].

Последовательные алгоритмы A11, A12 задают последовательное вы-

полнение во времени четырех команд по порядку их перечисления. Их запись

в кириллице полностью совпадает с учебным (школьным) алгоритмическим

языком, который был предложен командой академика Ершова П.А. [4] на ос-

нове русской версии Алгол-68 языка Algol-68. При этом:

последовательно выполняемые части алгоритма перечисляются через

точку с запятой и заключаются в синтаксические скобки begin end (нач кон).

В параллельном алгоритме A2:

сначала вычисляется начальная функция v0 := (x1 + x2);

затем параллельно во времени (одновременно) вычисляются тригономет-

рические функции v1 := Sin(v0) и v2 := Cos(v0):

для простоты обсуждения предполагается, что они начинают и заканчивают

вычисления (почти) одновременно;

затем вычисляется заключительная функция y := v1 * v2.

В записи псевдокода алгоритма А2 появляется небольшие особенности

для отображения параллелизма выполняемых действий. Фактически это

представляет собой простое расширение учебного (школьного) алгоритмиче-

ского языка на область параллельной алгоритмики. При этом:

56

параллельно выполняемые части алгоритма перечисляются через запятую и

заключаются в синтаксические скобки begin end (нач кон), перед которыми

стоит служебное слово – оператор распараллеливания par (пар).

В данном отношении обеспечивает преемственность перехода к парал-

лельным алгоритмам в учебном (школьном) алгоритмическом языке. Это не

исчерпывает всех проблем распараллеливания алгоритмов, но отражает пер-

вичные базовые принципы.

Таблица 2. Псевдокоды частных алгоритмов. Стиль Алгол-68

Последовательный

частный алгоритм A11

Последовательный


Параллельный


Латиница – английский язык

alg A11

begin

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

end

alg A12

begin

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

end

alg A2

begin

v0 := (x1 + x2);

par

begin

v1 := Sin(v0),

v2 := Cos(v0)

end;

y := v1 * v2

end

Кириллица – русский язык

алг A11

нач // начало

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

кон // конец

алг A12

нач

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

кон

алг A2

нач

v0 := (x1 + x2);

пар

нач

v1 := Sin(v0),

v2 := Cos(v0)

кон;

y := v1 * v2

кон

В сопоставлении текстов псевдокодов трех алгоритмов четко просмат-

ривается структура их потока управления. Она достаточно просто зашифро-

вана используемым способом записи (синтаксисом) текстов алгоритмов и их

интерпретацией – определением заданного ими порядка выполнения команд.

Для более четкого и наглядного представления потока управления алго-

ритмов необходимо применение схем алгоритмов (блок-схем и т.п., которые

приводятся в следующей статье данного сборника).

57

Псевдокоды частных алгоритмов. Стиль Algol-60

Для сопоставления приводятся (таблица 3) псевдокоды алгоритмов в

стиле языка Algol-60 (Алгол-60) – по одной из (нестандартных) версий его

параллельного расширения (стандарты таких расширений отсутствовали).

При этом последовательно выполняемые компоненты алгоритма оформ-

ляются прежним способом.

В записи псевдокода параллельного алгоритма А2 также используется

простое расширение учебного (школьного) алгоритмического языка на об-

ласть параллельной алгоритмики, но с некоторой модификацией:

параллельно выполняемые части алгоритма перечисляются через запятую и

заключаются в пары синтаксических скобок parbegin parend

(парнач паркон).

Таблица 3. Псевдокоды частных алгоритмов. Стиль Алгол-60

Частный алгоритм A11 Частный алгоритм A12 Частный алгоритм A2

Латиница – английский язык

alg A11

begin

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

end

alg A12

begin

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

end

alg A2

begin

v0 := (x1 + x2);

parbegin

v1 := Sin(v0),

v2 := Cos(v0)

parend;

y := v1 * v2

end

Кириллица – русский язык

алг A11

нач // начало

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

кон // конец

алг A12

нач

v0 := (x1 + x2);

v1 := Sin(v0);

v2 := Cos(v0);

y := v1 * v2

кон

алг A2

нач

v0 := (x1 + x2);

парнач

v1 := Sin(v0),

v2 := Cos(v0)

паркон;

y := v1 * v2

кон

Замечания относительно распараллеливания простых задач

В современном программировании для быстродействующих компьюте-

ров существует следующий парадокс:

нет практического смысла распараллеливать простые задачи, поскольку

организация распараллеливания счета связана с так называемыми накладны-

ми расходами – специальными программными средствами с дополнительны-

ми затратами памяти и вспомогательного времени;

58

время счета, скорее всего не сократится, а увеличится (то есть будет не

повышение, а понижение производительности вычислений).

В данном случае гораздо проще и эффективнее задать вычисление ис-

ходной формулы одним оператором (с последовательным счетом).

Тем не менее, простые примеры распараллеливания вычислительных ал-

горитмов имеют большое методологическое и теоретическое значение, так

как обеспечивают компактное и обозримое изложение реализации ключевых

базовых алгоритмических закономерностей, их обобщение и развитие по на-

растающей сложности.

Кроме того, простые последовательные вычислительные алгоритмы

могут использоваться для обеспечения алгоритмической практики в ручном

счете. Более того, простые параллельные вычислительные алгоритмы

также могут выполняться в учебном ручном счете, но бригадой (двух, трех и

более) вычислителей. При этом выявляются и осваиваются разные ключевые

аспекты организации параллельных процессов:

выделение исполнителей, распределение задач (функций) между ними,

их взаимодействие по ходу счета, сопоставление затрат времени и т.п.

При этом полезно отражать историю ручных параллельных вычисле-

ний (с применением счет, арифмометров и т.д.) – оперативные баллистиче-

ские расчеты в артиллерии (во второй мировой войне), вычисления распро-

странения взрывной волны для первых испытаний водородного оружия, ра-

бота бухгалтерских групп, бюро и отделов и т.п.

Замечания относительно языков Algol-68 и Algol-60

В книге [3] на самом деле излагается не просто конкретный язык про-

граммирования, а своего рода грамматический генератор языков программи-

рования очень широкого класса с необязательным образцом конкретного ба-

зового языка, описание которого распределено (распылено) в обширной

вспомогательной грамматической системе (двухуровневая грамматика). В

ней в экспериментальном порядке отражались также вопросы параллельного

программирования, обобщающие, в определенной мере, достижения парал-

лельного программирования тех времен.

С одной стороны – это было гениальное теоретическое достижение, но, с

другой стороны, это была очень громоздкая жестко формализованная широ-

коуниверсальная грамматическая система, практически недоступная для ос-

воения массовым прикладным программистом с его конкретными частными

потребностями. В этой связи появилась учебная литература типа "Нефор-

мальное введение в Algol-68", но без отражения вопросов параллелизма. Этот

язык так и не получил практического распространения. Однако он заложил

фундаментальные принципы, получившие применения во многих последую-

щих языках программирования.

При этом Algol-68 – это, во многих отношениях, классика де-факто,

представляющая большой теоретический интерес для анализа в области ал-

горитмики. Представляет интерес также анализ классики его предшественни-

ка – языка программирования Algol-60.

59

Дополнительная информация

В анализе простой алгоритмической задачи уже проявляет себя следую-

щая общая закономерность:

одна заданная структура потока данных с наличием потенциального па-

раллелизма допускает несколько (в данном случае) или много (в общем слу-

чае) структур потока управления – полной (максимальной), частичной и

вырожденной единичной степени параллелизма.

Все частные алгоритмы A11, A12, A2 функционально взаимно эквива-

лентны друг другу и общему (вариативному) алгоритму A:

A11 = A12 = A2 = A.

Это верно, поскольку все они вычисляют одну и ту же заданную функ-

цию. Однако они не эквиваленты друг другу по другим аспектам:

по требуемым ресурсам – один или два исполнителя (на среднем участке

алгоритма);

по времени исполнения (время, как ресурс) – последовательные варианты

выполняются дольше, чем параллельный вариант;

по организации вычислений – параллельный алгоритм A2 организационно

сложнее в исполнении, чем последовательные алгоритмы A11 и A12 и требу-

ет более сложных средств программной реализации.

Объедение частных алгоритмов в общий алгоритм

Далее кратко представлена общая идея объединения трех частных алго-

ритмов A11, A12, A2 в один общий составной алгоритм A.

Принимается структурная формула составного общего алгоритма A,

объединяющего составляющие частные алгоритмы A11, A12, A2:

A = O(A11, A12, A2) = u11A11 u12A2 u2A2 = u11A11 u12A2 u2A2,

где O – условное обозначение структурной операции (альтернативного) объ-

единения частных алгоритмов A11, A12, A2 в общий алгоритм A.

u11, u12, u2 – альтернативные (взаимно исключающие) логические усло-

вия (предикаты) выбора вариантов исполнения алгоритма;

– операции объединения частных алгоритмов (с условиями выбора) в

общий алгоритм по функции дизъюнкции (логической функции Или).

Это достаточно удовлетворительная модель полной алгоритмизации данной

простой задачи, доступная для малого числа частных вариантов исполнения

алгоритма (в данном случае всего три варианта). Однако с увеличением сте-

пени потенциального параллелизма отдельных участков алгоритмов быстро

(лавинообразно) нарастает вариативность алгоритмов по порядку их выпол-

нения сходной и разной степени параллелизма (и, кроме того, с перемноже-

нием вариативностей других участков). При этом:

с одной стороны, повышает гибкость распараллеливания алгоритмов с

учетом различных исходных и текущих условий счета;

с другой стороны, затрудняется полный перебор вариантов исполнения.

60

Тем не менее, такая принципиальная возможность существует некото-

рыми обобщенными способами, что полезно для исследования алгоритмиче-

ских задач. Что же касается практического распараллеливания, то обычно нет

необходимости перебора всех вариантов, и достаточным является учет ос-

новных опорных схем разной степени параллелизма. Более того, в среде про-

граммирования система планирования вычислений может сама выбирать до-

пустимое оптимальное продолжение вычислений по мере выполнения пре-

дыдущих этапов вычислений (в пределах заданной схемы распараллелива-

ния).

Заключение

В данной статье обзорно-постановочного типа кратко представлена пер-

вичная концептуальная информация относительно потоков управления и по-

токов данных в системе управления параллельных (и последовательных) ал-

горитмов (и программ) в составе алгоритмической системы управления. Она

предназначена для последующего изложения вопросов многоаспектного

уточнения данной концепции и поэтапной формализации структурных пото-

ковых представлений.

Но эта информация и сама по себе полезна, например, для учителей и

преподавателей информатики общеобразовательной и профессиональной

школы в плане расширения личных концептуальных представлений в отно-

шении реальной алгоритмической проблематики:

наличие ключевых сущностей потока управления и потока данных алго-

ритмов (и программ), наличие и реализация ими потенциального (естествен-

ного) параллелизма алгоритмических задач.

В частности, любая двухместная или многоместная составная функция

(например, сумма или произведение функций) имеет потенциальный парал-

лелизм и, в принципе, допускает распараллеливание счета. Такое распарал-

леливание вычислений и их алгоритмов не исчерпывает всех проблем парал-

лелизма, но является ключевым исходным аспектом.

Такие вопросы полезно вводить в традиционные учебные курсы инфор-

матики в непосредственном изложении или в порядке сопутствующей ин-

формации в плане раннего осведомления учащихся о параллелизме реальной

алгоритмической действительности. Более того, актуальной задачей является

раннее обучение основам параллельной алгоритмики (и параллельного про-

граммирования). Но это пока очень проблемный вопрос во многих отноше-

ниях.

Однако в рамках традиционных учебных курсов информатики неболь-

шими дополнительными усилиями можно демонстрировать распараллелива-

ние простых задач с простым параллельным расширением учебного (школь-

ного) алгоритмического языка.

Далее, например, приводится (таблица 4) псевдокод распараллеливания

алгоритма для вычисления площади s треугольника со сторонами a, b, c по

формуле Герона.

61

При этом, в принципе, можно ставить реальные или умозрительные экс-

перименты с ручными параллельными вычислениями бригадой вычислите-

лей. Это будет способствовать первичному освоению параллельной специ-

фики и параллельной алгоритмической культуры "своим нутром" (а не толь-

ко в ориентации на плохо понятную их реализацию в разных компьютерных

архитектурах), опережающей интуитивной материализации абстрактных

представлений теории параллельных алгоритмов и т.п.

Таблица 4. Псевдокод параллельного алгоритма вычисления площади треугольника

Латиница Кириллица Примечания

alg A3

begin

pp := (a + b + c) / 2;

parbegin

aa := pp – a,

bb := pp – b,

cc := pp – c

parend;

parbegin

v1 := pp * aa,

v2 := bb * cc

parend;

v = v1 * v2;

s := sqrt(v)

end

алг A3

нач

pp := (a + b + c) / 2;

парнач

aa := pp – a,

bb := pp – b,

cc := pp – c

паркон;

парнач

v1 := pp * aa,

v2 := bb * cc

паркон;

v = v1 * v2;

s := корень(v)

кон

Вычисление полупериметра

Параллельное

вычисление

трех разностей

полупериметра и сторон

Параллельное

вычисление

двух произведений

Вычисление площади


1. Гай В.Е. Microsoft Robotic Developer Studio. Программирование алго-

ритмов управления роботами. – М.: ЭКОМ Паблишерс, 2012. – 184 с.

2. Житников А.П. Параллельная алгоритмика в массовой информатике и ро-

бототехнике. // Современные технологии преподавания естественно-

научных дисциплин в системе общего и профессионального образования:

Сб. материалов Междунар. науч.-практ. форума. – Борисоглебск: Изд-во

БГПИ, 2012. – С. 52-65.

3. http://paralg.ucoz.com/v5-2311-M101-par_alg_v_mass.mht

4. Пересмотренное сообщение об Алголе 68. // Под ред. А.П. Ершова. – М.:

Мир, 1979. – 533 с.

5. Изучение основ информатики и вычислительной техники: Метод. посо-

бие. В 2-х ч. Ч I. / А.П. Ершов, В.М. Монахов и др. – М.: Просвещение,

1985. – 191 с.

62

СТРУКТУРНЫЙ АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

ПРОСТОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ЗАДАЧИ



В статье [1] приводится первичная структурная концепция алгоритми-

ческой системы управления, потока (структуры, канала) управления и потока

(структуры, канала) данных алгоритма в ее составе. Кратко разбирается при-

мер простой алгоритмической задачи с наличием потенциального паралле-

лизма. В данной (излагаемой) статье дополнительно приводится ее более

подробный структурный анализ.

Эта задача включается в комплект типовых опорных примеров многоас-

пектного анализа параллельных (и последовательных) алгоритмов, их мате-

матических и технических приложений. Опорные примеры предназначены

для отработки концептуальных вопросов структурного анализа, постановки и

отладки задач формализации и автоматизации структурных построений па-

раллельных алгоритмов и их программной реализации.

Основной целью данной статьи является демонстрация применения и

первичная детализация исходной общей концепции потока управления и по-

тока данных, изложенной в статье [1]:

для обеспечения возможности практического применения этой концепции

на излагаемом уровне алгоритмических представлений;

для последующего продвижения и формализации структурного описания

алгоритмических систем управления, их потоков управления и потоков дан-

ных.

Такая работа выполняется в рамках опытно-поисковых разработок в об-

ласти раннего обучения студентов технических вузов основам прикладной

(структурной) теории параллельных алгоритмов и параллельного програм-

мирования (не с четвертого-пятого курса, например, а с первого дня первого

курса обучения). Данный вопрос увязывается также с достаточно успешными

тенденциями раннего массового "параллельного" компьютерного и робото-

технического творчества [2, 3], включая школьников старших, средних и

даже младших возрастных групп.

Исходные условия задачи

Постановка алгоритмической задачи

Дано: Простая вычислительная формула (численной функции):

y = F(x) = F(x1, x2) = Sin(x1 + x2) * Cos(x1 +x2),

где x = (x1, x2) – составная входная переменная задачи (аргумент функции),

представляющая величины некоторых углов (в радианах);

y – простая (несоставная) выходная переменная (результат функции);

имеются в виду все данные действительного типа (real).

Надо: 1) Представить алгоритм пошаговых вычислений по заданной

формуле.

63

2) Использовать наличие потенциального параллелизма задачи:

минимальный, в данном случае потенциальный параллелизм (степени 2).

3) Обеспечить гибкую (вариативную) алгоритмизацию задачи с учетом до-

пустимых вариантов параллельного и последовательного выполнения (вариа-

тивного) общего алгоритма:

выявление допустимых частных алгоритмов решения задачи.

Условные литерные обозначения

На основе анализа заданной формулы выделяются элементарные функ-

ции команд пошагового выполнения алгоритма. На этой основе далее

(Ошибка! Источник ссылки не найден.) принимаются условные литерные

обозначения (УЛО) для вариантов алгоритма и его команд – с указанием их

функций и введением промежуточных переменных v0, v1, v2 (действитель-

ного типа).

Таблица 1. Условные литерные обозначения операторов алгоритма и команд

ЛТА: Литерный текст алгоритма // ЛЗФ: Литерная знаковая форма

УЛО: Условные литерные обозначения

ООА: Общее обозначение (операторов) алгоритма: Ai, i = 100, 11,12, 2

Ai: ВФ: вычислить функцию :: y = F(x1, x2) = Sin(x1 + x2) * Cos(x1 + x2)

A100 (i = 100) – общий алгоритм решения задачи (не рассматривается)

A11, A12, A2 (i = 11, 12, 2) – частные алгоритмы разной степени параллелиз-

ма (1 и 2) – рассматриваются далее:

данные обозначения введены с опережением – для демонстрации общей (ко-

нечной) системы индексированных обозначений алгоритмов.

СКА: Система (операторов) команд алгоритма: Zi, i = 0..3

Z0: ВСм: вычислить сумму :: v0 = F0(x1, x2) = +(x1, x2) = x1 + x2

Z1: ВСн: вычислить синус :: v1 = F1(v0) = Sin(v0)

Z2: ВКс: вычислить косинус :: v2 = F2(v0) = Cos(v0)

Z3: ВПр: вычислить произведение :: y = F3(v1, v2) = *(v1, v2) = v1 * v2

Применяются типовые (в излагаемой системе анализа) индексированные

обозначения для алгоритмов и команд.

Представлены составные обозначения операторов алгоритма и ко-

манд, включая составляющие их операторы:

операторы потока управления алгоритмов A(i) = Ai и команд Z(i) = Zi;

операторы потока данных алгоритма и команд, представленные (в дан-

ном случае) функциональными выражениями в общем (обобщенном) и в

конкретном выражении.

64

Операторы потока управления и потока данных связаны знаком "::"

(двойное двоеточие, double colon), который условно означает связь операто-

ров потока управления и потока данных. В практических выкладках он мо-

жет заменяться знаком ":" (двоеточие, colon) для упрощения записи.

Знаки ":" и "::" означают также отношение обозначения (представления)

некоторых сущностей:

выражение слева означает выражение справа;

оператор (знак оператора) потока управления обозначает (представляет в

потоке управления) оператор потока данных (в потоке данных).

Конкретные и общие обозначения

Используются конкретные и общие (обобщенные) обозначения функций.

Конкретные обозначения необходимы для представления конкретных (вы-

числимых в данном случае) функций и алгоритмов. Общие обозначения не

дают конкретных (вычислимых) функций и алгоритмов, но они представляют

обширные классы сходных по структуре алгоритмических систем. Тем са-

мым определяется большая теоретическая мощность общих функциональных

выражений в теории алгоритмов.

При этом для общих выражений функций их аргументы и результаты

могут получать обобщенную интерпретацию по типу данных – они могут

быть пригодны для любых типов данных и не определяться по своему типу

(или определяться как универсальные типы данных). Исключение могут со-

ставлять служебные переменные для управляющих операторов ветвления,

циклов и т.п. (в составе структур управления алгоритмов).

Поток данных алгоритма

Функциональные представления потока данных

Принимается первичное ориентировочное определение, интуитивно дос-

таточно понятное и пригодное для последующего анализа:

поток данных алгоритма или команды – это система данных, взаимо-

связанных функциями их преобразования (таблица 2).

Операторы потока данных (канала данных) алгоритма и команд кон-

кретной задачи представлены в исходных условиях задачи выражениями не-

которых функций (Ошибка! Источник ссылки не найден.).

Система элементарных функций системы команд алгоритма в их

взаимосвязи по общим переменным формирует структуру потока данных

(канала данных) алгоритма, представленную в целом общей функцией опера-

тора потока данных алгоритма.

При этом в традиционной записи системы функций общим списком

(Ошибка! Источник ссылки не найден.) взаимосвязь составляющих функ-

ций явно не отображается:

такая взаимосвязь функций представлена неявно одноименными обозна-

чениями переменных в составе разных функций;

в данном простом случае взаимосвязь переменных разных функций может

быть как-то визуально прослежена и представлена некоторым воображением

65

(по одноименным переменным), но в общем случае это очень проблематич-

ный вопрос.

Для явного визуального отображения связей переменных в системе

функций необходимы графические схемы потока данных.

Таблица 2. Исходное функциональное представление потока данных алгоритма


КД: Канал (поток) данных

СФА: Структурная формула алгоритма = ФФА: Функциональная формула алгоритма

// СФФА: Структурно-функциональная формула алгоритма (с явными переменными)

КП: Конкретное представление функций ОП: Общее представление функций

ОФА: Общая функция алгоритма // Общий оператор алгоритма

y = Sin(x1 + x2) * Cos(x1 +x2) y = F1(x1 F0 x2) F3 F2(x1 F0 x2)

СФК: Система (элементарных) функций команд

v0 = +(x1, x2) = x1 + x2,

v1 = Sin(v0),

v2 = Cos(v0),

y = *(v1, v2) = v1 * v2

v0 = F0(x) = F0(x1, x2) = (x1 F0 x2)

v1 = F1(v0),

v2 = F2(v0),

y = F3(v) = F3(v1, v2) = (v1 F3 v2)

Условные графические обозначения для потока данных

Условным литерным обозначениям (УЛО) потока данных алгоритма и

его команд (таблица 1) ставится в соответствие условные графические обо-

значения (УГО). Для общего потока данных алгоритма в целом (рис.1) УГО

интерпретируется как исходная (свернутая) структурная (структурно-

функциональная) схема алгоритма – без внутренней детализации.

Эта свернутая форма УГО представлена разными типами схем:

основные виды схем (рис. 1) – блок-схема алгоритма и производная от

нее штрих-схема алгоритма (ССА = БСА, ШСА):

штрих-схемы являются компактными производными от блок-схем (принцип

их построения на основе блок-схем очевиден);

возможны дополнительные виды схем – граф-схемы и т.п.

УГО команд представлены непосредственно в составе детальной схемы

потока данных алгоритма (рис. 2, рис.3).

Объектное уточнение потока данных

Возможно первичное объектное уточнение исходного определения по-

тока данных.

Поток данных (или канал данных) алгоритма или команды – это систе-

ма объектов данных, взаимосвязанных функциональными объектами

(функциональными преобразователями). В целом канал данных – это некото-

рый оператор обработки данных алгоритма или команды:

материальный объект, выполняющий операцию (функционального) пре-

образования некоторых операндов – преобразование содержания (значения)

объектов данных посредством функциональных объектов (функциональных

преобразователей).

66

Эти объектные уточнения предварительно, но существенно проясняют

суть дела. Тем не менее, пока это, в основном, словесные декларации. Они

подлежат поэтапной дополнительной разработке в рамках концепции конст-

руктивной материализации абстрактных алгоритмических представлений (в

рамках полюсно-оболочковой методологии анализа систем информатики).

Но это многоаспектная концептуальная задача, которая требует самостоя-

тельного изложения.

ГТА: Графический текст алгоритма // ГЗФ: Графическая знаковая форма


ССА: Структурная схема алгоритма = ФСА: Функциональная схема алгоритма

// СФСА: Структурно-функциональная схема алгоритма

ООА: Общее обозначение алгоритма / УГО: Услоное графическое обозначение

БСА: Блок-схема алгоритма ШСА: Штрих-схема алгоритма

ВИ: Вертикальное исполнение

ГИ: Горизонтальное исполнение

Рис. 1. Общие графическое обозначение потока данных алгоритма

Функциональная схема потока данных алгоритма

Далее (рис 2, рис. 3) приводится наглядное графическое представление

структуры потока данных алгоритма (в некотором канале данных КД) по-

средством функциональной (структурно-функциональной) схемы алгоритма

в разных вариантах исполнения:

это детализация схемы алгоритма, отражающая внутреннюю структуру пото-

ка данных – с явным отражением наличия функциональных объектов, что

определяет функциональный тип структурной схемы.

x1

x2

F

y = F(x1, x2)

(x1, x2)F = y

y Аппаратно-

ориентированное

исполнение

x1

x2

y F

s

Программно-

ориентированное

исполнение

y

y = F(x) = F(x1, x2)

x1 x2

x = (x1, x2)

x1 x2

F

x = (x1, x2)

67




// СФФС: Структурно-функциональная схема алгоритма



Аналог диаграммы сети Петри. Двудольный

граф – чередуются

два типа вершин схемы графа:

данные и функциональные

преобразователи.

Рис. 2. Схема потока данных. Программная ориентация исполнения




// СФФС: Структурно-функциональная схема алгоритма


Ломаные линии связи Спрямление (части) связей

// С продлением боковин блоков

БСА: Блок-схема алгоритма

ШСА: Штрих-схема алгоритма

Рис. 3. Схема потока данных. Аппаратная ориентация исполнения

x1

v0

v0 = x1 + x2

v1 = Sin(v0)

v2 = Cos(v0)

v1 v2

y = v1 * v2

y

x2

v0 = F0(x1, x2)

v1 = F1(v0)

v2 = F2(v0)

y = F3(v1, v2)

F0

F1

F2

F3

x1 v0 v1

v2

y F0

+

F1

Sin

F2

Cos

F3

*

x2

x1 v0 v1

v2

y F0

+

F1

Sin

F2

Cos

F3

*

x2

x1 v0 F0 F1

F2

v1

v2

F3 y

x2

x1 v0 F0 F1

F2

v1

v2

F3 y

x2

v2 = Cos(v0) F2

y = v1 * v2

y

x1

v0

v0 = x1 + x2

v1 = Sin(v0)

v1 v2

F0

F1

F3

x2

68

Общая схема образована путем непосредственного объединения УГО

одноименных (объектов) данных в составе УГО операторов разных команд –

без промежуточных связей одноименных (объектов) данных.

Для БСА и ШСА по возможности используется прямолинейная техника

графических построений (или почти только прямолинейная):

реализуется минимальное число наклонных и ломаных линий;

ставится задача – исключение, по возможности, наклонных и ломаных ли-

ний, а также пересечений линий, что может более просто реализоваться для

схем потока управления (рассматривается далее):

это существенно для ручных и автоматизированных схемных построений.

В данном случае имеют место планарные графы – реализуется возмож-

ность построений графа без пересечений дуг (связей).

Анализ потока данных

На схемах потока данных (рис.2, рис. 3) наглядно выявляются две ветви

потока данных (два русла общего потока), которые:

разделяются на выходе или результате (v0) функции исходной команды

Z0;

объединяются на входах или аргументах (v1, v2) функции последней ко-

манды Z3.

Этот факт наглядно отражает наличие потенциального (возможного)

или естественного параллелизма исходной задачи степени два (p0 = 2).

Источником потенциального параллелизма задачи является в данном

случае взаимная независимость двух функций v1 = Sin(v0) и v2 = Cos(v0) в

следующем смысле:

результат одной функции не является аргументом другой функции;

следовательно, для вычисления одной функции не требуется предвари-

тельного вычисления другой функции.

Эти две функции в принципе могут выполняться в любом порядке:

последовательно друг за другом или параллельно во времени (то есть

одновременно) – при наличии двух исполнителей.

Потенциальный параллелизм задачи может быть выявлен формализо-

ванными методами анализа системы функций.

Дополнительные уточнения

В данном случае, строго говоря, эти функции не совсем независимые,

так как они имеют общую переменную v0, и в параллельном их исполнение

два функциональных объекта F1 = Sin и F2 = Cos могут одновременно запро-

сить данные в одном объекте данных v0. Принимается допущение:

возможно одновременное (или почти одновременное) считывание общих

данных;

как это конкретно обеспечивается, в данном случае не рассматривается.

69

Поток управления алгоритма

Структурная формула потока управления

На основе результатов анализа потока данных далее (таблица 3, таблица

4) определяются структурные формулы потока (канала) управления алгорит-

ма (СФА/КУ) для всех его трех частных вариантов A11, A12, A2.

В структурных формулах используются знаки вспомогательных (слу-

жебных) структурных операций связи основных (рабочих) операторов, про-

стых или составных (таблица 5).

СФА представлены в исходной полной форме записи и в разных формах

упрощения записи.

Таблица 3. Структурная формула потока управления. Последовательные алгоритмы


КУ: Канал (поток) управления // Поток исполнения

СФА: Структурная формула алгоритма

Вариант A11 общего алгоритма A100:

последовательный алгоритм – вырожденный параллелизм степени p = 1 < p0 = 2

Синтаксис – правило записи

A11 = (Z0 Z1 Z2 Z3) = Z0 Z1 Z2 Z3 =

= Z0 – Z1 – Z2 – Z3 = Z0Z1Z2Z3

Символ A11 обозначает СФА, которая представляет собой последователь-

ность УЛО (четырех) команд, связанных знаком правой стрелки (операции

секвенции).

Последовательность УЛО команд заключается в пару внешних скобок (ско-

бочная формульная оболочка), которая может опускаться. Интерпретация – семантика процессной реализации алгоритма

Все команды выполняются последовательно друг за другом во времени.

При этом задается прямая последовательность выполнения пары команд Z1,

Z2. Вариант A12 общего алгоритма:

последовательный алгоритм – вырожденный параллелизм степени p = 1 < p0 = 2 Синтаксис – правило записи

A12 = (Z0 Z2 Z1 Z3) = Z0 Z2 Z1 Z3 =

= Z0 – Z2 – Z1 – Z3 = Z0Z2Z1Z3

Описание записи алгоритма A12 аналогично A11. Интерпретация – семантика процессной реализации алгоритма

Интерпретация аналогична A11.

При этом задается обратная последовательность выполнения пары команд

Z1, Z2.

70

Таблица 4. Структурная формула потока управления. Параллельный алгоритм

Вариант A2 общего алгоритма:

параллельный алгоритм с реальным параллелизмом степени p = p0 = 2 Синтаксис – правило записи формулы

A2 = (Z0 (Z1 || Z2) Z3) = Z0 (Z1 || Z2) Z3 =

= Z0 – (Z1 || Z2) – Z3 = Z0(Z1 || Z2)Z3

Три компоненты СФА последовательно связаны знаком правой стрелки (по-

следовательной связи операторов – секвенции).

В средней компоненте, заключенной в пару скобок, пара УЛО команд связа-

на знаком двойной вертикали || (параллельной связи операторов –параллели)

– это внутренний двухместный (в данном случае) оператор.

Пара наружных скобок (внешняя оболочка) может опускаться. Интерпретация – семантика процессной реализации алгоритма

Последовательно во времени выполняются три оператора Z0, (Z1 || Z2), Z3

алгоритма A2 – два простых оператора Z0, Z1 и один составной оператор (Z1

|| Z2).

В составе среднего составного оператора (Z1 || Z2) две команды Z1, Z2 вы-

полняются параллельно друг другу во времени (одновременно).

Таблица 5. Условные обозначения литерных выражений


СФА: Структурная формула алгоритма / КУ: Поток (канал) управления


Основные (рабочие) операторы

Ai Операторы (рабочие операторы) частных алгоритмов

(с некоторым индексным номером i = 11, 12, 2), представляю-

щие варианты реализации общего алгоритма A100

Zi Операторы (рабочие операторы) команд с индексами i = 0..3 Вспомогательные (служебные) операторы структурных операций

= –> = – Оператор (структурной операции) секвенции, то есть последо-

вательной связи (простых или составных) рабочих операторов:

означает последовательное выполнение рабочих операторов во

времени.

В практических выкладках знак может упрощаться в записи и

вообще опускаться (неявная секвенция).

|| Оператор (структурной операции) параллели, то есть парал-

лельной связи (простых или составных) рабочих операторов:

означает параллельное выполнение рабочих операторов во

времени (то есть одновременное их выполнение – с совмеще-

нием во времени)

Структурные схемы частных вариантов потока управления

Структурным формулам алгоритмов (таблица 3, таблица 4) соответству-

ет структурные схемы алгоритмов (ССА) – схемы потока управления (в неко-

71

тором канале управления, КУ). Далее приводятся разные формы представле-

ния структурных схем:

блок-схемы потока (канала) управления алгоритма (БСА/КУ)

в вертикальном (ВИ, рис. 4) и горизонтальном (ГИ, рис. 5) исполнении;

штрих-схемы потока (канала) управления алгоритма (ШСА/КУ):

в горизонтальном исполнении (ГИ, рис. 5)

ГТА: Графический текст алгоритма

ССА: Структурная схема алгоритма / КУ: Канал (поток) управления

ДСА: Детализация схемы алгоритма


ВИ: Вертикальное исполнение // Программно-ориентированное исполнение

Рис. 4. Структурная схема алгоритма. Вертикальное исполнение

Овалы в начале и конце блок-схем программно-ориентированного вер-

тикального исполнения (БСА/ВИ, рис. 5) первоначально означали команды

(ручного) пуска и (автоматического) останова в низкоуровневом программи-

ровании (в машинных кодах). В данном отношении эти УГО имели четкий

структурный смысл. С появлением подпрограмм и высокоуровневого про-

граммирования такие овальные обозначения потеряли свое исходное значе-

A11 = Z0Z1Z2Z3

Z0

Вычислить

сумму

v0 = x1 + x2

ВСм

Вычислить

синус

v1 = Sin(v0)

Z1 ВСн

Z2

Вычислить

косинус

v3 = Cos(v0)

ВКс

Z3

Вычислить

произведение

y = v1 * v2

ВПр

A12 = Z0Z2Z1Z3

Z0

Вычислить

сумму

v0 = x1 + x2

ВСм

Вычислить

косинус

v3 = Cos(v0)

Z2 ВСн

Z1

Вычислить

синус

v1 = Sin(v0)

ВКс

Z3

Вычислить


y = v1 * v2

ВПр

Вычислить

косинус

v2 = Cos(v0)

Z2 ВСн

Соединение

(конвергенция)

потоков

A2 = Z0(Z1 || Z2)Z3

Z0

Вычислить

сумму

v0 = x1 + x2

ВСм

Z1

Вычислить

синус

v1 = Sin(v0)

ВКс

Z3

Вычислить


y = v1 * v2

ВПр

Разделение

(дивергенция)

потоков

72

ние, но по традиции продолжают применяться. Появилась традиция вписы-

вать в овалы надписи типа Начало (Begin), Конец (End). Но это уже оболоч-

ковые синтаксические элементы, типа пар скобок в формулах, которым в

графике соответствуют прямоугольные (или другие) блоки (например, рис.

5).

В излагаемой системе анализа такие овалы (рис. 4) не несут структурной

смысловой нагрузки и могут опускаться для упрощения схемных построений

(этот факт отражается изображением овалов пунктиром).

ГТА: Графический текст алгоритма

ССА: Структурная схема алгоритма / КУ: Канал (поток) управления ДСА

ДСА: Детализация схемы алгоритма // НП: Неявный полюсник

ГИ: Горизонтальное исполнение // Аппаратно-ориентированное исполнение


Рис. 5. Структурная схема алгоритма. Горизонтальное исполнение

Z0 Z1 Z2 Z3

A11 = (Z0→(Z1→Z2)→Z3)

A12 = (Z0→(Z2→Z1)→Z3)

Z0 Z2 Z1 Z3

A2 = (Z0→(Z1 || Z2)→Z3)

Z0 Z1

Z2

Z3

A2 = (Z0→(Z1 || Z2)→Z3)

Z0 Z1

Z2

Z3

A11 = (Z0→(Z1→Z2)→Z3)

Z0 Z1 Z2 Z3

A12 = (Z0→(Z2→Z1)→Z3)

Z0 Z2 Z1 Z3

A2 = (Z0→(Z1 || Z2)→Z3)

Z0 Z1

Z2

Z3

A2 = (Z0→(Z1 || Z2)→Z3)

Z0 Z1

Z2

Z3

Узел

конвер-

генции

Узел

дивер-

генции

73

Комбинированные структуры

В предшествующих структурных построениях алгоритмов структурные

формулы и схемы алгоритмов вводятся отдельно для потока данных и потока

управления. Представляет интерес их совмещение в общей комбинированной

структуре алгоритмической системы управления.

Комбинированные структурные формулы

Комбинированные структурные (структурно-функциональные) формулы

алгоритмической системы управления формально получаются

(таблица 6) подстановкой функциональных (в данном случае) операторов по-

тока данных команд вместо операторов потока управления в структурные

формулы потока управления.

Таблица 6. Аналитическая запись структуры алгоритма (посредством форму-

лы)


КУ: Канал (поток) управления + КД: Канал (поток) данных

СФА: Структурная формула алгоритма =

СФФА: Структурно-функциональная формула алгоритма

1) Последовательный вариант алгоритма

// Вырожденная единичная степень параллелизма p = 1

КП: Конкретное представление функций

A11 = (v0=x1+x2) → (v1=Sin(v0)) → (v2=Cos(v0)) → (y =v1*v2)

ОП: Общее (обобщенное) представление функций

A11 = (v0=F0(x1,x2)) → (v1=F1(v0)) → (v2=F2(v0)) → (y=F3(v1,v2))

2) Параллельный вариант алгоритма

// Реальная (минимальная) степень параллелизма p = 2

КП: Конкретное представление функций

A2 = (v0=x1+x2) → ( (v1=Sin(v0)) || (v2=Cos(v0)) ) → (y=v1*v2)

ОП: Общее (обобщенное) представление функций

A2 = (v0=F0(x1,x2)) → ( (v1=F1(v0)) || (v2=F2(v0)) ) → (y=F3(v1,v2))

На самом деле это не подстановка, а наложение операторов потока дан-

ных на (невидимые уже) операторы потока управления:

образуется совмещение (пересечение) двух структур – структуры потока

управления и структуры потока данных (с точками их пересечения на опера-

торах потока управления).

Исходные комбинированные структурные схемы

Комбинированные структурные (структурно-функциональные) формулы

непосредственно отображаются на схемы следующих типов:

рассмотренные ранее вертикальные блок-схемы потока (канала) управле-

ния алгоритмов (ССА = БСА/КУ/ВИ, рис. 4) – со вставками функций;

74

их графическая доработка (рис. 6) – образуется комбинированная блок-

схема системы управления алгоритма

ССА: Структурная схема алгоритма = БСА: Блок-схема алгоритма (ССА = БСА)

КУ: Канал (поток) управления + КД: Канал (поток) данных:

совмещение (пересечение: +) двух структур ВИ: Вертикальное исполнение – по несущей структуре потока управления

ПосАлг: Последовательный алгоритм ПарАлг: Параллельный алгоритм

Рис. 6. Комбинированная схема алгоритма. Фрагментация потока данных

Особенности схем данного типа:

1) Явно видна целостная (связная) опорная или несущая (последователь-

ная или параллельная) структура потока управления:

она просматривается в продольном вертикальном, в данном случае, на-

правлении.

2) Отражаются функциональные компоненты потока данных:

просматриваются в поперечном горизонтальном, в данном случае, на-

правлении.

3) Используются однотипные построения операторов потока данных в

одном направлении (слева направо).

4) Имеет место (двойной и более) повтор обозначений промежуточных

данных операторов потока данных.

5) Выявляется фрагментация структуры потока данных (в комбиниро-

ванных структурных схемах такого типа и структурных формулах):

структура потока данных полностью фрагментирована (на уровне опера-

торов команд);

не видна в явной форме связная общая структура потока данных (она фак-

тически только намечается по операторному составу функций).

Связывание структуры потока данных

Далее (рис. 7) представлена схема с визуальным связыванием операто-

ров потока данных (с возможной их переориентацией по направлению).

A11

+

Sin

Cos

*

x1

x1 v0

v0

v0

y

v1

v2

v1

v2

A2

+

Sin

Cos

*

x1

x1 v0

v0

v0

y

v1

v2

v1

v2

75


Рис. 7. Комбинированная схема алгоритма. Связывание схемы потока данных

Особенности схем такого типа:

1) Явно видна связная опорная (несущая) структура потока управления и

связная, привязанная к ней структура потока данных:

это обеспечивается явными линиями связи одноименных операндов раз-

ных операторов потока данных.

2) Структура потока данных сильно деформирована – в виду использо-

вания поперечного направления операторов потока данных. При этом видны

точки пересечения двух структур (в местах наложения операторов).

2) В схеме сохраняется (двойной и более) повтор УГО промежуточных

данных.

Это недостаток устраняется в следующей схеме (рис. 8).


Рис. 8. Комбинированная схема алгоритма. Упрощение схемы потока данных

A11

+

Sin

Cos

*

x1

x2

y

v0

v1

v2

v0

v0

v1

v2

A2

+

Sin

Cos

*

x1

x2

y

v1

v2

v1

v2

v0

v0

v0

A11

+

Sin

Cos

*

x1

x2 v0

v1

v2

y

A2

+

Sin

Cos

*

x1

x2 v0

v1

v2

y

76

Разделение схем потока управления и потока данных

Рассмотрены схемы пересечения двух структур (с наложением операто-

ров потока данных на операторы потока управления).

Далее (рис. 9) представлены комбинированные схемы с разделением

двух структур. Это конкретная детализация общей концептуальной схемы

алгоритмической системы управления, представленной в предшествующей

статье [1], где выделяются компоненты общей системы управления:

поток (канал) управления или управляющая структура;

поток (канал) данных или управляемая структура (объект управления).

Пунктирные линии (двусторонние стрелки) между операторами двух

разных структур могут условно интерпретироваться следующим образом:

вызовы подпрограмм исполнения операторов потока данных (запуск ко-

манд на исполнение):

из блоков потока управления в блоки потока данных;

возврат из подпрограмм (контроль окончания исполнения команд):

из блоков потока данных в блоки потока управления.

Операторы потока управления имеют связи передачи управления (пере-

ходов) между командами:

простые (двухполюсные) последовательные связи;

сложные (многополюсные) связи разделения (дивергенции) и соединения

(конвергенции) параллельных потоков управления.


КУ: Канал (поток) управления – КД: Канал (поток) данных:

разделение (–) двух структур ПосАлг: Последовательный алгоритм ПарАлг: Параллельный алгоритм

КУ: Канал (поток)


КД: Канал (поток)

данных

КУ: Канал (поток)



данных

Рис. 9. Комбинированная схема алгоритма. Разделение потоков

A11

y

+

Sin

Cos

*

x1 x2

v0

v1 v2

Z0

Z1

Z2

Z3

y

+

Sin

Cos

*

x1 x2

v0

v1 v2

A2

Z0

Z1

Z2

Z3

77


На основе анализа конкретной простой алгоритмической задачи получе-

на дополнительная структурная информация, представляющая собой приме-

ры детализации изложенной в статье [1] концептуальной схемы алгоритми-

ческой системы управления, потока данных и потока управления алгоритма.

Это не вся структурная информация, но она отражает ключевые исходные

аспекты структуризации алгоритмических систем.

В частности систематически представлены разные типы схем для потока

управления и потока данных алгоритмов (по отдельности и в их взаимосвя-

зи), используемые в алгоритмической практике. Существуют и другие типы

схем, которые, так или иначе, сводятся к схемам представленных типов (воз-

можно в некоторой модификации по форме исполнения и с некоторыми до-

полнениями). Актуальной задачей является сравнительный анализ разных

видов алгоритмических схем с целью их взаимного идеологического допол-

нения, унификации, а также исключения их чрезмерного разнообразия (свя-

занного, обычно, со взаимной неосведомленностью представителей разных

направлений алгоритмической визуализации).

Эта информация полезна разработчикам алгоритмов и используется ав-

тором статьи в учебном процессе, в частности, как демонстрационный мате-

риал (к лекциям, практическим и лабораторным занятиям), способствующий

практическому усвоению указанной исходной структурной концепции алго-

ритмических систем управления.

Кроме того, общий (совокупный) материал двух статей обеспечивает

первичную основу для поэтапной формализации структурного описания ал-

горитмических систем управления алгоритмов (и программ).


1. Житников А.П. Потоки управления и потоки данных параллельных (и по-

следовательных) алгоритмов. В данном сборнике, 2013. – 17 с.

2. Житников А.П. Параллельная алгоритмика в массовой информатике и ро-

бототехнике // Современные технологии преподавания естественно-

научных дисциплин в системе общего и профессионального образования.

Сб. матер. Междунар. науч.-практ. форума. – Борисоглебск: БГПИ, 2012.

– С. 52-65. – Режим доступа: http://paralg.ucoz.com/v5-2311-M101-

par_alg_v_mass.mht

3. Житников А.П. Алгоритмический анализ параллельных Scratch-программ

// Современные технологии преподавания естественно-научных дисцип-

лин в системе общего и профессионального образования. Сб. матер. Меж-

дунар. науч.-практ. форума. – Борисоглебск: БГПИ, 2012. – С. 66-79. –

Режим доступа: http://paralg.ucoz.com/v5-2311-M102-alg_analis_Scratch.mht

78

СТРУКТУРНАЯ ФОРМАЛИЗАЦИЯ

ПОТОКОВ УПРАВЛЕНИЯ И ПОТОКОВ ДАННЫХ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ (И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ) АЛГОРИТМОВ



В статьях [1, 2] (в этом сборнике) приводится краткая концепция пото-

ка (структуры) управления и потока (структуры) данных алгоритма в соста-

ве общей алгоритмической системы управления. В данной статье приводят-

ся общие принципы поэтапной формализации описания алгоритмических

систем управления и (представляющих их) алгоритмов, реализующих потен-

циальный (возможный) параллелизм алгоритмических задач. При этом де-

тально определяется первичная общая структурная формализация, и отража-

ются принципы углубления и расширения формализованного описания

структур и их функциональной интерпретации.

В основу излагаемого подхода принимается общая полюсно-

оболочковая методология анализа систем информатики [3] в ее адаптации к

задачам структурного (структурно-функционального) анализа параллельных

(и последовательных) алгоритмических систем информатики.

Исходные положения

Полиморфные структурные построения

Полиморфизм структурных построений означает использование ком-

плекса строго согласованных языков структурного (структурно-

функционального) описания параллельных алгоритмов и систем их реализа-

ции в разных знаковых формах их представления, включая:

структурные (и структурно-функциональные) формулы и схемы анали-

тического (формульного) и схемного (графического) структурного описания

параллельных (и последовательных) алгоритмов в разных грамматических

формах и технических стилях исполнения (рис. 1 – 6, табл. 1 – 4):

это отражение реальных потребностей практической алгоритмизации управ-

ления дискретными процессами в области математических (в частности, вы-

числительных) и, особенно, технических приложений алгоритмов;

псевдокоды параллельных (и последовательных) алгоритмов, формируе-

мые на основе структурных (структурно-функциональных) формул алгорит-

мов (табл. 7), [1]:

это промежуточные формы между алгоритмами и исходными кодами про-

грамм в разных языках программирования;

временные диаграммы (рис. 7), возможны матричные формы и т.п.

Поэтапная формализация

Поэтапная формализация структурного описания означает пошаговое

введение средств формализации с удовлетворительной содержательной смы-

словой интерпретацией формальных построений на каждом шаге:

79

это выполняется в рамках поэтапной концептуальной материализации

конструктивных, но абстрактных формальных построений.

В данной статье решение поставленной задачи отражает описание сле-

дующих компонент указанной полиморфной системы языков:

1) Условные графические обозначения (УГО) и соответствующие им

условные литерные обозначения (УЛО – алфавитно-цифровые и специаль-

ные) – формализация составной лексики языков графического и аналитиче-

ского (формульного) структурного описания алгоритмов:

этот первичная формализация – исходный опорный аспект, который яв-

ляется основным содержанием данной статьи и излагается достаточно под-

робно (рис. 1, таблица 1, рис. 2, рис.3).

2) Принципы поэтапного построения на этой основе и формализации

(полиморфного) синтаксиса этих языков, включая следующие этапы:

а) Базовая формализация – описание синтаксиса базовых алгоритмиче-

ских структур:

двухполюсные постоянные (фиксированные, не переключаемые) структу-

ры, которые в данной статье представлены простыми примерами алгоритмов

(как продолжение анализа простой вычислительной задачи [1, 2]):

A11 = Z0Z1Z2Z3 – линейный последовательный алгоритм;

A2 = Z0(Z1 || Z2)Z3 – структура с наличием участка параллелизма;

это наиболее простые и широко распространенные структуры, представ-

ляющие самостоятельный практический и теоретический интерес и как база

для определения структур всех прочих типов, причем:

на их основе поэтапно решается в исходной форме многоаспектный ком-

плекс вопросов относительно полиморфных структурных построений;

в статьях [4, 5] приводятся принципы синтаксиса базовых структур.

б) Последующая поэтапная формализация параллельных (и, в частности,

последовательных) структур по классификационной системе:

двухполюсные и многополюсные структуры;

постоянные (фиксированные) и переменные (переключаемые и порождае-

мые) структуры;

ациклические и циклические структуры, конвейерные структуры (как осо-

бый вид циклических структур с пересечением интервалов смежных циклов

исполнения алгоритмов);

параллельные структуры со взаимодействием процессов и т.п.

Эти вопросы предварительно кратко отражаются в статьях.

Исходные графические и литерные построения

Аналогии системы управления алгоритма и команды

Алгоритм – это определенное структурное объединение команд, которые

формируют в своей совокупности поток управления и поток данных алго-

ритма в составе общей системы управления алгоритма. Команды алгоритма

имеют свои фрагменты потока управления и потока данных алгоритма в со-

ставе общей системы управления команды.

80

Команды алгоритма удобно интерпретировать как элементарные сис-

темы управления (рис. 1) с типовой структурой, которая в общем случае,

подобно структуре алгоритма, имеет свой поток управления команды и по-

ток данных команды – элементарные сопряженные потоки.

Понятие элементарности

Понятие элементарности – это относительное (реляционное) понятие,

которое отражает неделимость анализируемых сущностей на некотором

(нижнем) уровне их организации в каком-то определенном отношении (хотя

они всегда являются делимыми в некоторых других отношениях):

элементарность системы управления команды означает, что такая система,

содержащая сопряженные потоки управления и данных на своем уровне ие-

рархии, не разлагается далее на составляющие системы управления (со свои-

ми сопряженными потоками управления и данных);

элементарность потока управления и потока данных команды означает их

принадлежность к элементарным системам управления команд.

При этом поток данных команды может иметь произвольную сложность.

Например, функции потока данных отдельных команд могут быть произ-

вольной сложности, то есть не обязательно элементарными. А элементарные

функции программных команд в их высокоуровневом выражении могут быть

представлены достаточно сложными кодами на низком системном уроне реа-

лизации.

Общие схемные представления

Соответственно изложенным выше положениям вводятся (рис. 1) уни-

фицированные схемные представления для систем управления алгоритма и

команды. Их компоненты представляют собой условные графические обо-

значения (УГО) потоков управления и потоков данных и в целом систем

управления алгоритмов и команд.

Используются УГО двух основных видов:

общие блок-схемы алгоритма (БСА) и команды (БСК);

производные от них более компактные и более простые в изображении и

построении штрих-схемы алгоритма (ШСА) и команды (ШСК).

Аналогичным образом вводятся другие виды схем – граф-схемы алго-

ритмов и команд, разные сетевые схемы и т.п. (здесь не приводятся).

При этом для них задаются алфавитно-цифровые обозначения, которые

далее используются для первичного аналитического структурного описания

состава системы управления алгоритма и команды посредством условных

литерных обозначений (УЛО).

Схемы приводятся в двух формах представления (для которых позднее

вводится специальная интерпретация):

ОФ: Графическая оболочковая форма – с внешними контурами прямоуголь-

ных блоков (с графической оболочкой);

БФ: Графическая безоболочковая форма – с удаленными внешними конту-

рами блоков (без графической оболочки).

81

ГТ: Графический текст (алгоритма и команды) // ГЗФ: Графическая знаковая форма

СУ: Система управления = КУ: Канал (поток) управления :: КД: Канал (поток) данных

ССА: Структурная схема алгоритма ССК: Структурная схема команды

ВГ: Векторная (линейная) графика / ДМФ: Двухмерная форма

КСА: Концептуальная схема алгоритма КСК: Концептуальная схема команды

ОФ:

Оболочковая

форма

БФ:

Безоболочковая

форма

ОФ:


форма

БФ:


форма

БСА: Блок-схема алгоритма БСК: Блок-схема команды

ШСА: Штрих-схема алгоритма ШСК: Штрих-схема команды

Рис. 1. Система управления алгоритма и команды. Условные графические обозначения

Условные литерные обозначения операторов алгоритмов

На общей структурной схеме алгоритма (ССА, рис. 1) в разных частных

формах ее представления вводятся индексированные условные литерные

обозначения (УЛО) Ui, Ai, Bi операторов алгоритма.

Определяются следующие УЛО операторов алгоритмов:

1) Общая (составная) система управления:

U(i) = Ui – общий оператор алгоритма.

2) Составляющие компоненты системы управления:

A(i) = Ai – оператор потока (канала) управления алгоритма;

В(i) = Bi – оператор потока (канала) данных алгоритма.

=

Ui = (Ai :: Bi)

::

Ai

Bi

Ui:

Ui = Ai :: Bi

::

Ai

Bi

Ui: =

Ei = (Zi :: Hi)

::

Zi

Hi

Ei:

Ei = Zi :: Hi

::

Zi

Hi

Ei:

= Ui: Ai

Bi

Ai

Bi

Ui:

= Ei: Zi

Hi

Zi

Hi

Ei:

КУ:

Канал управления:

поток управления

КД:

Канал данных:

поток данных

Система управления

алгоритма

Ui СУ


система


система

"::"

Ai УщС

Вi УмС

Система управления

команды

Ei СУ


система


система

"::"

Zi УщС

Hi УмС

82

Условные литерные обозначения операторов команд

На общей структурной схеме команды (ССК, рис. 1) в разных частных

формах представления схемы вводятся индексированные условные литер-

ные обозначения (УЛО) Ei, Zi, Hi операторов команды.

Определяются следующие УЛО операторов команд (по аналогии c УЛО

операторов алгоритма):

1) Элементарная (составная) система управления:

E(i) = Ei – элементарный общий оператор команды алгоритма;

2) Составляющие компоненты элементарной системы управления:

Z(i) = Zi – элементарный оператор потока (канала) управления команды;

H(i) = Hi – элементарный оператор потока (канала) данных команды.

Интерпретации термина "оператор"

Принимаются за основу следующие возможные интерпретации смысла

применения термина "оператор" (в излагаемой системе анализа):

1) Основное значение термина – принимается в рамках концепции мате-

риализации абстрактных теоретико-алгоритмических представлений:

оператор (оператор1) – это некоторый материальный объект, выпол-

няющий определенную операцию (или комплекс операций) с некоторыми

операндами – данными в составе некоторых информационных или матери-

альных потоков:

это исполнитель операции – человек, автомат, их компоненты и т.п.;

при этом (для сведения) для технических приложений принимается

обобщенное понятие данных – информационные, материальные и комбини-

рованные типы данных в составе информационных, материальных и комби-

нированных потоков (в данной статье это активно не используется).

2) Дополнительные распространенные значения термина (по смысловой

смежности с основным значением):

оператор (оператор2) – это некоторое обозначение или описание опе-

рации или объекта (типа оператор1), выполняющего операцию;

в частности, в математике оператор (оператор3) – это может быть неко-

торое специальное (функциональное) отображение (преобразование), за-

данное некоторым определением (описанием):

практически это тоже, что и функция, но в разных традициях применения

терминов "функция" и "оператор" в области разных математических дисцип-

лин – в классическом их абстрагировании от наличия (обобщенных, может

быть) материальных объектов-исполнителей (оператоаров1).

Правила индексации условных литерных обозначений

Принимается упрошенное описание синтаксиса индексированных выра-

жений. Вводятся следующие дополнительные обозначения:

1) L = U, A, B, E, Z, H – обобщенное обозначение корневой (первой)

литеры идентификаторов операторов (список может расширяться).

2) i – индексное выражение, индекс (указатель) операторов:

83

это может быть цифровое, буквенное, буквенно-цифровое выражение,

арифметическое выражение и т.п. (пока строго не регламентируется);

вместо одного символа i для обозначения индексных выражений могут

использоваться общепринятые символы i, j, k, … .

3) L(i) = Li – эквивалентные первичные индексированные обозначения

оператора (с одним индексом). Используется строчный индекс (в записи ин-

дексного выражения в строку) в скобочной и бесскобочной форме записи. В

частности, может быть:

L( ) = L – пустое индексное выражение (индекс отсутствует.

4) L(i) = Li = Li = Li – допустимое расширение индексированных выра-

жений на подстрочные (нижние) и надстрочные (верхние) индексы.

Возможно обобщение на многоиндексные выражения типа:

(L(i))(j) = L(i)(j) = L(i, j) = Li(j) = Lij = Li,j = Lij = Lij = Lij = Li

j = Li

j = … ;

((L(i))(j))(k) = L(i)(j)(k) = L(i, j, k) = Lijk = Li,j,k = Lijk = … .

Дополнительные условия

Принимаются следующие условия:

1) Для верхних и нижних индексов:

они могут применяться, если используемый текстовый редактор имеет та-

кую возможность;

программные редакторы, например, и средства ввода данных в ЭВМ такой

возможности (обычно) не имеют.

2) Для бесскобочных многоиндексных форм типа Lijk, Lijk, Lijk

:

при подстановке частных значений индексов должна обеспечиваться од-

нозначность интерпретации записи (иначе они не допускаются);

например, для числовых индексов однозначность интерпретации обеспе-

чивается при одноразрядных значениях индексов в диапазоне 0..9, при двух-

разрядных значениях индексов в диапазоне 00..99 и т.п.

3) Указанные разные формы индексированных выражений определяются

как эквивалентные, то есть представляющие одни и те же объекты обозначе-

ния, но могут иметь разное дополнительное назначение:

компактность записи с бесскобочными индексами;

компактность и визуальная наглядность записи с верхними и нижними

индексами;

интерпретация скобочных индексов как параметров и т.п.

Общие структурные формулы систем управления

Далее (таблица 1) приводится унифицированное аналитическое описа-

ние общей структуры системы управления алгоритма и команды посредст-

вом общих структурных формул алгоритма (СФА) и команды (СФК):

они представляются в их взаимно-однозначном соответствии с исход-

ными схемными представлениями (рис. 1).

Используются две формы записи формул (таблица 1, рис. 1):

84

ОФ: Скобочная – оболочковая форма структурных формул:

с внешними скобками (со скобочной оболочкой);

БО: Бесскобочная – безоболочковая форма структурных формул:

без внешних скобок (с удаленной скобочной оболочкой).

Они соответствуют оболочковой или безоболочковой форме схемных

представлений (рис. 1):

с наличием и отсутствием внешнего графического блока – графической обо-

лочки.

Предусматриваются две компоновочные формы записи формул:

ОМФ: Одномерная форма записи структурных формул системы управле-

ния алгоритма (СФА/ОМФ) или команды (СФК/ОМФ):

это обычная линейная запись формул в строку (возможна многострочная од-

номерная запись длинных формул – с переносами строк);

ДМФ: Двухмерная форма записи структурных формул системы управле-

ния алгоритма (СФА/ДМФ) или команды (СФК/ДМФ):

это форма, производная от одномерной формы – исходные двухмерные запи-

си в две основные строки с промежуточными строками связи.

Таблица 1. Аналитическое отражение общего состава алгоритма и команды

ЛТ: Литерный текст (алгоритма и команды) // ЛЗФ: Литерная знаковая форма


СФА: Структурная формула алгоритма СФК: Структурная формула команды

ОМФ: Одномерная (линейная) форма / Times

ОФ:


форма

БФ:


форма

ОФ:


форма

БФ:


форма

Ui = (Ai::Bi) = Ai::Bi =

= →Ai→::→Bi→=

= ->Ai->::->Bi-> =

= -Ai-::-Bi-

Ei = (Zi::Hi) = Zi::Hi =

= →Zi→::→Hi→=

= ->Zi->::->Hi-> =

= -Zi-::-Hi-

ДМФ: Двухмерная форма (структурной формулы) / Courier

УПГ: Условная псевдографика (структурной схемы)

ССА: Структурная схема алгоритма =


ССК: Структурная схема команды =

ШСА: Штрих-схема команды

Ui = →Ai→ = →Ai→ = -Ai-

:: ↕ |

→Bi→ →Bi→ -Bi-

Ei = →Zi→ = →Zi→ = -Zi-

:: ↕ |

→Hi→ →Hi→ -Hi-

Псевдографика схемных представлений

Двухмерные структурные формулы (СФА/ДМФ, СФК/ДМФ) одновре-

менно интерпретируются как литерная псевдографика (ЛПГ) структурных

схем алгоритма и команды (таблица 1):

85

двухмерные структурные формулы интерпретируются как двухмерные

структурные схемы;

это, представленное в специфической условной, но достаточно понятной

форме точное отражения двухмерной структуры системы управления:

УПГ: Условная псевдографика (ЛПГ = УПГ).

На этой основе определяется (рис. 2) производная от нее псевдографика

штрих-схем системы управления алгоритма (ССА=ШСА) в разных модифи-

кациях формы представления:

литерная псевдографика (ЛПГ, включая условную псевдографику УПГ) и

геометрическая псевдографика (ГПГ).

Эти определения можно расширить на псевдографику блок-схем алго-

ритмов (ССА = БСА) и другие виды алгоритмических схем (граф-схемы ал-

горитмов и т.п.).

Аналогичным образом могут быть представлены аналогичные формы

псевдографики для схем системы управления команды.


ССА: Структурная схема алгоритма / ДМФ: Двухмерная форма


ПГ: Псевдографика // ММ: Мозаичная модель (линейной графики)

ЛПГ: Литерная псевдографика // ЛММ: Литерная мозаичная модель

Courier: Шрифт типа Courier – с постоянным шагом наборного поля

КПГ: Клавиатурная псевдографика СПГ: Специальная псевдографика

Ui: Ai

----+--->

::

Bi

----+--->

Ui: Ai

────┼───>

↕

Bi

────┼───> // ─ ─ ─ ┼ ─ ─ ─ >

ГПГ: Геометрическая псевдографика

// ГММ: Геометрическая мозаичная модель (векторной графики)


ВС: Видимая сетка (наборного поля) НС: Невидимая сетка (наборного поля)

Рис. 2. Псевдографика общей структурной схемы системы управления алгоритма

Особая роль структурных формул

На данном простом исходном уровне излагаемой системы структурного

анализа намечается следующий общий подход (рис. 2 – рис. 6):

86

предусматривается применение двухмерных структурных формул алго-

ритмов, строго производных от одномерных структурных формул, как шаб-

лонов для построения (двухмерных) схемных графических представлений –

в псевдографике;

далее, на этой основе, строго определяются построения в разных формах

векторной графики (производные от разных форм псевдографики).

При этом возможна строгая формализация и автоматизация преобразо-

ваний структурных формул в структурные схемы разных форм представле-

ния (разные стили исполнения блок-схем, штрих-схем, граф-схем алгоритмов

и команд и т.п. на единой исходной формульной основе).

Кроме того:

одномерные структурные формулы алгоритмов могут использоваться (не-

посредственно или с некоторыми их преобразованиями) как шаблоны для

формирования псевдокодов алгоритмов, ориентированных на синтаксис и

лексику разных языков программирования.

Примеры таких построений приводятся в статьях [4].

Полюсники операторов алгоритма и команды

Явные и неявные полюсники

Любая структура всегда связана с выполнением некоторых функций (не

обязательно математических). Функция – это вид работы или преобразования

(отображения). Для вычислительных задач необходима увязка структурных

представлений алгоритмов с реализуемыми ими вычислительными функция-

ми потока данных. Кроме того может быть необходимо определение и при-

менение (логических) функций потока управления.

С этой цель в рамках полюсно-оболочковой методологии анализа систем

информатики [3] применительно к алгоритмической системе управления и ее

компонентам активно используются понятие полюсника, которое дополняет-

ся следующими понятиями:

явные полюсники (ЯП) и неявные полюсники (НП) алгоритмических систем

управления.

Полюсники – это некоторые объекты с полюсами их внешних и внут-

ренних связей. Полюсы (полюса) – это концы внешних и внутренних (отрез-

ков) связей, оснащенные средствами их сопряжения с образованием узлов

связей и с выполнением, возможно, дополнительных функций.

В частности, полюсы (и узлы связей) могут выполнять функций пред-

ставления значений некоторых данных – переменных. При этом появляются

обозначения полюсов (узлов) именами этих переменных (объекты данных,

связанные, возможно, с функциональными объектами).

Явные полюсники – это полюсники с явным отображением внутренних

полюсов их внешних и внутренних связей:

условно – это так называемые (концептуальные) "белые ящики";

это объекты с прозрачной или снятой оболочкой и отображением их

структуры (содержащей объекты данных и функциональные объекты).

87

Неявные полюсники – это полюсники без явного отображения внутрен-

них полюсов их внешних и внутренних связей. Это объекты, которые содер-

жат (невидимые) внутренние полюсы внутри их непрозрачных оболочек,

представленных блоками блок-схемы:

условно – это так называемые (концептуальные) "черные ящики".

В частности:

принятые за исходную основу структурное описание алгоритмических

систем управления алгоритмов и команд содержит общее представление бло-

ков потока управления и потока данных Ai, Bi, Zi, Hi как неявных полюсни-

ков (рис. 1, таблица 1);

на рис. 4 представлены примеры неявных и явных полюсников в детали-

зации потока управления и потока данных алгоритмов (соответственно).

Модельные реализации алгоритмов

Для обеспечения проблем понимания и объяснения механизмов действия

параллельных (и последовательных) алгоритмов и систем их реализации за-

данными структурами процессов и выполняющих их объектов принимается

следующий двухуровневый модельный подход:

за исходную основу принимаются некоторые теоретические (идеализиро-

ванные) модели аппаратной реализации алгоритмов:

это относительно более простая форма реализации алгоритмов для решения

указанных проблем понимания и объяснения механизмов их действия;

на этой основе вводятся модели программной реализации, точно воспро-

изводящие структуру и функции исходных аппаратных моделей и с отраже-

нием необходимой специфики разных способов и средств программной реа-

лизации алгоритмов.

При этом:

программная реализация алгоритмов является намного более сложной с

точки зрения задачи понимания и объяснений механизмов их действия и

взаимодействия, особенно для параллельных алгоритмов;

одной аппаратной модели в принципе может соответствовать неопреде-

ленно большое множество разных программных моделей, соответствующих

разным парадигмам, методам и конкретным языкам программирования, ме-

тодам реализации языков программирования и т.п.

Для устранения такой большой неопределенности за основу принимает-

ся некоторая одна представительная стандартная форма программной

реализации заданных аппаратных моделей алгоритмов. Остальные возмож-

ные программные модели алгоритмов (принимаемые к разработке) реализу-

ются как строго производные от этой стандартной формы (на основе струк-

турных формул алгоритмов в разных эквивалентных синтаксических формах

представления – инфиксные, префиксные, постфиксные, комбинированные

формы). При этом основным теоретическим средством связи алгоритмов с

исходными кодами действующих моделей программной реализации являют-

ся (модельные) псевдокоды алгоритмов.

88

Модельная аппаратная реализация

Принимается следующая общая модель аппаратной реализации алгорит-

мической системы управления (рис. 3) – задается в рамках указанной ранее

задачи концептуальной материализации абстрактных теоретико-

алгоритмических представлений.

Для двухмерной оболочковой формы схемных представлений (ССА =

БСА/ДМФ/ОФ, ССК = БСК/ДМФ/ОФ) принимается интерпретация схемы

(рис. 3а) как блок-схемы некоторой монтажной платы (в частности, возмож-

но, печатной платы) прямоугольной, как правило, формы. При этом на общей

монтажной плате (1-го монтажного уровня) размещаются блоки структуры

(канала, потока) управления и структуры (канала, потока) данных. Эти блоки

в свою очередь могут быть монтажными платами (печатными платами) сле-

дующего (2-го) монтажного уровня и т.д.

При этом:

оболочковая форма монтажной платы (с внешним прямоугольным бло-

ком) означает наличие прямоугольного коробчатого корпуса (1-го монтажно-

го уровня) – с прозрачной или снятой крышкой корпусного блока;

безоболочковая форма монтажной платы (без внешнего прямоугольного

блока) означает удаление прямоугольного коробчатого корпуса (вместе с его

монтажной платой), причем:

блоки потока управления и потока данных опускаются на общий монтажный

стол (нулевого монтажного уровня) – они не повисают в пустоте.

Трехмерная форма аппаратной модели

Для аппаратной модели структурных схем алгоритмов кроме двухмер-

ной формы (ДМФ) предусматривается (рис. 3б) вспомогательная концепту-

альная трехмерная форма (ТМФ):

блоки потока управления и потока данных размещаются на разных (ус-

ловно) горизонтальных параллельных плоскостях (платах);

парная (прямая и обратная) связь между блоками потока управления и по-

тока данных реализуется по дополнительной (условно) вертикальной оси ко-

ординат.

При этом возможны варианты пространственной компоновки:

блоки потока управления располагаются над блоками потока данных

(Ai(Bi), Zi(Hi), рис. 3в) или, наоборот, блоки потока данных располагаются

над блоками потока управления (Bi(Ai), Hi(Zi), рис. 3в);

в частности, такая интерпретация удобна для схем со взаимно-

перпендикулярным (взаимно "поперечным") отображением связей потоков

управления и потоков данных (рассмотренных в примере [2]):

при подстановке функций операторов потока данных вместо операторов по-

тока управления в структурных (структурно-функциональных) формулах на

самом деле имеет место их некоторое наложение.

89

Возможна интерпретация аппаратной реализации алгоритмической сис-

темы управления (рис. 3г) с двухсторонней общей монтажной (печатной)

платой (нулевого монтажного уровня).

ГТА/К: Графический текст алгоритма / команды // ГЗФ: Графическая знаковая форма

ЛГ: Линейная (векторная) графика


НП: Неявный полюсник – не отражаются явно внутренние полюсы связей операторов

ССА: Структурная схема алгоритма


ССК: Структурная схема команды

БСК: Блок-схема команды

ДМФ: Двухмерная форма: МП: Монтажная (печатная) плата // Вид сверху

ОФ:


форма

БФ:


форма

ОФ:


форма

БФ:


форма

ТМФ: Трехмерная форма

Общий случай – две разные платы //

Упрощенная косоугольная проекция

Совмещение проекций // Вид сверху

Особый частный случай – совмещенная двухсторонняя общая плата // Вид сбоку

Рис. 3. Модели аппаратной реализации системы управления алгоритма и команды

Такие схемные модификации связаны с аспектом видимости или неви-

димости (абстрагирования) разных существующих компонент модели:

в) Аi (Bi)

Bi (Ai)

Zi (Hi)

Hi (Zi)

г)

Ui: Ai

Вi

Ei: Zi

Hi

Bi

Ui: Ai

Hi

Ei: Zi б)

=

Ui = (Ai :: Bi)

::

Ai

Bi

Ui:

Ui = Ai :: Bi

::

Ai

Bi

Ui: =

Ei = (Zi :: Hi)

::

Zi

Hi

Ei:

Ei = Zi :: Hi

::

Zi

Hi

Ei:

а)

90

что-то может быть (абстрактно) невидимо, оно неявно существует, но засло-

няется другими "накладными" компонентами и не пропадает куда-то "просто

так" (своего рода законы сохранения "материи" в разных схемных и соответ-

ствующих им аналитических построениях и преобразованиях).

Иерархии структурных представлений

Блоки потока управления и потока данных могут иметь внутренние со-

ставляющие блоки (с их связями), которые, в свою очередь, могут иметь

внутренние составляющие блоки (с их связями) и т.д.:

возможно образование иерархии вложенности теоретически неограничен-

ных уровней вложенности.

Имеется в виду структурная иерархия – это ([3]) ориентированная по

уровням структурная фрагментация систем с формированием дерева или

сети вложенности (подчиненности) фрагментов состава и структуры разных

сущностей. В общем случае возможны следующие виды иерархии:

однородная или неоднородная иерархия по определенным признакам по-

рождения очередных уровней;

неоднородная иерархия – регулярная или нерегулярная иерархия по

принципам формирования очередных уровней иерархии.

Практическое применение первичной формализации

В данном случае задается однородный (однотипный) исходный общий

состав алгоритмов и алгоритмических систем на всех уровнях иерархии вло-

женности и иерархии подчиненности – от алгоритмов до команд, включая

подалгоритмы на промежуточных уровнях иерархии:

возможно с предельными особенностями иерархических сущностей на пер-

вом и последнем уровне иерархии [3].

Исходным представлением систем управления алгоритмов и команд

являются приведенные выше взаимосвязанные неявные полюсники потока

управления и потока данных. Такое их представление является практически

универсальным (и одинаковым) для разных алгоритмических задач:

все алгоритмические системы (включая последовательные и параллельные

системы) являются однотипными по своему исходному составу:

они включают поток (канал) управления и поток (канал) данных – с возмож-

ными различиями в конкретной прикладной интерпретации;

они могут быть заданы на уровне введенных выше стандартных литерных

и графических обозначений или производных от них обозначений (возможно

с их переопределением и некоторой модификацией).

Далее на этой основе возможна и необходима детализация состава и

структуры потока данных и потока управления.

В программной реализации алгоритмов в общем подходе традиционно

задается функциональная интерпретация для детализации потока данных ал-

горитма и команд – без функциональной интерпретации для детализации по-

тока управления, которая может потребоваться для особых задач. В соответ-

ствующей этому аппаратной модели (рис. 4):

91

детализация потока данных с функциональной интерпретацией представ-

ляется как явный полюсник (ЯП);

детализация потока управления без его функциональной интерпретации

представляется как неявный полюсник (НП).

Далее приводится дополнительный алгоритмический анализ примера

рассмотренной ранее [1, 2] простой вычислительной задачи для демонстра-

ции концепции явных и неявных полюсников.

Пример простой вычислительной задачи

Литерные и схемные структурные представления

Приводится применение аппаратной модели реализации алгоритмов для

рассмотренного ранее примера простой вычислительной алгоритмической

задачи [1, 2] (из комплекта опорных примеров многоаспектного структурного

анализа алгоритмов разных типов и разной сложности).

Задана расчетная формула:

y = F(x) = F(x1, x2) = Sin(x1 + x2) * Cos(x1 +x2).

Необходимо построить разные допустимые алгоритмы пошаговых вы-

числений с учетом наличия потенциального параллелизма задачи.

Для этой формулы вводятся условные литерные обозначения операторов

алгоритма и команд (таблица 2).

Таблица 2. Условные литерные обозначения операторов алгоритма и команд

Функциональная интерпретация операторов потока данных



ООА: Общее обозначение (операторов) алгоритма: Ai, i = 11,12, 2 Исходная упрощенная запись Расширение исходной записи

Ai :: y = Sin(x1+x2)*Cos(x1+x2) Ai :: Bi: y = Sin(x1+x2)*Cos(x1+x2)

СКА: Система (операторов) команд алгоритма: Zi, i = 0..3 Исходная упрощенная записи Расширение исходной записи

Z0 :: v0 = x1 + x2 Z0 :: H0: v0 = x1 + x2

Z1 :: v1 = Sin(v0) Z1 :: H1: v1 = Sin(v0)

Z2 :: v2 = Cos(v0) Z2 :: H2: v2 = Cos(v0)

Z3 :: y = v1 * v2 Z3 :: H3: y = v1 * v2

На основе исходных обозначений строится вспомогательная система

функций в потоке данных команд (таблица 3) – элементарных функций в

данном случае. Как уже отмечалось в статьях [1, 2] система (элементарных)

функций команд в их взаимосвязи по общим переменным задает структуру

потока данных (канала данных) алгоритма.

92

При этом в традиционной записи системы элементарных функций про-

стым списком (таблица 3) структура потока данных явно и наглядно не пред-

ставлена. Ее можно только как-то вообразить по неявным связям одноимен-

ных переменных в составе (элементарных) функций команд.

В ярусно-параллельной форме (таблица 3) уже более наглядно отражает-

ся (начинает "вырисовываться" в целом) структура потока данных. При этом

выявляется наличие параллелизма потока данных, что означает наличие по-

тенциального параллелизма задачи степени 2 (p0 = 2).

Таблица 3. Системы элементарных функций потока данных

Традиционная форма записи Ярусно-параллельная форма записи

H0: v0 = x1 + x2

H1: v1 = Sin(v0)

H2: v2 = Cos(v0)

H3: y = v1 * v2

H0: v0 = x1 + x2

H1: v1 = Sin(v0) H2: v2 = Cos(v0)

H3: y = v1 * v2

В графической форме представления потока данных (рис. 4) наличие па-

раллелизма потока (канала) управления отражается явно. Причем эта струк-

тура является общей для любых вариантов реализации (или не реализации)

потенциального параллелизма задачи.

На основе анализа потока данных определяются (таблица 4) структурные

формулы потока управления для разных частных алгоритмов последователь-

ного A11, A12 и параллельного A2 выполнения счета.

Таблица 4. Структурная формула потока управления


КУ: Канал (поток) управления // Поток исполнения

СФА: Структурная формула алгоритма

Последовательный алгоритм A11 – вырожденный параллелизм степени p = 1 < p0 = 2

A11 = (Z0Z1Z2 Z3) = Z0Z1Z2Z3 =

= Z0–>Z1–>Z2–>Z3 = Z0–Z1–Z2–Z3 = Z0Z1Z2Z3

Последовательный алгоритм A12 – вырожденный параллелизм степени p = 1 < p0 = 2

A12 = (Z0Z2Z1Z3) = Z0Z2Z1Z3 =

= Z0–>Z2–>Z1–>Z3 = Z0–Z2–Z1–Z3 = Z0Z2Z1Z3

Параллельный алгоритм A2 – реальныq параллелизмом степени p = p0 = 2

A2 = (Z0(Z1 || Z2)Z3) = Z0(Z1 || Z2)Z3 =

= Z0–>(Z1 || Z2)–>Z3 = Z0–(Z1 || Z2)–Z3 =

= Z0(Z1 || Z2)Z3 = Z0(Z1||Z2)Z3

93

Структурным формулам потока управления частных алгоритмов соот-

ветствуют структурные схемы потока (канала) управления (рис. 4).

При этом в модельной аппаратной реализации алгоритмов (рис. 4):

операторам Z0..Z3 потока управления команд соответствуют модули по-

тока управления, представленные как неявные полюсники:

без отражения их внутреннего состава и полюсов связи;

операторам H0..H3 потока данных команд соответствуют модули потока

данных, представленные как явные полюсники:

с отражением их внутреннего состава, включая полюсы связей.


КУ: Канал (поток) управления – КД: Канал (поток) данных:

разделение (–) двух структур Последовательный алгоритм A11 Параллельный алгоритм A2

U11 = A11 :: B11 = A11 :: B // B11 = B U2 = A2 :: B2 = A2 :: B // B2 = B

КУ: Канал

(поток)


A11


данных

B11 = B

КУ: Канал

(поток)


A2


данных

B2 = B

НП:

Неявный

полюсник

ЯП:

Явный полюсник

НП:

Неявный

полюсник

ЯП:

Явный полюсник

Рис. 4. Комбинированная схема алгоритма. Разделение потоков

+

Sin

*

x1

v0

v0

v1

v1

y

Cos

x2

v0

v2

v2

H0

H1 H2

H3

A11

Z0

Z1

Z2

Z3

+

Sin

*

x1

v0

v0

v1

v1

y

Cos

x2

v0

v2

v2

H0

H1 H2

H3

A2

Z0

Z1

Z2

Z3

#

o o = &

94

Уточнение структурной формулы параллельного алгоритма

На схемах (рис. 4) в цепи потока управления для модели аппаратной

реализации параллельного алгоритма A2 показаны два вспомогательных

(служебных) модуля организации параллельных потоков:

1) # – вилка (fork), узел вилки, выполняющий функцию разделения (ди-

вергенции) потока управления (на два параллельных потока):

он выполняет функцию множественного логического повторителя (про-

стого размножения сигнала передачи управления);

2) o – сборка (join), узел сборки, выполняющий функцию соединения

(конвергенции) потоков управления:

в общем случае объединение может быть по функции конъюнкции o = &

(логической операции И), по функции дизъюнкции o = V (логической опера-

ции Или) или по другим логическим функциям;

в данном случае используется объединение по конъюнкции & – сигнал

передачи управления на выходе данного модуля появляется при наличии

сигналов передачи управления на двух его входах, что означает (в данном

случае) составное высказывание типа:

(была) выполнена команда Z1 И (была) выполнена команда Z2.

В данной параллельной структуре потоку управления используется пар-

ная операция параллельного объединения операторов:

|| = #o = #&.

Соответственно этому уточняется структурная формула потока управле-

ния для частного алгоритма A2 (Таблица 4).

При этом последний вариант записи структурной формулы в двухмерной

форме (СФА/ДМФ) является условной псевдографикой (УПГ) структурной

схемы алгоритма (ССА/ УПГ, рис. 4). Она представляет собой исходную раз-

новидность литерной псевдографики (ЛПГ).

Таблица 4. Алгоритм A2. Формы записи структурной формулы

СФА: Структурная формула алгоритма / КУ: Канал (поток) управления

ОМФ: Одномерная форма // Times

Варианты записи Синтаксическая

форма записи

A2 = Z0(Z1 || Z2)Z3 =

= Z0(Z1 #o Z2)Z3 =

ИнФ:

Инфиксная форма

= Z0 #(Z1, Z2)o Z3 =

= Z0 #(Z1, Z2)& Z3 // o = &

ИнПрПоФ:

Инфиксно-префиксно-

постфиксная форма

ДМФ: Двухмерная форма (СФА / ДМФ) // Courier

ССА: Структурная схема алгоритма / УПГ: Условная псевдографика

A2 = Z0→#(Z1,Z2)&→Z3 = Z0→#(Z1Z2)&→Z3 =

= Z0→#(Z1)&→Z3 = Z0→#|→Z1→|&→Z3 = Z0-#|-Z1-|&-Z3

(Z2) |→Z2→| |-Z2-|

95

Модельная литерная и геометрическая псевдографика

Далее приводятся разные варианты литерной (ЛПГ) и геометрической

(ГПГ) псевдографики для потока управления алгоритма A2 (рис. 5).

На основе псевдографики (разных форм исполнения) определяются мо-

дели автоматизации графических построений для структурных схем потока

управления параллельных (и последовательных) алгоритмов в векторной

графике (ВГ).


ПГ: Псевдографика (схемных построений)

Последовательный алгоритма A11 Параллельный алгоритм A2

ЛПГ: Литерная псевдографика

УПГ: Условная псевдографика // Формула в качестве псевдографики

A11 = Z0→Z1→Z2→Z3 =

= →Z0→Z1→Z2→Z3→ =

= ->Z0->Z1->Z2->Z3-> =

= -Z0-Z1-Z2-Z3->

A2 = Z0→#|→Z1→|&→Z3

|→Z2→|

A2 = -Z0-#|-Z1-|&-Z3->

|-Z2-|

КПГ: Клавиатурная псевдографика

A11: Z0 Z1 Z2 Z3

-----+--+--+--+--->

A2: Z0 # Z1 & Z3

----+--|-+--|-+--->

| Z2 |

|-+--|

CПГ: Специальная псевдографика

A11: Z0 Z1 Z2 Z3

─────┼──┼──┼──┼───>

// ─ ┼ ─

A2: Z0 # Z1 & Z3

────┼──┼─┼──┼─┼───>

│ Z2 │

├─┼──┤ // ├ ─ ┼ ─ ─ ┤

ГПГ: Геометрическая псевдографика

ВС: Видимая сетка наборного поля НС: Невидимая сетка наборного поля

Рис. 5. Псевдографика структурных схем потока управления

Векторная графика структурных построений

Примеры автоматизации схемных построений потоков управления для

базовых структур в векторной графике представлены в статьях [4, 5] (с обо-

лочками и без оболочек) и на рис. 6 для параллельного алгоритма A2.

Далее (рис. 7) приводится пример временной диаграммы исполнения па-

раллельного алгоритма A2 в автоматизированном построении в векторной

96

графике. Она изоморфна структурной схеме потока данных (рис. 6) и ее

структурной формуле.

По своему существу – это особая структурная схема дискретного про-

цесса с наличием масштабирования по заданной длительности команд:

mz0 = 5, mz1 = 15, mz2 = 20, mz3 = 5 (условных единиц времени).


ВГ: Векторная графика – линейная техника схемных построений


ОФ: Оболочковая форма


БО: Безоболочковая форма

A2 = (Z0-#(Z1,Z2)&-Z3) A2 = Z0-#Z1,Z2&-Z3

Рис. 6. Векторная графика параллельной схемы потока управления A2

ДИА: Диаграмма исполнения алгоритма

ВГ: Векторная графика / ГИ: Горизонтальное исполнение

ЛВД: Линейная временная диаграмма

// Типа: Ленточная диаграмма Ганта

СВД: Сетевая временная диаграмма

// Ручная доработка ЛВД

Рис. 7. Временные диаграммы параллельного алгоритма A2

Длительность (цикла) исполнения алгоритма

Для двухполюсных структур используется способ сетевых расчетов по

длительности исполнения алгоритмов на основе СФА. Например:

РДА: Расчет длительности (исполнения) алгоритма:

ШФР: Шаблон формулы расчета = СФА: Структурная формула алгоритма

ИнПрФ: Инфиксно-префиксная форма

A2 = (Z0 (Z1 #& Z2) Z3) = Z0 #&(Z1, Z2) Z3

ФРД: Формула расчета длительности (на основе ИнПрФ)

ma2 = mz0 + Max(mz1, mz2) + mz3 = 5 + Max(15, 20) + 5 = 30.

РП: Резервы процессов (простои) на параллельном участке:

rzi = Max(i) – mzi: rz1 = 20 –15 = 5, rz2 = 20 – 20 = 0.

&

# mz0

mz1 mz2

mz3 ma2

97

Работа представленных моделей аппаратной реализации алгоритмов

Рассматриваются конкретные модели аппаратной реализации последова-

тельного алгоритма A11 и параллельного алгоритма A2 (рис. 4) с дополни-

тельными вариантами схемных представлений (рис. 5, рис. 6).

Модули Z0..Z3 потока управления:

поочередно выполняют индивидуальные модульные циклы управления

модулями H0..H3 потока данных;

поочередно передают управление друг другу (после завершения своего

цикла управления):

в определенном последовательном или параллельном порядке по связям пе-

реходов или передачи управления между ними по структуре потока управле-

ния (сверху вниз на рис. 4).

Циклы управления модулей потока управления включают в себя с об-

щем случае следующие функции:

запуск модулей потока данных на выполнение их модульных циклов об-

работки данных – выдача сигнала команды на запуск по прямой связи;

контроль окончания отработки циклов по обратной связи – прием сигна-

ла окончания выполнения команды по обратной связи (в простейшем случае

это может отсутствовать для моделирования команд на низком системном

уровне);

передачу параметров (в данном случае параметров нет).

Модули H0..H3 потока данных включают в себя:

объекты данных (x1, x2, v0..v2, y), представляющие собой многоразряд-

ные (в общем случае) регистры данных, именованных переменными:

это статусные объекты (в терминологии полюсно-оболочковой методологии

анализа систем информатики [3]) – оболочковые объекты с переменным со-

держанием или значением переменных (с переменным статусом);

функциональные объекты (в терминологии полюсно-оболочковой мето-

дологии [3]) – функциональные преобразователи содержания объектов дан-

ных (значений переменных) согласно определенным функциям;

встроенный управляющий автомат для управления циклом обработки

данных (на схемах модулей потоков данных не показан):

управляющий автомат может быть реализован аппаратно (непосредственно)

или на микропрограммной основе (с аппаратной поддержкой).

Циклы обработки данных модулей потока данных включают в себя сле-

дующие функции (выполняемые под управлением их автоматов):

прием сигнала команды на исполнения цикла обработки (возможно с па-

раметрами) – по прямой связи от модуля потока управления;

выполнение обработки данных включая:

считывание входных данных в функциональные объекты;

преобразование значений данных;

запись результатов в выходные объекты данных;

выдачу сигнала окончания выполнения команды – по обратной связи в

модуль потока управления.

98

Программные модели алгоритмов

Аппаратные модели рассмотренного типа достаточно точно отражают

работу программной модели реализации алгоритмов следующего типа (в ее

представлении модельными псевдокодами алгоритма):

вся обработка данных переносится в подалгоритмы (подпрограммы), ко-

торые в общей массе (таблица 5) образуют общий поток данных алгоритма

(программы), причем:

в подалгоритмах (подпрограммах) возможна аналогичная организация пото-

ков управления промежуточных уровней и подуровней;

поток управления верхнего уровня программы (таблица 6) содержит толь-

ко управляющие операторы (остается "чистая" структура управления):

команды вызова подпрограмм (возможно с передачей параметров), операто-

ры ветвления и циклов, операторы распараллеливания потоков и т.п.

В данном случае подпрограммы потока управления:

представлены типовыми короткими (теоретическими) индексированными

именами (идентификаторами) H0..H3, которые могут быть заменены любыми

другими подходящими именами (идентификаторами);

включают в себя по одному элементарному оператору.

Но в общем случае они могут включать сложные тексты подалгоритмов

с любыми (элементарными и неэлементарными) операторами.

Таблица 5. Псевдокоды подалгоритмов потока данных (алгоритмов A11, A12, A2)

Латиница Кириллица

alg H0:

begin

v0 : = x1 + x2

end

алг H0:

нач

v0 : = x1 + x2

кон

alg H1:

begin

v1 : = sin(v0)

end

алг H1:

нач

v1 : = sin(v0)

кон

alg H2:

begin

v2 : = sin(v0)

end

алг H2:

нач

v2 : = sin(v0)

кон

alg H3:

begin

v2 : =v1 + v2

end

алг H3:

нач

v2 : =v1 + v2

кон

99

Таблица 6. Модельный псевдокод потока управления алгоритма A2


ШПК: Шаблон псевдокода = СФА: Структурная формула алгоритма

ИнПрФ: Инфиксно-префиксная форма

A2 = (Z0(Z1 || Z2)Z3) = (Z0||(Z1, Z2)Z3) = (Z0#&(Z1, Z2)Z3)

ПКА: Псевдокод алгоритма / Латиница

alg A2: begin H0 par begin H1, H2 end H3 end


ШПК: Шаблон псевдокода ПКА: Псевдокод алгоритма

Этап 1 Этап 2 Этап 3 Латиница Кириллица

A2

=

(

Z0

||

(

Z1

,

Z2

)

Z3

)

A2 =

(

Z0

||

(

Z1,

Z2

)

Z3

)

A2 =

(

| Z0

| || // || = #&

| (

| | Z1,

| | Z2

| )

| Z3

)

alg A2:

begin

Н0;

par // par_and

begin

H1,

H2

end;

H3

end

алг A2:

нач

H0;

пар // пар_и

нач

H1,

H2

кон;

H3

кон

Замена обозначений (ШПК→ПКА) очевидна в прямом (в частности, в

построчном) соответствии используемой символики. Двоеточие в заголовке

алгоритма можно опускать, но оно подразумевается как знак отношения обо-

значения: выражение слева обозначает выражение справа.


Кратко изложена (в обзорном порядке) ключевая исходная многоаспект-

ная концепция формализации описания потоков управления и потоков дан-

ных для базовых структур параллельных (и последовательных) алгоритмов.

Она имеет продолжение на последующие этапы формализации, кратко отме-

ченные в начале данной статьи.

Все это используется (и формируется) в учебном процессе технического

вуза в режиме ранней начальной подготовки в области основ параллельной

алгоритмики и параллельного программирования:

по возможности с начала первого курса, а не с четвертого курса и позднее.

Опубликованные материалы автора по данной тематике размещаются по

мере готовности на сайте:

paralg.ucoz.com (paralg1000.narod.ru): Параллельные алгоритмы и логика.

Предусматривается общая систематизация опубликованных и неопубли-

кованных разработок автора по разным вопросам. В частности, актуальной

заключительной задачей является алгоритмическая классификационная

100

систематизация разных методов и средств так называемой синхронизации

данных и синхронизации процессов в программировании.

При этом в учебно-методических целях (и, вообще, в методологическом

плане) необходимо корректное разрешение неясностей и смысловой путани-

цы с применением термина "синхронизация". Он в переводе с греческого

языка имеет смысл типа: "обеспечение одновременности (совпадения сущ-

ностей во времени по определенным параметрам и аспектам)", но может ис-

пользоваться в прямо противоположном смысле типа:

взаимное исключение (mutual exclusion) одновременности доступа двух или

более процессов к общим данным и, вообще, к общим ресурсам.

Например, необходима синхронизация "наоборот" типа исключение од-

новременной записи двух и более процессов в общие массивы данных. В то

же время одновременное чтение данных вполне допустимо (если оно может

быть реализовано).

Проблемы исключающей синхронизации необходимо выносить именно

в конец цикла обучения (или, возможно, несколько ранее). А вначале объек-

тивно существует обширное беспроблемное в данном отношении (или ус-

ловно беспроблемное) общее поле структурной алгоритмики, освоив которое

можно успешно наращивать специальную проблематику. Поэтому нецелесо-

образно начинать "параллельное" обучение, сразу нагружая неподготовлен-

ную аудиторию скучным и плохо понятным ей словесным разбором возмож-

ных вариантов последствий типа:

что будет, если два процесса будут одновременно пытаться сложить +1 и

–1 с общей переменной x = 2 с выводом на печать, и сходу начинать "рабо-

тать по синхронизации" (когда еще не изучены общие вопросы).


1. Житников А.П. Потоки управления и потоки данных параллельных (и по-

следовательных) алгоритмов. В данном сборнике. 2013. – 17 с.

2. Житников А.П. Структурный алгоритмический анализ простой вычисли-

тельной задачи. В данном сборнике, 2013. – 16 с.

3. Зверев Г.Н. Теоретическая информатика и ее основания. В 2 т. Т. 1. – М.:

Физматлит, 2007. – 592 с. Т. 2. – М.: Физматлит, 2009. – 576 с.

4. Житников В.П., Шерыхалина Н.М., Житников А.П. Программно-

методический комплекс "Параллельные алгоритмы и программы". // Вы-

сокопроизводительные вычислительные ресурсы России: состояние и

перспективы развития. – Уфа: УГАТУ, 2003. – С. 151-161. – Режим досту-

па: http://paralg.ucoz.com/v5-2311-M201-PMK_paralg.mht

5. Житников А.П. Базовая структурная семантика параллельных алгоритмов.

// Принятие решений в условиях неопределенности: Межвуз. научн. сб. –

Уфа: УГАТУ, 2008. – С. 41-50. – Режим доступа: http://paralg.ucoz.com/v5-

2311-M202_struk_sem.mht

101

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОБЛЕМНОГО

ОБУЧЕНИЯ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ

Леликова А.В., Марченко Н.Н.


В условиях изменения целей школьного образования на первый план

выдвигается разностороннее развитие личности обучающегося, в том числе

его способностей самостоятельно мыслить, проявлять элементы творчества.

Модернизация целей образования приводит к пересмотру приемов, методов,

технологий обучения. Одной из современных технологий обучения является

проблемное обучение, под которым обычно понимается такая организация

учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя

проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся

по их разрешению.

Если при традиционном обучении учитель излагает теоретические по-

ложения в готовом виде, то при проблемном обучении он подводит школь-

ников к противоречию и предлагает им самим найти способ его решения,

сталкивает противоречия практической деятельности, излагает различные

точки зрения на один и тот же вопрос [3].

При реализации проблемного обучения используют различные типы

проблемных ситуаций. Возьмем за основу типологию проблемных ситуаций,

предложенную Кудрявцевым Т.В. [2] и дополним ее с учетом специфики

школьного курса информатики.

1. Проблемная ситуация создается тогда, когда обнаруживается не-

соответствие между имеющимися уже системами знаний у учащихся и но-

выми требованиями.

2. Проблемные ситуации возникают при необходимости многооб-

разного выбора из систем имеющихся знаний единственно необходимой сис-

темы, использование которой только и может обеспечить правильное реше-

ние предложенной проблемной задачи.

3. Проблемные ситуации возникают перед учащимися тогда, когда

они сталкиваются с новыми практическими условиями использования уже

имеющихся знаний, когда имеет место поиск путей применения знаний на

практике.

4. Проблемная ситуация возникает в том случае, если имеется про-

тиворечие между теоретически возможным путем решения задачи и практи-

ческой неосуществимостью или нецелесообразностью избранного способа, а

также между практически достигнутым результатом выполнения задания и

отсутствием теоретического обоснования.

5. Проблемная ситуация возникает перед учащимися тогда, когда

им необходимо выбрать программное средство для оптимального решения

задачи.

Для создания проблемной ситуации, по мнению Матюшкина А.М., пе-

ред учащимся должно быть поставлено такое практическое или теоретиче-

ское задание, при выполнении которого он должен открыть подлежащие ус-

102

воению новые знания или действия; предлагаемое ученику проблемное зада-

ние должно соответствовать его интеллектуальным возможностям; в качест-

ве проблемных заданий могут служить: а) учебные задачи; б) вопросы; в)

практические задания и т.п.; одна и та же проблемная ситуация может быть

вызвана различными типами заданий; возникшую проблемную ситуацию

должен формулировать учитель путем указания ученику на причины невы-

полнения им поставленного практического учебного задания или невозмож-

ности объяснить им те или иные продемонстрированные факты [3].

Рассмотрим реализацию приемов технологии проблемного обучения на

примере урока информатики по теме «Электронные таблицы. Абсолютная

адресация».

Цель применения проблемной ситуации в учебном процессе нау-

чить школьников использовать абсолютные ссылки в электронных таблицах

для решения задач из разных сфер человеческой деятельности, анализировать

информацию.

Результат решения проблемы уметь решать задачи в электронных

таблицах с использованием относительной и абсолютной адресации.

Постановка проблемы

В туристическом агентстве стоимость путевок указана в долларах. Вася

Петров решил отправиться в путешествие. Но столкнулся с проблемой. Он не

знает, сколько будет стоить туристическая путевка в рублях. Вам необходи-

мо помочь Васе и рассчитать стоимость туристических путевок в рублях по

цене, указанной в долларах, и по курсу доллара. Все цены представлены в

следующей таблице:

А В С

1 Курс доллара: 32,26 рублей

2 Страна Цена в долларах Цена в рублях

3 Англия 236

4 Болгария 178

5 Германия 185

6 Италия 259

Учитель обсуждает с обучающимися, как рассчитать стоимость путев-

ки в рублях. Они приходят к следующему решению: необходимо умножить

стоимость путевки в долларах на курс доллара в рублях. Школьники (по ана-

логии с предыдущими задачами с относительными ссылками) заносят фор-

мулу =В3*В1, а затем копируют ее в остальные ячейки. Обучающиеся видят,

что в ячейке С4 находится #ЗНАЧ!. Возникает вопрос как исправить форму-

лу, чтобы получить верные расчеты?

Ход решения проблемы

1. Учитель спрашивает у учеников, почему так произошло? Учени-

ки приходят к выводу, что при копировании формулы в другие ячейки изме-

няется значение ссылки с ячейки В1 на ячейки, расположенные ниже. Возни-

103

кает вопрос как сделать ссылку на ячейку В1 постоянной, т.е. закрепить ее?

Учитель знакомит учеников с новой темой «Абсолютная адресация».

2. Составление плана решения проблемы:

изучить применение абсолютной ссылки для закрепления все-

го адреса;

изучить применение абсолютной ссылки для закрепления но-

мера столбца;

изучить применение абсолютной ссылки для закрепления но-

мера строки;

выполнить предложенное задание.

3. Изучение работы абсолютной ссылки.

4. Выполнение задания по заполнению таблицы.

5. Проверка решения проблемы и анализ результатов.

Рассмотрим пример применения технологии проблемного обучения

при изучении темы «Алгоритмическая структура ветвления».

Цель применения проблемной ситуации в учебном процессе: нау-

чить школьников использовать алгоритмическую структуру ветвление для

решения задач.

Результат решения проблемы уметь решать задачи с помощью алго-

ритмической структуры ветвления.

Постановка проблемы

В начале урока дается задание практического характера: нужно напи-

сать программу для вычисления значения функции 2xy для x, вводимого с

клавиатуры. При выполнении задания у учащихся не возникнет никаких про-

блем.

Затем предлагается задача на вычисление значения функции xy , при

x = 4, x = 9, x = - 16.

Ход решения проблемы

1. Для варианта, где x = - 16, программа выдаст ошибку. Обсуждая

проблемную ситуацию, приходят к выводу, что нужно вводить с клавиатуры

значение x непременно большее 0, но этот довод не принимается, так как в

условии было сказано, что x – любое число.

2. Составление плана решения проблемы:

изучить с помощью, каких операторов описывается алгорит-

мическая структура ветвления.

выполнить предложенное задание.

3. Изучение оператора алгоритма ветвления.

4. Выполнение задания по решению задачи.

5. Проверка решения проблемы и анализ результатов.

Несмотря на совершенно явные достоинства проблемного обучения

перед традиционным, ни на каком этапе школьное обучение не может стро-

иться целиком как проблемное. Для этого потребовалось бы много времени,

намного больше, чем возможно выделить на обучение. Более того, «переот-

крытие» всего программного содержания в процессе обучения привело бы к

104

обеднению этого процесса (например, в выработке навыков самостоятельной

работы с книгой, усвоения материала, и др.) [1].

Поэтому возникает педагогическая проблема отбора фрагментов

школьного курса (отдельных разделов, тем, пунктов) для осуществления

проблемного обучения. Этот отбор требует проведения логико-

дидактического анализа учебного материала, выяснения возможности поста-

новки основных или других типов проблем, их эффективности в достижении

целей обучения. Во многом это зависит и от конкретных условий работы в

том или ином классе.


1. Арапов К. А. Проблемное обучение как средство развития интеллектуаль-

ной сферы школьников / К. А. Арапов, Г. Г. Рахматуллина // Молодой

ученый, 2012. – №8. – с. 290-294.

2. Кудрявцев Т. В. Проблемное обучение понятие и содержание. Итоги дис-

куссии и пути дальнейшей работы // Вестн. высшей школы, 1984 – № 4. –

с. 27-33.

3. Развитие творческой активности школьников / Под ред. А.М. Матюшки-

на. М.: Педагогика - 1991.

4. Электронный учебник «Педагогическая психология» – Режим доступа:

http://imp.rudn.ru/psychology/pedagogical_psychology/8.html#8.2.2

5. RusEdu информационные технологии в образовании. – Режим доступа:

http://www.rusedu.info/Article982.html

ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ В КУРСЕ ИНФОРМАТИКИ

Ляхова Т.С.


На основе изучения различной методики преподавания при написании

ВКР сделан вывод, что применение традиционных методов обучения инфор-

матики не всегда достаточно для качественного усвоения учебного материа-

ла, большинством учеников. Поэтому приходится искать новые методы,

средства и технологии обучения. Одна из таких эффективных технологий

обучения – это проблемное обучение.

Суть проблемной интерпретации учебного материала состоит в том,

что учитель не сообщает знаний в готовом виде, но ставит перед учащимися

проблемные задачи, побуждая искать пути и средства их решения. Проблема

сама прокладывает путь к новым знаниям и способам действия.

Эффективнее будет применить элемент такого обучения на определён-

ном этапе занятия.

Применение проблемной ситуации было апробировано на уроке по те-

ме «Устройство компьютера».

1. Проблемность учебной ситуации при объяснении нового мате-

риала по данной теме заключается в том, что решение практической задачи

противоречит той части теории, которую знают учащиеся, и решение этой

проблемы приводит учеников к новым знаниям.

http://www.rusedu.info/Article982.html

105

2. Проблемная ситуация с затруднением в решении поставленной

задачи выглядит так: в теоретическом разделе сформулировано, что размер-

ность шины адреса определяется в битах. Если данные условия перевести в

биты, то размер адресуемой памяти 2048 бит (8*256). Применяя формулу

, получим . Следовательно, разрядность шины равна 11 би-

там, т.е. теория противоречит решению задач.

3. Этот этап – диалог по поиску решения проблемы. Для того чтобы

разрешить противоречие, учащимся нужно ответить на несколько вопросов:

Вспомните, чему должна быть кратна разрядность шины адреса?

Правильно, 8. Но это положение не является аксиомой.

А чему равна разрядность шины адреса в первом компьютере IBM?

Да, 7 битам, но называли это 1 байтом

Как вы думаете, при разработке программ обработки данных учи-

тываются ли команды обработки данных? Нет, команды обработки данных

не учитываются.

4. Учащиеся должны на основе всех вопросов и выводов сформули-

ровать окончательное решение.

Так как же мы решили эту проблему? По шине данных может переда-

ваться не только информация подлежащая обработке, но и информация о ко-

мандах обработки данных, под которые должна отводиться память. Так если

разрядность шины данных равна 16 битам, то обрабатываемая информация

может занимать 11 битов, а информация о командах обработки данных – 5

битов. При разработке программ обработки данных часто не учитываются

команды обработки данных. Поэтому найденный ответ не содержит проти-

воречий. В этом и заключается разрешение проблемной ситуации.

При исследовании темы «Устройство компьютера» была рассмотрена

реализация проблемной ситуации. При прохождении практики в школе дан-

ный приём был апробирован при объяснении нового материала по теме

«Устройство компьютера». Было замечено, что дети при поставленной задаче

включились в урок, вели себя активнее, и когда пришлось решать новые за-

дачи, требующие от учеников переноса полученных знаний, умений и навы-

ков, работа в классе стала намного быстрее. Поэтому при анализе предостав-

ленной схемы проведения этапа проблемного урока можно подтвердить, что

применение проблемной ситуации на уроке по теме «Устройство компьюте-

ра», на изучение которой отводиться 1 час в учебнике Угринович Н.Д. за 8

класс будет эффективно.


1. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Учебник для 8 класса. – М.:Бином,

2012.

2. http://festival.1september.ru/ - Фестиваль пед.идей «Открытый урок»;

3. http://it-n.ru/ - сеть творческих учителей;

4. http://www.rusedu.ru/ - архив учебных программ и презентаций;

5. http://www.uroki.net/ - всё для учителя.

http://festival.1september.ru/

http://it-n.ru/

http://www.rusedu.ru/

http://www.uroki.net/

106

РЕШЕНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ НА ЯЗЫКЕ

ПРОГРАММИРОВАНИЯ ПРОЛОГ

Полуянова С.В.


На данный момент раздел искусственного интеллекта не входит в Фе-

деральный государственный образовательный стандарт для общеобразова-

тельной школы, по этой причине данная тема исчезла из учебников информа-

тики, входящих в Федеральный перечень. Однако искусственный интеллект

является одним из наиболее перспективных разделов информатики, и даль-

нейшее развитие этого школьного предмета, скорее всего, будет связано с

расширением именно рассматриваемого нами раздела. Пока же рассмотрение

вопросов искусственного интеллекта может носить ознакомительный харак-

тер, например, в рамках элективного курса.

В одной из тем раздела рассматриваются различные модели представ-

лений знаний, и в качестве примера логической модели, изучается язык логи-

ческого программирования Пролог. Рассмотрим, как с помощью Пролога

можно решить логические задачи, которые учащиеся уже научились решать в

курсе информатики при изучении раздела «Основы логики».

Задача. Беседуют трое друзей: Белокуров, Рыжов и Чернов. Брюнет

сказал Белокурову: «Любопытно, что один из нас блондин, другой – брюнет,

а третий – рыжий, но ни у кого цвет волос не соответствует фамилии». Какой

цвет волос у каждого из друзей?

Традиционным способом задача решается заполнением таблицы. По

условию задачи Белокуров не блондин, Рыжов не рыжий, Чернов не брюнет.

Это позволяет поставить символ «–» в соответствующих клетках.

Белокуров Рыжов Чернов

блондин –

брюнет –

рыжий –

Фраза: «Брюнет сказал Белокурову», говорит о том, что Белокуров не

брюнет, и так как он еще и не блондин, следовательно, он – рыжий. Между

множеством фамилий друзей и множеством цветов волос должно быть уста-

новлено взаимнооднозначное соответствие. Поэтому определяем цвет волос

сначала у Белокурова, затем у Чернова и, наконец, у Рыжова. В соответст-

вующих клетках проставляем знак «+». В каждой строке и каждом столбце

должен быть только один такой знак.

Белокуров Рыжов Чернов

блондин – – +

брюнет – + –

рыжий + – –

107

Программа на Прологе будет выглядеть следующим образом: PREDICATES

фамилия(string)

цвет_волос(string)

соответствие(string,string)

решение(string,string,string,string,string,string)

CLAUSES

фамилия(«Белокуров»).

фамилия(«Рыжов»).

фамилия(«Чернов»).

цвет_волос(блондин).

цвет_волос(рыжий).

цвет_волос(брюнет).

соответствие(X,Y):-фамилия(X),X=«Белокуров»,

цвет_волос(Y),not(Y=блондин),not(Y=брюнет).

соответствие(X,Y):-фамилия(X),X=«Рыжов»,

цвет_волос(Y),not(Y=рыжий).

соответствие(X,Y):-фамилия(X),X=«Чернов»,

цвет_волос(Y),not(Y=брюнет).

решение(X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3):-

X1=«Белокуров»,соответствие(X1,Y1),

X2=«Рыжов»,соответствие(X2,Y2),

X3=«Чернов»,соответствие(X3,Y3),

Y1<>Y2,Y2<>Y3,Y1<>Y3.

GOAL

решение(X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3),write(X1," - ",Y1),nl,

write(X2," - ",Y2),nl,write(X3," - ",Y3),nl.

Результат выполнения программы: Белокуров - рыжий

Рыжов - брюнет

Чернов – блондин

Конечно, в приведенном примере, быстрее использовать таблицу для

получения решения. Однако, в более сложных задачах, таблицы становятся

многомерными. В таких случаях проще описать все известные отношения в

Прологе (отличия будут лишь в объеме написания кода), который, используя

заложенные в него унификации, найдет решение.

Другой класс логических задач сводится к упорядочиванию объектов

некоторого множества. Например, составить базу знаний по известной сказке

«Репка». Фактами в этой базе должны быть утверждения типа: тянет (X,Y).

Составить правила, определяющие:

кто первый тянет репку;

кто последний тянет репку;

кто тянет после бабки;

кто тянет на четвертом месте.

Определите весь ряд персонажей, тянущих репку. DOMAINS

name=string

108

PREDICATES

тянет(name,name)

ряд(name,name,name,name,name,name,name)

CLAUSES

тянет(репка,дед).

тянет(дед,бабка).

тянет(бабка,внучка).

тянет(внучка,"Жучка").

тянет("Жучка",кошка).

тянет(кошка,мышка).

ряд(X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7):-тянет(X1,X2),тянет(X2,X3),

тянет(X3,X4),тянет(X4,X5),тянет(X5,X6),тянет(X6,X7).

GOAL

ряд(_,X2,_,_,_,_,X7),write("Первый тянет репку - ",X2),

nl, write("Последний тянет репку - ",X7),nl,

ряд(_,_,_,X4,X5,_,_),write("После бабки тянет - ",X4),

nl, write("На четвертом месте репку тянет - ",X5),nl,

ряд(_,X2,X3,X4,X5,X6,X7),write("Тянут репку друг за дру-

гом:",X2,", ",X3,", ",X4,", ",X5,", ",X6,", ",X7,

"."),nl.

Результат выполнения программы: Первый тянет репку - дед

Последний тянет репку - мышка

После бабки тянет - внучка

На четвертом месте репку тянет - Жучка

Тянут репку друг за другом: дед, бабка, внучка, Жучка,

кошка, мышка.

Таким образом, при изучении раздела «Искусственный интеллект»,

учащиеся знакомятся еще и с программным способом решения логических

задач. Программы, написанные на Прологе, легко читаются на естественном

языке и их решение не вызывает особых затруднений у школьников.


1. Залогова Л.А.Информатика. Задачник-практикум в 2 т. / Залогова Л.А.,

Плаксин М.А., Русаков С.В. и др. Под ред. Семакина И.Г., Хеннера Е.К.:

том 2. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005.– 278 с.

СОЗДАЕМ И ПРОГРАММИРУЕМ РОБОТА

Ролдугина Н.В.


Наш век можно назвать веком кибернетики. Сегодня уже нельзя пред-

ставить себе науку, технику, промышленность без электронных вычисли-

тельных машин, автоматов, без новых методов, которые дает человеку наука

об управлении.

109

Одной из самых увлекательных отраслей высоких технологий является

робототехника. Она приобретает все большее значение. Учащиеся россий-

ских школ вовлечены в учебный процесс создания моделей - роботов, проек-

тирования и программирования робототехнических устройств с применением

LEGO-роботов. Кто является их изобретателем? Идея создания данных робо-

тов Mindstorms родилась в Массачусетском технологическом институте, но

очень скоро стала достоянием огромного количества школ и других учебных

заведений в качестве наглядного обучающего материала. Как думаете, поче-

му? Вот краткие аргументы. Когда ваш ребенок с помощью LEGO

Mindstorms NXT с увлечением занят изобретением чего-то нового, интерес-

ного, да еще и подвластного только ему - поверьте, что это весьма занятная

картина (рис.1).

Рис. 1. Пятиклассник гимназии г. Борисоглебска на кружке робототехники

На сегодняшний день многие регионы являются показательными по

уровню развития образовательной робототехники в школе.

Роботы пробуждают у детей интерес к технике, программированию и,

возможно, дадут повод задуматься о будущей профессии.

Общеобразовательные школы активно приобретают версии LEGO-

наборов (8547, 9797, 8527, 31313, 45544) (рис.2). [1]

Рис.2. Наборы 8547,8527

Во многих городах организованы кружки по робототехнике. А в круп-

ных городах, таких как Москва, Санкт-Петербург, Новосибирск робототех-

ника введена как предмет, за который ученики получают оценки.

Популярным стало проведение фестивалей по робототехнике, на кото-

рых организуют выставки технической игрушки, экспонатов «музея техни-

ки», проводят соревнования по робототехническим дисциплинам (рис.3).

110

Рис.3. I областной фестиваль по робототехнике «Робофест - 2013»,

19 апреля 2013 года (г. Воронеж)

Обучаться робототехнике могут дети разного возраста с 4 по 11 классы.

Все зависит от уровня сложности поставленных задач.

Конструктор ПервоРобот NXT помогает в курсе технологии средней

школы освоить основы робототехники, в курсе физики – провести автомати-

зированный эксперимент, в курсе информатики – наглядно реализовать

сложные алгоритмы, а в начальном профессиональном образовании – рас-

смотреть вопросы, связанные с автоматизацией производственных процессов

и процессов управления, систем безопасности.

Наборы NXT состоят из деталей, которые образуют 5 групп:

Электронные компоненты;

Шестеренки, колеса, оси;

Соединительные элементы;

Конструкционные элементы;

Специальные детали.

Как же заряжается робот NXT? С помощью аккумулятора или 6 бата-

реек типа АА/LR6.

Пошаговые инструкции по сборке помогут собрать различные модели

LEGO-роботов. Можно сделать это самим, задействовав фантазию и вооб-

ражение (рис.4,5,6) [2].

Рис. 4. Робот Альфарекс Рис.5. Гоночная машина - автобот

Рис.6. Робот крокодил

http://www.prorobot.ru/lego/alpharex.php

111

После того, как робот сконструирован, приступаем к написанию про-

граммы. Программное обеспечение имеет интуитивный интерфейс, дейст-

вующий по принципу "перетащить и оставить", и образную среду програм-

мирования. Ее очень легко усваивают дети, она не похожа ни на один язык

программирования. Она использует вместо символов пиктограммы (картин-

ки) (рис.7) [3].

Рис.7. Программа LEGO MINDSTORMS® Education NXT

Программа будет выглядеть в зависимости от того, какие действия

должен выполнять наш робот.

Завершающим этапом является испытание робота, и если требуется его

модернизация.

Робототехника поощряет детей мыслить творчески, а также развивать

логическое мышление, пространственное воображение, словарный запас тех-

нической направленности и интерес к инженерным специальностям.

Развивает мелкую моторику рук при конструировании.

Работа в команде и сотрудничество позволяют получить навыки кол-

лективного творчества, а соперничество на соревнованиях дает стимул к уче-

бе.

Робототехника – это шанс реализовать себя и осознать, что даже в

школьном возрасте можно создавать роботов, приносящих пользу людям и

добиваться успеха!


1. Василенко, Н.В. Основы робототехники. Томск МГП "РАСКО" 1993.

2. Копосов, Д. Г. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5-6 классов. -

Москва, 2012.

3. LEGO® MINDSTORMS® Education. ПервоРобот NXT. Введение в робо-

тотехнику [Электронный ресурс]. — Режим доступа:

http://www.prorobot.ru/load/lego_mindstorms_nxt_2_0_9797_manual_rus.pdf

0.03.2013.

112

УЧЕБНИК ИНФОРМАТИКИ – ОДИН ИЗ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

СОВРЕМЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

Ромадина О.Г.


Одним из компонентов современной информационно-образовательной

среды является учебно-методическая литература. Разнообразие учебной ли-

тературы позволяет учителю выбрать учебник информатики в соответствии

со своей методической позицией, педагогическим опытом и т.д. С другой

стороны множество предложенных учебников порождает вопрос «как вы-

брать учебник информатики?», который позволит организовать образова-

тельный процесс, удовлетворяющий современным требованиям.

Ежегодно формируются федеральные перечни учебников на основе ре-

зультатов экспертизы, которая оценивает соответствие содержание учебника

современным представлениям науки о соответствующей области действи-

тельности и соответствие учебника образовательным стандартам и возрас-

тным возможностям обучающихся. Другие параметры, определяющие мето-

дические особенности и эффективность использования учебника в учебном

процессе, составляют предмет анализа и оценки самого учителя.

Анализируя учебник информатики, можно прижерживаться следующей

схемы.

1. Структура учебника информатики.

2. Содержание глав учебника:

достоверность и научность учебного материала;

полнота отражения понятийного аппарата;

соблюдение общепринятой терминологии и символики;

реализация принципа историзма в изложении учебного материала;

отражение роли современных научных достижений в информатике.

3. Оценка задач и упражнений учебника:

достаточно ли задач и упражнений для закрепления теоретического

материала и самостоятельной работы;

расположены ли они с нарастанием трудности их решения;

соответствует ли содержание задач целям воспитания учащихся;

имеются ли задачи повышенной сложности;

имеются ли задачи с занимательным и историческим содержанием?

4. Оценка иллюстраций учебника (чертежи, рисунки, графики и т.п.), ка-

чество иллюстраций и правильность их расположения?

5. Наличие материала для внеклассной работы?

6. Реализация в учебнике межпредметных связей курса информатики?

7. Методические отличия учебника от учебников других авторов?

8. Программно-педагогические средства и программное обеспечение

(системное, инструментальное и прикладное) необходимо для реализации

курса информатики по данной программе?

113

Оценивая структуру учебника информатики, можно обратить внимание

на аппарат представления учебной информации (текст, знаки, рисунки, фото-

снимки); аппарат ориентировки (оглавление, предисловие, заключение, ука-

затели, словари, система приложений); аппарат усвоения (примеры решения

задач различных видов, таблицы и схемы как средство систематизации учеб-

ной информации, системы заданий и вопросов, тесты для самоконтроля).

Поскольку учебник – это учебное издание, содержащее систематиче-

ское изложение дисциплины (ее раздела, части), соответствующее учебной

программе, то он должен выполнять информационную функцию и функцию

организации учебной деятельности школьников.

Информационная функция заключается в том, что для учащихся учеб-

ник является важнейшим источником учебной информации. В последние

время функция приобретает новые, важные аспекты – обобщение и система-

тизация всей получаемой школьником информации образовательного харак-

тера, коррекция того, что почерпнуто школьником из других источников.

Функция организации учебной деятельности школьников заключается

в том, что планируемые образовательные результаты могут быть достигнуты

школьниками только в процессе соответствующей учебной деятельности.

Ведущая роль в организации познавательной деятельности принадлежит

учителю, но и на учебник в значительной мере возлагается функция форми-

рования у школьников умений самостоятельно организовывать свою учеб-

ную работу.

Для этого в учебнике должны содержаться указания, помогающие нау-

читься работать с книгой, выделено главное, в содержании должен быть вы-

делен обязательный, дополнительный материал, глоссарий, задания для при-

менения полученных знаний, самопроверки и самооценки.

Любой учебник – компонент учебно-методического комплекса (УМК).

УМК понимается как открытая система учебных и методических пособий на

печатной и (или) электронной основе, являющихся источниками учебной и

методической информации, предназначенных для участников образователь-

ного процесса и ориентированных на обеспечение эффективной учебной дея-

тельности школьников, развитие их способностей, склонностей, удовлетво-

рение их познавательных потребностей и интересов.

Учебник – центральный элемент УМК. Поэтому все учебные и методи-

ческие материалы должны соответствовать содержанию и структуре учебни-

ка, с другой стороны, изложение учебного материала в учебнике должно

быть ориентировано на полное использование всех компонентов учебно-

методического комплекса.


1. Захарова Т.Б. Формирование у учителя умений оценки учебников по ин-

форматике / Т.Б. Захарова, А.С. Захаров, А.Е. Кузнецова // Основы общей

теории и методики обучения информатике: учебное пособие (под ред.

А.А. Кузнецова). – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

114

2. Схема анализа учебника. Примерная схема анализа учебника информати-

ки. – https://sites.google.com/site/sitesfedorchenko/kollegam

УРОК-ОБОБЩЕНИЕ ПО ТЕМЕ «ПОИСК И ПЕРЕСТАНОВКА

ЭЛЕМЕНТОВ ОДНОМЕРНОГО МАССИВА»

Сиротинина С.А.

МБОУ БГО Борисоглебская СОШ №5

Тип урока: обобщения и систематизации знаний.

Цели урока:

систематизировать знания по теме «Одномерные массивы»;

закрепить навыки работы с массивами, а именно создание массивов,

вывод на экран, поиск элементов, отвечающих заданному условию, переста-

новка элементов;

закрепить навыки по составлению алгоритмов и программирования

на языке Pascal;

развивать умение обобщать и выделять главное, систематизировать,

анализировать.

способствовать воспитанию информационной культуры учащихся,

внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.

Оборудование: мультимедийный проектор, презентация, раздаточный

материал.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Опрос.

3. Актуализация опорных знаний.

4. Решение задач.

5. Подведение итогов.

6. Домашнее задание.

Опрос

1. Что такое массив? Что такое размерность массива?

2. Какого типа могут быть элементы массива?

3. Какого типа могут быть индексы элементов массива?

4. Какими способами может быть заполнен массив?

5. Пусть элементами массива A (a[1], a[2], a[3], a[4]) являются соответствен-

но x, -x, x2, -x2. Чему будет равно значение выражения

a[-a[a[3]-2]]+a[-a[a[3]]] при x=2?

6. Что будет в результате?

Дан массив А:array[1..6] of integer;

7 -1 0 4 15 3

какими станут значения элементов массива после выполнения фрагмента

программы: q:=a[4]+a[1]; a[5]:=q;

115

Дан массив А:array[1..6] of integer;

7 -1 0 4 15 3

какими станут значения элементов массива после выполнения фрагмента

программы:

for i:=1 to 5 do

a[i]:=a[i+1];

7. Порядок составления программы на обработку одномерного массива?

8. Найдите ошибки в тексте программы?

Program SR;

const N:=10;

var I,S:real;

Kol:integer;

B:aray[1...N] of real;

begin S:=0; Kol:=0;

for I=1 to N do;

readln(A[I]);

if A[I]>0, then

S:=S+A[I]; Kol:=Kol+1;

SR:=S/Kol

Wrateln(‘ср.арифм.=,’SR)

end.

Актуализация опорных знаний

Дан текст программы:

program mas;

const n=5;

var a:array[1..n] of integer;

i,t,b:integer;

begin

randomize;

for i:=1 to n do

a[i]:=random(101)-50;

b:=a[1];

t:=1;

1) 7 -1 0 4 15 3

2) 7 -1 0 4 5 3

3) 7 -1 0 4 11 3

4) 7 -1 0 4 10 3

1) 12 4 5 4 20 8

2) -1 0 4 15 3 3

3) 7 -1 0 -1 3 3

4) 11 -1 0 5 10 3

116

for i:=1 to n do

if a[i]>b then begin b=a[i];t:=i;end;

write(' A[',t,']=',b);

end.

Какая задача решается с помощью этой программы? (Поиск макси-

мального элемента и его индекса)

Проанализируем по шагам последовательность операторов данной

программы:

организация ввода элементов массива с помощью датчика случай-

ных чисел;

переменной b присваивается значение первого элемента массива,

которое принимается за максимальный элемент массива;

переменной t присваивается индекс максимального элемента масси-

ва;

при переборе элементов массива, как только значение какого-то

элемента массива окажется больше принятого нами максимума, переменной

b присваивается значение этого элемента массива, а переменной t присваива-

ется индекс этого элемента.

Из каких основных блоков состоит программа?

program mas;

const n=5;


i,k,m:integer; блок описания

begin

randomize;

for i:=1 to n do блок ввода значений

a[i]:=random(101)-50; элементов массива

m:=a[1];

k:=1;

for i:=1 to n do блок обработки

if a[i]>m then begin m:=a[i]; k:=i;end;

write(' A[',k,']=',m); блок вывода

end.

Дан текст программы:

program mas;

const n=20;


i,k1,k2,x:integer;

begin

randomize;

for i:=1 to n do

117

a[i]:=random(101)-50;

Write('Введите число k1<=20:'); Readln(k1);

Write('Введите число k2<=20:'); Readln(k2);

x:=a[k1];

a[k1]:=a[k2];

a[k2]:=x;

for i:=1 to n do

write(a[i]:4);

end.

Какая задача решается с помощью этой программы? (Обмен местами

элементов с номерами k1 и k2. Полученный результат выводится на экран)

Рассмотрим по шагам последовательность операторов данной про-

граммы.

организация ввода элементов массива с помощью датчика случай-

ных чисел

организация ввода значения номера элемента k1

организация ввода значения номера элемента k2

присвоение переменной Х значения элемента с номером k1

присвоение элементу с номером k1 значения элемента с номером k2

присвоение элементу с номером k2 значения Х

вывод элементов полученного массива на экран в строку

Многие задачи данного типа решаются стандартной компоновкой

основных блоков – блок описания, блок ввода, блок обработки, блок вы-

вода.

Рассмотрим пример:

Дан произвольный массив A(N). Поменять местами максимальный и

последний элемент. Результат вывести на экран.

Берем блок описания

program mas;

const n=5;


i,k,m:integer;

Что нужно изменить в блоке описания для решения данной задачи?

(ничего)

Следующий блок ввода:

begin

randomize;

for i:=1 to n do

a[i]:=random(101)-50;

Какой будет следующий блок?

(блок поиска максимального элемента и его индекса)

m:=a[1];

k:=1;

118

for i:=1 to n do

if a[i]>m then begin m:=a[i]; k:=i;end;


(блок обмена значений)

x:=a[k1];

a[k1]:=a[k2];

a[k2]:=x;

Что здесь нужно изменить?

a[k]:=a[n];

a[n]:=m;


(блок вывода)

for i:=1 to n do

write(a[i]:4);

end.

Решение задач (по вариантам)

1. Найти максимальный по модулю элемент массива (и его индекс) и заме-

нить его нулем.

2. Заменить элементы массива, кратные пяти, нулем.

3. Заменить элементы с нечетными индексами на квадрат их индекса.

4. Заменить все элементы, кратные трем, на третий элемент.

Домашнее задание.

1. Найти все нулевые элементы массива с четными индексами.

2. Все элементы массива, меньшие 10, увеличить на 5.

АНАЛИЗ МАТЕРИАЛОВ ЕДИНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО

ЭКЗАМЕНА ПО ИНФОРМАТИКЕ ПО ТЕМЕ «ОСНОВЫ ЛОГИКИ»

Тарасова А.С.


Единый государственный экзамен (ЕГЭ) по информатике нужен тем

выпускникам школы, которые планируют поступать в вузы на специально-

сти, связанные с информационными технологиями, нанотехнологиями, сис-

темным анализом и управлением, ядерной физикой и т.д. Но, несмотря на

востребованность, это не самый популярный у школьников экзамен по выбо-

ру.

Согласно аналитическим отчетам [4] решаемости задач ЕГЭ по инфор-

матике, чтобы экзамен считался сданным, достаточно решить 7-9 задач из

тридцати двух. Решение около половины предложенных задач, примерно со-

ответствует школьной четверке. Отличники в среднем решают 28-30 задач.

Остальные задачи предназначены для того, чтобы выделить самых подготов-

119

ленных и талантливых абитуриентов. Таким образом, можно сделать вывод,

что к ЕГЭ по информатике можно подготовиться – каждому на своем уровне.

В ЕГЭ по информатике включены тридцать две задачи, разделенные на

три части. Задания А1-А13 – задания с выбором одного правильного ответа

из четырех. В этой части имеются задания как базового, так и повышенного

уровней сложности, однако, большинство заданий рассчитаны на небольшие

временные затраты и базовый уровень подготовки.

Задание А3 связано с построением таблиц истинности логических вы-

ражений, а задача А10 проверяет умение преобразовывать логические выра-

жения.

Задания В1-В15 – задания базового, повышенного и высокого уровней

сложности. В этой части собраны задания с кратким ответом, подразуме-

вающие самостоятельное формулирование и запись ответа в виде числа или

последовательности символов. Для решения данной группы задач потребует-

ся больше времени и более глубокая подготовка. Во вторую часть экзамена-

ционной работы включены задачи на запросы для поисковых систем с ис-

пользованием логических выражений (В12) и логические уравнения (В15).

В третьей части работы задачи по теме «Основы логики» отсутствуют.

Для решения заданий ЕГЭ по информатике по теме «Основы логики»

школьники должны знать:

основные логические операции и их обозначения;

приоритет выполнения логических операций;

логические законы;

правило построения таблиц истинности;

правила построения запросов для поисковых систем.

Кроме того, решение подобных задач предполагает, что школьники

умеют:

определять истинностное значение логического выражения;

строить таблицы истинности для логических формул;

анализировать и интерпретировать логические выражения;

преобразовывать выражения, используя логические законы;

подсчитывать число двоичных наборов удовлетворяющих заданным

условиям.

В таблице 1 приводится распределение баллов, которые школьник мо-

жет получить, решив задачи первой (А) и второй части (В). Таблица 1. Распределение баллов

Часть Количество

заданий

Максимальный

балл

% от первичных 40

баллов

A 13 13 32,5

B 15 15 37,5

Итого: А + В 28 28 70

Из них по теме «Ос-

новы логики»

4 4 10

120

Готовясь к экзамену по информатике, обучающиеся должны учиты-

вать, что в целом на решение всех задач отводится 235 минут, из них только

16 минут рекомендуется посвятить теме «Основы логики». Подробное реше-

ние задач логического типа можно найти в источниках [1], [2], [3].

В ЕГЭ по информатике 2011 г. задания по теме «Основы логики» до

некоторой степени дублировали друг друга, поэтому в ЕГЭ 2012 г. число ло-

гических задач уменьшилось с шести до четырех. В ЕГЭ 2013 г. изменили

формулировку задания А10. Экзамен 2014 г. продолжит линию, намеченную

экзаменами предшествующих годов.


1. Казиев В. Материалы для подготовки к ЕГЭ по информатике // газета

«Информатика», 2009. – №10.

2. Поляков К.Ю. ЕГЭ-А10: задачи с интервалами // Учебно-методический

журнал для учителей информатики «Информатика», 2012. – №2, с.4

3. Поляков К.Ю. Системы логических уравнений // Учебно-методический

журнал для учителей информатики «Информатика», 2011. – №14, с.30

4. Ройтберг М.А. Методические рекомендации по некоторым аспектам со-

вершенствования преподавания информатики и ИКТ – Режим доступа:

http://www.fipi.ru/view/sections/231/docs/666.html

ЭЛЕКТИВНЫЙ ПРЕДМЕТ ПО МАТЕМАТИКЕ

«РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ ПО

МАТЕМАТИКЕ» ДЛЯ ВЫПУСКНИКОВ СРЕДНИХ

ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

Хоршева Т.Н.


«Предмет математики настолько серьезен,

что полезно не упускать случая

сделать его немного занимательным»

Блез Паскаль

Пояснительная записка.

Математическое образование в системе среднего (полного) общего об-

разования занимает одно из важнейших мест, что определяется безусловной

практической значимостью математики, ее возможностями в развитии и

формировании мышления человека, ее вкладом в создание представлений о

научных методах познания действительности.

Программа элективного предмета имеет социальную и личную значи-

мость, актуальна как с точки зрения подготовки квалифицированных кадров,

так и для личностного развития учащихся. Она исполняет роль «надстрой-

ки», дополняя содержание профильного курса. Отобранное содержание соот-

ветствует познавательным возможностям старшеклассников, предоставляя

ученику опыт работы на уровне повышенных требований, развивать его

учебную мотивацию. Содержание учебного предмета целесообразно в рам-

ках информационно-технологического профиля.

121

Цель данного курса – подготовка учащихся к единому государствен-

ному экзамену, продолжению образования в высших учебных заведениях:

интеллектуальное развитие учащихся, формирование качеств мыш-

ления, характерных для математической деятельности и необходимых для

продуктивной жизни в обществе;

формирование представлений об идеях и методах математики, о ма-

тематике как форме описания и методе познания действительности.

Задачи:

систематизировать знания учащихся по математике;

повторить изученный материал школьного курса математики;

повысить уровень общей математической подготовки;

обратить внимание учащихся на особенностях ЕГЭ по математике;

познакомить выпускников с методами решения различных по фор-

мулировке нестандартных задач.

Программа элективного предмета строится по тематическому принци-

пу, включает в себя темы курса математики старшей ступени школы. Данный

курс предполагает использовать методику подготовки выпускников с учетом

требований ЕГЭ. Особое внимание обращается на темы школьного курса ма-

тематики, вызывающие наибольшие сложности на экзамене. Программа рас-

считана на два года, один час в неделю (всего 68часов). Она состоит из раз-

делов и содержит систему понятий из области: преобразование числовых и

алгебраических выражений, уравнений и неравенств с модулем и парамет-

ром, свойств функций и их графиков, геометрических задач. Каждый из раз-

делов состоит из отдельных пунктов, в которых разбираются типовые задачи

и задачи более высокого уровня сложности, затем даются задания для само-

стоятельного решения. Элективный предмет имеет практико-

ориентированную направленность. Формы занятий разнообразны: семинары,

практикумы, уроки-консультации, уроки-защиты презентаций. Отработка и

закрепление основных умений и навыков осуществляется при выполнении

практических заданий, тестов ЕГЭ прошлых лет. В рамках данного курса

предполагается углубленное изучение вопросов, предусмотренных програм-

мой основного курса. Углубление реализуется на базе изучения некоторых

тем. Учебный процесс ориентирован на рациональное сочетание устных и

письменных видов работы. Особое внимание уделяется тестовой методике в

проведении урока. Итоговой формой контроля является пробное тестирова-

ние по математике по тестам ЕГЭ. Программа построена с учетом принципов

системности, научности, доступности и обеспечивает выполнение обязатель-

ных требований государственных стандартов. Формы контроля: домашние

контрольные работы, тестирование, мини проекты.

Требования к уровню математической подготовки выпускников

10 класса.

В результате изучения курса в 10–м классе учащиеся должны уметь:

вычислять значения числовых и буквенных выражений, осуществляя

необходимые подстановки и преобразования;

122

выполнять тождественные преобразования тригонометрических, ир-

рациональных, степенных, показательных и логарифмических выражений;

описывать по графику и в простейших случаях по формуле поведе-

ние и свойства функций; определять значения функции по значению аргу-

мента при различных способах задания функции; строить графики линейной,

квадратичной, тригонометрических, степенной, показательной и логарифми-

ческой функций;

решать уравнения и неравенства с модулем;

решать уравнения и неравенства с параметром;

решать задачи по геометрии с применением тригонометрии.

использовать приобретенные знания и умения в практической дея-

тельности и повседневной жизни для: построения и исследования простей-

ших математических моделей.

Содержание обучения в 10 классе:

Преобразования выражений. Преобразование степенных, иррациональ-

ных, тригонометрических выражений. (4ч)

Тригонометрические уравнения. (3)

Уравнения с модулем. (3ч)

Уравнения с параметрами. (3ч)

Системы уравнений. (1ч)

Дробно-рациональные неравенства (метод интервалов). Иррациональ-

ные неравенства. (1)

Показательные неравенства (1)

Тригонометрические неравенства. (1)

Неравенства с модулем.(3ч)

Неравенства с параметрами. (3ч)

Таблицы и графики. (2ч)

Планиметрия. Вписанная и описанная окружности, треугольник, четы-

рехугольники, n- угольники. Окружность, касательная, секущая. (3ч)

Геометрические задачи, решаемые применением тригонометрии. (6ч)

Требования к уровню математической подготовки выпускников 11

класса.

В результате изучения курса 11 класса учащиеся должны уметь:

выполнять тождественные преобразования тригонометрических, ир-

рациональных, степенных, показательных и логарифмических выражений;

вычислять значения числовых и буквенных выражений, осуществляя

необходимые подстановки и преобразования;

определять значения функции по значению аргумента при различных

способах задания функции;

описывать по графику и в простейших случаях по формуле поведе-

ние и свойства функций; строить графики линейной, квадратичной, тригоно-

метрических, степенной, показательной и логарифмической функций;

решать уравнения, содержащие модуль;

решать уравнения, содержащие параметр;

123

решать неравенства, содержащие модуль;

решать неравенства, содержащие параметр;

изображать на координатной плоскости множества решений про-

стейших уравнений и их систем;

вычислять производные и первообразные элементарных функций;

исследовать в простейших случаях функции на монотонность, нахо-

дить наибольшие и наименьшие значения функций, строить графики много-

членов и простейших рациональных функций с использованием аппарата ма-

тематического анализа;

вычислять в простейших случаях площади с использованием перво-

образной;

использовать приобретенные знания и умения в практической дея-

тельности и повседневной жизни для: построения и исследования простей-

ших математических моделей.

Содержание обучения в 11 классе:

Введение. Цели и задачи курса. Особенности ЕГЭ как формы проверки

знаний, умений и навыков выпускников. Структура вариантов КИМ. Словарь

терминов ЕГЭ. Бланки ЕГЭ. Ознакомление с тестами ЕГЭ по математике.

Правила поведения выпускников на экзамене в формате единого государст-

венного экзамена. (1ч)

Задачи на составление уравнений. Задачи на смеси и сплавы, задачи на

движение, задачи на работу. (3ч)

Функциональные зависимости в практических задачах. (2ч)

Геометрический смысл производной. Касательная. (2ч)

Наибольшее и наименьшее значение функции. (3ч)

Стереометрия. Задачи на вычисление объемов, на вычисление боковой

полной поверхности. Задачи на нахождение угла между прямыми, угла меж-

ду прямой и плоскостью, угла между плоскостями. (6ч)

Уравнения с модулем. (3ч)

Уравнения с параметрами. (3ч)

Системы уравнений. (1ч)

Неравенства с модулем.(3ч)

Неравенства с параметрами. (4ч)

Итоговое повторение (3ч)

Календарно-тематическое планирование учебного материала, 10 класс

№

урока Содержание

Кол-во

часов

Дата проведе-

ния

1. Преобразования выражений. 4

1 Преобразование степенных выра-

жений. 1 сентябрь

2 Преобразование иррациональных

выражений. 1 сентябрь

3-4 Преобразование тригонометриче-

ских выражений 2 сентябрь

124

2. Уравнения. 10

5-7 Тригонометрические уравнения. 3 октябрь

8-10 Уравнения с модулем. 3 октябрь - ноябрь

11-13 Уравнения с параметрами 3 ноябрь-декабрь

14 Системы уравнений 1 декабрь

3. Неравенства. 9

15 Дробно-рациональные неравенства

(метод интервалов). Иррациональ-

ные неравенства

1 декабрь

16 Показательные неравенства 1 декабрь

17 Тригонометрические неравенства 1 январь

18-20 Неравенства с модулем. 3 январь-февраль

21-23 Неравенства с параметрами. 3 февраль

24-25 4. Таблицы и графики 2 март

5. Планиметрия. 3

26 Треугольник. Четырехугольники.

n- угольники. 1 март

27-28 Вписанная и описанная окружно-

сти, касательная, секущая 2 март-апрель

29-33 6. Геометрические задачи, решае-

мые применением тригонометрии. 5 апрель-май

34 7. Обобщающий урок по курсу 10

класса. 1 май

Календарно-тематическое планирование учебного материала , 11класс

№

урока Содержание

Кол-во

часов

Дата про-

ведения

1 1. Введение. Цели и задачи курса.

Особенности ЕГЭ как формы провер-

ки знаний, умений и навыков выпу-

скников. Структура вариантов КИМ.

Словарь терминов ЕГЭ. Бланки ЕГЭ.

Ознакомление с тестами ЕГЭ по ма-

тематике. Правила поведения выпу-

скников на экзамене в формате еди-

ного государственного экзамена.

1 сентябрь

2.Задачи на составление уравнений. 3

2 Задачи на смеси и сплавы 1 сентябрь

3 Задачи на движение 1 сентябрь

4 Задачи на работу 1 сентябрь

5,6 3.Функциональные зависимости в

практических задачах 2 октябрь

4. Геометрический смысл производ-

ной. Касательная 2

7 Геометрический смысл производной. 1 октябрь

125

8 Касательная 1 октябрь

9-11 5. Наибольшее и наименьшее значе-

ние функции 3 ноябрь

6. Стереометрия. 6

12 Задачи на вычисление объемов. 1 ноябрь

13 Задачи на вычисление боковой по-

верхности 1 декабрь

14 Задачи на нахождение угла между

прямыми. 1 декабрь

15,16 Задачи на нахождение угла между

прямой и плоскостью. 2 декабрь

17 Задачи на нахождение угла между

плоскостями. 1 январь

18-21 7. Уравнения с модулем. 4

январь, фев-

раль

22-25 8. Уравнения с параметрами. 4

февраль,

март

26 9. Системы уравнений 1 март

27-29 10. Неравенства с модулем. 3 март-апрель

30-33 11. Неравенства с параметрами. 4 апрель-май

34 12. Обобщающий урок по курсу 11

класса. 1 май


1. Мордкович А.Г. Алгебра и начала математического анализа. Учебник: 10-

11 кл.: В двух частях. М: Мнемозина, 2008

2. ЕГЭ. 2010. Математика. Типовые задания / под ред. А.Л. Семенова, И.В.

Ященко. – М.: Издательство «Экзамен», 2010.- 55с.

3. Единый государственный экзамен 2010. Математика. Универсальные ма-

териалы для подготовки учащихся / под ред. А. Л. Семенова, И. В. Ящен-

ко. ФИПИ – М.: Интеллект-Центр, 2010. – 80 с.

4. Подготовка к ЕГЭ по математике в 2010 году. Методические указания/

под ред. А. Л. Семенова, И. В. Ященко – М.: МЦНПО, 2009.-128 с.

5. Сергеев И.В. Отличник ЕГЭ. Математика. Решение сложных задач.

ФИПИ – М.: Интеллект-Центр, 2010. – 80 с.

6. Готовимся к ЕГЭ по математике. Обобщающее повторение курса алгебры

и начал анализа / Под ред. Семенко Е. А., Фоменко М. В.– Краснодар:

Просвещение – Юг, Ч.2 2009. – 154 с.

7. Готовимся к ЕГЭ по математике. Обобщающее повторение курса алгебры

и начал анализа /Под ред. Семенко Е. А., Фоменко М. В., Янушпольская

Е. С. – Краснодар: Просвещение – Юг, Ч.3 2006. – 121 с.

8. Готовимся к ЕГЭ по математике. Технология разноуровневого обобщаю-

щего повторение по математике / Семенко Е. А. – Краснодар: 2008. –

240с.

126

9. Семенов А.Л., Ященко И.В. ЕГЭ 3000 задач. – М.: Издательство «Экза-

мен», 2011.

10. Лысенко Ф.Ф., Кулабухов С.Ю.. Подготовка к ЕГЭ – 2012. – Легион-М.

Ростов – на Дону, 2010.

11. Сканави М.И. Решение конкурсных задач по математике из сборника под

редакцией. Глава 12(группа Б).- М.: Дом педагогики, 1996.-224с.

127

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ДИСЦИПЛИН

3D МОДЕЛИРОВАНИЕ В АРХИТЕКТУРНО-ДИЗАЙНЕРСКОМ

ПРОЕКТИРОВАНИИ

Асташов Д.Ю., Асташов Н.Ю., Асташов С.Ю.

Филиал Воронежского ГАСУ в городе Борисоглебске

Компьютерные технологии совершенствуются с каждым годом. То, что

в недалеком прошлом казалось фантастикой, сегодня стало реальностью. Не

осталась без внимания компьютерной графики одна из ведущих отраслей

развития городов – архитектура. В настоящее время 3D моделирование уве-

ренно используется в проектировании как городов, так и отдельных соору-

жений. Реалистичность создаваемых проектов в компьютерных программах

обусловила широкое применение 3D моделирования. С помощью компью-

терного моделирования можно создавать проекты любой сложности, формы

и назначения.

Основными программами 3D моделирования являются 3ds MAX,

ArchiCAD, AutoCAD. Сейчас широкое распространение получает 3ds MAX

благодаря наибольшей реалистичности визуализации (построения графиче-

ского изображения). Для наибольшей фотореалистичности совместно с ос-

новной программой устанавливают дополнительный пакет vray.

Сегодня компьютерная визуализация более предпочтительна у заказ-

чиков, чем ручная графика, ведь ему нужно предоставить модель будущего

объекта со всех ракурсов. Компьютерная графика предоставляет широкую

возможность моделирования как архитектуры и градостроительства, так и

субъектов живой природы, малых архитектурных форм и элементов мебели.

Принцип моделирования в 3ds MAX основан на компоновке и последующей

обработке элементарных примитивов, таких как куб, цилиндр, сфера, тор и

др. При применении к этим объектам набор модификаторов, предусмотрен-

ных программой, образуются различные метаморфозы данных фигур, в ре-

зультате чего мы получаем новые формы. Также существует множество го-

товых 3d моделей, которые можно помещать в моделируемое пространство.

На сегодняшний день существует множество интернет-сайтов, содер-

жащих огромное количество видео уроков, обучающих работе в данной про-

грамме, а также платные курсы обучения компьютерному проектированию.

Для того чтобы стать профессиональным архитектором или дизайне-

ром, необходимо хорошо знать все выше перечисленные программы. Обуче-

ние может занять довольно времени, но, как говорится, игра стоит свеч.

128

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ В РАБОТЕ УЧИТЕЛЯ-СЛОВЕСНИКА

Баяринова Н.Н.

МАОУ СОШ № 1им.Ф.Я.Фалалеева п.Монино ЩМР МО

«Урок – это зеркало общей и педагогической культуры учителя, мерило

его интеллектуального богатства, показатель его кругозора и эрудиции», -

утверждал В.А. Сухомлинский. Эти слова не потеряли своей значимости.

Чтобы ученикам было интересно учиться, а нам, учителям, интересно учить,

необходимо повышать свою информационную культуру, идти в ногу со вре-

менем и осваивать. Учитель должен быть современным. Он должен сочетать

в своей педагогической деятельности традиционные и новые современные

методы обучения.

В современных условиях одной из главных задач образования является

не просто получение учащимися определённой суммы знаний, а формирова-

ние у них умений и навыков самостоятельного приобретения знаний, их на-

копления и систематизации.

Задачи, стоящие перед учителем-словесником при применении ИКТ, во

многом отличаются от целей и задач других учителей-предметников. Задачи

эти предполагают работу с текстом, с художественным словом, с книгой.

Учителю русского языка необходимо сформировать прочные орфографиче-

ские и пунктуационные умения и навыки, обогатить словарный запас уча-

щихся, научить их владеть нормами литературного языка, дать детям знание

лингвистических и литературных терминов. Бесспорным помощником в ре-

шении этих задач являются ИКТ.

Конечно, компьютер не заменит учителя или учебник, но изменит ха-

рактер педагогической деятельности.

Это не дань моде, а возможность проводить уроки на новом современ-

ном уровне. В наши дни огромный выбор ЦОР по русскому языку и литера-

туре. Особое мое внимание заслуживают мультимедиа-пособия для средней

школы из серии «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» - «Уроки Кирил-

ла и Мефодия», разработанные в соответствии с государственным стандар-

том образования РФ. Их цель – помочь ученикам освоить курсы на базовом

или повышенном уровне, закрепить и систематизировать полученные знания.

В данном пособии содержатся не только основополагающие знания по изу-

чаемому курсу, энциклопедические и хрестоматийные статьи, но и интерак-

тивные тренажеры, с помощью которых происходит отработка умений и на-

выков, проверка знаний по отдельным частям урока, уроку целиком, теме.

Тренажёры, позволяющие осуществлять контроль за умениями, навы-

ками учащихся. Тестовый контроль и формирование умений и навыков с по-

мощью компьютера предполагает возможность быстрее и объективнее, чем

при традиционном способе, выявить знание и незнание обучающихся. Этот

способ организации учебного процесса удобен и прост для оценивания в со-

временной системе обработке информации.

129

Компьютерные тренажеры и тесты привносят разнообразие в освоение

правил орфографии и пунктуации, представляя альтернативу утомительным

и однообразным письменным упражнениям.

Мультимедийные презентации – это удобный и эффектный способ

представления информации с помощью компьютерных программ. Он сочета-

ет в себе динамику, звук и изображение, т.е. те факторы, которые наиболее

долго удерживают внимание ребенка. Более того, презентация дает возмож-

ность учителю самостоятельно скомпоновать учебный материал исходя их

особенностей конкретного класса, темы, предмета, что позволяет построить

урок так, чтобы добиться максимального учебного эффекта.

Презентации использую на уроках русского языка как электронное со-

провождение урока, в которых могут быть отражены основные понятия, схе-

мы, алгоритм применения орфографического или пунктуационного правила.

Презентация используется мною либо на всех этапах урока, либо на каком-то

отдельном этапе: проверка д/з, проведение тестов, викторин, тренажеров с

целью повторения, проверки или систематизации знаний. Активно исполь-

зую на уроках презентации, взятые из Интернета, или созданные учащимися.

Презентация – лучший помощник на уроках подготовки к ЕГЭ и ГИА.

Сначала даётся теоретический материал в виде таблиц и определений, необ-

ходимых для усвоения. Затем на слайдах представляется материал ЕГЭ, со-

ответствующий разбираемому заданию в тестовом режиме. Ребята выбирают

правильный, на их взгляд, ответ: 1, 2,3 или 4, щелчком управляемая аними-

рованная фигура «вылетает», на ней написан правильный ответ. Если ответ

неправильный, то с помощью класса выбираем правильный ответ, аргумен-

тируя его. При желании учащиеся могут воспользоваться презентацией для

самостоятельной работы.

Презентации использую не только на уроках русского языка, но и на

уроках литературы, так как эти уроки требуют большого иллюстративного

материала. Чаще всего это уроки, посвященные жизни и творчеству писателя

или поэта. Это могут быть тесты и игры, обобщающие пройденный материал.

В презентации удачно «вплетаются» иллюстрации к произведению, видео-

фрагменты, аудиозаписи. Всё это помогает разнообразить урок литературы и

прививает интерес у ребят к предмету.

Часто при изучении произведений мы совершаем виртуальные заочные

экскурсии по литературным местам как видео поддержку урока литературы.

Это могут быть фрагменты авторских видеофильмов, скаченных из Интерне-

та.

Современные эксперты информационных технологий, проведя множе-

ство экспериментов, выявили, что если материал был звуковым, то человек

запоминал около 1\4 объема, если информация была представлена визуально

– около 1\3. При комбинировании воздействия (зрительного и слухового) за-

поминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные

действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалась до

75%.

130

Правильная организация уроков с использованием ПК способствует

максимальной интенсификации процесса обучения, так как за ту же единицу

времени учащиеся успевают выполнить большее количество разнообразных

упражнений, что в конечном итоге обеспечит качественную отработку зна-

ний, умений и навыков.

Результаты ЕГЭ и ГИА в моих классах показали, что использование на

уроках ИКТ позволяет добиться хороших результатов: ЕГЭ-2012 – средний

балл 78,6 (самый высокий балл – 95, самый низкий – 58); ГИА-2013 – качест-

во знаний по итогам экзамена 92%, средний балл – 4,5. Эти результаты выше

муниципальных и областных.

В работе я постоянно обращаюсь к методическим материалам в сети:

а) Справочно-информационный портал «Русский язык»

http://www.gramota.ru. Портал создан в 2000 г. и содержит много полезной

информации, касающейся русского языка

б) Издательский дом «Первое сентября»,

http://rus.1september.ru -газета «Русский язык» и сайт для учителя «Я

иду на урок русского языка».

http://lit.1september.ru - газета «Литература» и сайт для учителя «Я иду

на урок литературы».

в) Словесник – http://www.slovesnik-oka.narod.ru. Сайт адресован всем,

кто преподает русский язык. Знакомит с Интернет-ресурсами в области пре-

подавания русского языка: есть ссылки на образовательные сайты, адреса из-

дательств, выпускающих учебную литературу, библиотеки. Специальный

раздел посвящен проблеме дистанционного тестирования.

г) http://www.rusedu.ru/-архив учебных программ содержит множество

различных программ, презентаций, учебных пособий, рефератов.

Конечно, в сети есть еще большое количество текстовых баз данных,

словарей и просто материалов по русскому языку, литературе – все их невоз-

можно перечислить. Главное, что современный учитель русского языка и ли-

тературы имеет возможность пользоваться всеми этими ресурсами исходя из

своих потребностей, целей и этапов конкретного урока.

Уроки с использованием ИКТ в учебном процессе обеспечивают воз-

можность:

повысить роль наглядности в учебном процессе;

позволяют увеличить время работы на уроке учеников,

удовлетворить запросы, желания и интересы учащихся;

освободить учителя от части технической работы, связанной с кон-

тролем и коррекцией знаний;

увеличить долю самостоятельной работы учащихся;

проверить усвоение теоретических знаний у всех учащихся;

углубить степень отработки практических умений и навыков;

выработать умение составлять алгоритмы

http://www.rusedu.ru/-

131

повысить мотивацию и познавательную активность,

повысить качество обучения.

И хотя сегодня уже невозможно представить урок без использования

ИКТ, тем не менее ведущая роль на уроке остается за учителем, а компьютер

является наряду с другими средствами обучения лишь многофункциональ-

ным помощником и методическим инструментом.


1. Никишина И.В. Инновационные педагогические технологии и организа-

ция учебно-воспитательного и методического процессов в школе. // «Учи-

тель», Волгоград, 2008.

2. Чижова Н.А. Опыт работы по теме «МУЛЬТИМЕДИЙНЫЙ УРОК» – Ре-

жим доступа: http://www.uchportal.ru/publ/15-1-0-1392

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ТИРА В ПРЕПОДАВАНИИ ОБЖ

Бегун О.В.


Использование информационно-коммуникационных технологий влечет

за собой получение конкурентоспособного выпускника. Однако, при любом

подходе к проблеме, совершенно очевидным становится то, что конкуренто-

способность выпускника вуза однозначно определяется конкурентоспособ-

ностью образовательного учреждения в целом.

Так как основой современного этапа модернизации образования явля-

ется использование информационных образовательных технологий, а они, в

свою очередь, позволяют перевести организационный потенциал на совер-

шенно новый уровень, то применение их в настоящий момент в образова-

тельных учреждениях становится уже необходимостью.

Для эффективной реализации задуманного необходимо выполнение

многих факторов, таких как:

наличие соответствующей материальной базы;

использование информационно-коммуникационных технологий;

развитие информатизации на перспективу, как условие эффективно-

го функционирования образовательного учреждения в современном общест-

ве.

Электронный тир используется на занятиях по дисциплине Основы

безопасности жизнедеятельности по курсу начальной военной подготовки и

предназначены для отработки практических приемов и получения прочных

навыков стрельбы из лазерного оружия по электронным мишеням

с последующей световой и звуковой индикацией попадания. Электронный

тир может работать на дистанциях от 4 до 12 метров и имитирует стрельбу с

расстояния от 15 до 100 метров. Компьютерная программа с высочайшей

точностью оценивает выстрел и выявляет ошибки, допущенные в процессе

прицеливания и спуска. Информация о ходе стрельбы отображается на экра-

132

не компьютера. Варианты оружия: автомат Калашникова и пистолет Макаро-

ва. Электронный тир абсолютно безопасен и подходит для использования в

учебной аудитории. позволяет организовать изучение материальной части

оружия, условий и порядка выполнения упражнений учебных стрельб

из стрелкового оружия, мер безопасности при обращении с ним, отработать

нормативы, правильную стойку, удержание, прицеливание, проведение ими-

тационных стрельб. Учебные программы разработаны с учетом основопола-

гающих педагогических принципов: системности, сознательности и активно-

сти, доступности и прочности, наглядности. Все упражнения, входящие в со-

став программ, составлены таким образом, чтобы обеспечить освоение курса

в строгой последовательности, с поэтапным разучиванием элементов техники

стрельбы с постепенным переходом от легкого к трудному, от известного к

неизвестному.

Коммуникационные технологии обучения предоставляют возможности

всем: ученику и учителю, студенту и преподавателю любого образовательно-

го учреждения, просто специалисту или любому желающему создавать для

себя и окружающих такие условия становления и развития, которые обеспе-

чат высокий уровень образования. А если будет обращено внимание на сле-

дующие истины: -человек сам в ответе за свой уровень образования и от его

желания, интересов и стремлений зависит качество его подготовки и качест-

во жизни; - уровень успеха в совершенствовании образовательного процесса

на основе любых инноваций зависит от уровня готовности педагога понимать

суть инноваций и уметь их применять как для повышения своего профессио-

нального мастерства, так и для повышения успехов в обучении своих учени-

ков; - возможности информационных и коммуникационных технологий обу-

чения позволяют при первых двух условиях не только повысить собственный

уровень образования, но и уровень развития и жизни страны в целом.


1. Информационные и коммуникационные технологии в образовании /И.В.

Роберт [и др.]. – М.: Дрофа, 2008. – 313 с.

2. Красильникова, В.А. Проблемы разработки компьютерных технологий

обучения / В.А. Красильникова // Новые информационные технологии в

образовании: Материалы международной научно-практической конфе-

ренции. – Екатеринбург: УоРАО, 2007. – Часть 1. – С. 69-71.

133

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ

РЕСУРСОВ ПРИ ОБУЧЕНИИ МАТЕМАТИКЕ В 6 КЛАССЕ

Бельская О.Е., Солодовникова Е.Н.


Огромным информационным ресурсом как для учителей, так и для

учащихся является Интернет. Всемирная паутина позволяет осуществлять

быстрый поиск необходимого материала и является одним из актуальных на

сегодняшний день источников информации. В связи с этим меняется отно-

шение к используемым учителем учебным материалам. На сегодняшний день

одними из наиболее используемых образовательных ресурсов в сети Интер-

нет являются электронные образовательные ресурсы (ЭОР). В условиях ра-

боты по новому Федеральному государственному образовательному стандар-

ту основного общего образования одной из задач, стоящих перед учителем,

является применение ЭОР в учебном процессе. Это, в свою очередь, вносит

существенные коррективы в процесс планирования, подготовки и проведения

урока.

Сегодня существует достаточно большой выбор электронных образо-

вательных ресурсов, доступных учителю. Нами сделана подборка ЭОР по

математике для учащихся 6 класса при изучении темы «Сравнение, сложение

и вычитание дробей с разными знаменателями». Приведем примеры исполь-

зования ЭОР по данной теме на различных этапах обучения школьников.

На этапе усвоения знаний

1.http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/9be55694-370c-4e2b-abc4-

6aaa9d345e7c/[M56_6-08]_[PK_05].swf

2. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/e6b10b03-2986-483c-b8ff-

aa4c226cffba/[M56_6-08]_[MP%2BMA_03].swf

3. http://karmanform.ucoz.ru/raz_zn.rar

4. http://www.matematika-na.ru/6class/mat_6_11.php

5. http://fcior.edu.ru/card/3990/slozhenie-i-vychitanie-drobey-i1.html

Урок объяснения нового материала с использованием электронных об-

разовательных ресурсов строится на решении конкретных заданий. Исполь-

зование приведенных ссылок на этапе усвоения новых знаний позволит учи-

телю сэкономить время, наглядно продемонстрировать основные теоретиче-

ские сведения и схемы сравнения, сложения и вычитания дробей с разными

знаменателями. Презентация (ресурс №3), в свою очередь, сделает урок бо-

лее ярким, интересным.

На этапе проверки усвоения учащимися новых знаний и способов дей-

ствий

1. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/02459a49-0ea8-4599-85b8-

a1ad66299624/[M56_6-08]_[PK_09].swf

2. http://fcior.edu.ru/card/5513/slozhenie-i-vychitanie-drobey-s-raznymi-

znamenatelyami-p3.html

3.http://fcior.edu.ru/card/6807/slozhenie-i-vychitanie-drobey-s-raznymi-

znamenatelyami-k1.html

134

4. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/0c213776-832f-4c8c-a923-

54a10332d0bb/[M56_6-08]_[QS_06-02].html

При помощи данных электронных модулей можно осуществить про-

верку усвоения учащимися нового материала. Предложенный комплекс зада-

ний дает возможность каждому ученику проверить и оценить свой уровень

знаний. Наличие в модуле режимов «пошаговая подсказка», «подсказка» и

«ответ» помогает ребятам, допустившим ошибки, подкорректировать свое

решение или проанализировать готовое.

На этапе всесторонней проверки знаний, умений и навыков

1. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/73af04df-682f-48f1-a085-

42d28dc60d8a/[M56_6-08]_[QS_01].html

2. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/798cb2eb-bb61-4c45-930d-

2b4a561f8c6a/[M56_6-08]_[QS_06-01].html

3. http://fcior.edu.ru/card/13368/zadanie-v-kartinkah-po-teme-zadacha-na-

slozhenie-i-vychitanie-drobey-s-raznymi-znamenatelyami-k1.html

На данном этапе целесообразно использовать ЭОР практической на-

правленности, предоставляющие учителю возможность быстрее и объектив-

нее выявить знания школьников или их отсутствие. Модель - задание в кар-

тинках – (ресурс № 3) направлено на проверку умения решать задачи на сло-

жение и вычитание дробей с разными знаменателями. Данный вид задачи

оживит учебный процесс, а также будет способствовать развитию логическо-

го мышления учащихся.

На этапе самостоятельной работы учеников во внеурочное время

1. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/2affbe30-6536-4171-a43f-

b65c9c4a8673/[M56_6-08]_[QS_10-01].html

2.http://fcior.edu.ru/card/14021/slozhenie-i-vychitanie-racionalnyh-drobey-

k2.html

С помощью указанных ЭОР (а также перечисленных ранее) учащиеся

осуществляют самоконтроль и закрепляют свои знания и умения. Ученики

самостоятельно (дома) взаимодействуют с электронными образовательными

ресурсами, подобранными учителем, знакомятся с их содержанием, осущест-

вляют выбор заданий, переходят к их выполнению и оценивают свои резуль-

таты.

Использование электронных образовательных ресурсов в учебном про-

цессе нацелено на повышение эффективности обучения, совершенствование

практических умений и навыков учащихся, расширение сектора самостоя-

тельной работы школьников, активизацию их познавательной деятельности.

Применение ЭОР должно быть целесообразным и уместным, не перегружать

урок, а дополнять его. При планировании урока математики с использовани-

ем ЭОР учителю следует оценить уровень успеваемости учащихся класса, в

классе с высокой успеваемостью применить электронные учебные материалы

или электронные тренажеры, а в классе с низкой успеваемостью ограничить-

ся демонстрацией презентаций. На наш взгляд, разумное применение элек-

тронных образовательных ресурсов позволит сделать урок развивающим, по-

135

знавательным и интересным, повысит мотивацию учащихся и, как следствие,

качество обучения.


1. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов. – Режим доступа:

http://school-collection.edu.ru/.

2. Математика онлайн. ресурсов. – Режим доступа: http://www.matematika-

na.ru/

3. Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов ресурсов.

– Режим доступа:http://fcior.edu.ru/

ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ В

ФОРМИРОВАНИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ

СТУДЕНТОВ ЭКОНОМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

Бондаренко Н.Ю.


Трансформационные процессы в экономике обуславливают поиск но-

вых подходов к методике обучения студентов экономических специально-

стей. Компетентностный подход в образовательном процессе должен наце-

ливать обучающихся и преподавателей на практико-ориентированную мо-

дель изучения экономических дисциплин.

Интерактивные методы обучения (ИМО) — это такие способы органи-

зации учебного процесса, которые обеспечивают включение обучающихся в

активное взаимодействие и общение в процессе их познавательной деятель-

ности посредством электронных средств коммуникации.

Преимущества интерактивных методов обучения:

стимулируют студентов к активной мыслительной, познавательной и

практической деятельности в процессе изучения учебного материала;

обладают высокими коммуникативными возможностями;

способствуют формированию умений и навыков самостоятельной и

дистанционной работы обучающихся;

обеспечивают более эффективное взаимодействие преподавателя и

обучающегося посредством электронных средств связи.

Одним из таких действенных инструментов взаимодействия является

электронная рабочая тетрадь. Электронная тетрадь выполняет следующие

функции: учебно-информационную, развивающую, контролирующую, функ-

цию обратной связи (синхронного и асинхронного общения), стимулирую-

щую.

Электронная рабочая тетрадь – это метод интерактивного обучения

студента, форма актуализации, закрепления и контроля учебного материала.

Она позволяет эффективно выполнять самостоятельную работу студента, ор-

ганизовывать обучение в индивидуальном темпе, а также формировать про-

фессиональные компетенции данной дисциплины.

В электронных тетрадях чаще всего рассматриваются:

136

краткий теоретический материал, содержащий основные понятия, их

свойства, определения, схемы, таблицы;

упражнения на отработку основных понятий и их свойств;

задачи разного вида, образцы их решения;

контрольные вопросы по теме;

варианты домашних заданий.

Электронные ресурсы такого рода позволяют устанавливать гипер-

ссылки так, что студент в любое время имеет доступ к методическому обес-

печению дисциплины.

Для того, чтобы формировать и закреплять такой компетентностный

подход, в тетради необходимо отражать несколько видов и уровней заданий.

Допустим, дисциплина «Экономика» предполагает освоение четырех

дидактических единиц (разделов курса). В каждом из этих разделов необхо-

димо отражать уровень компетенций: знать, уметь, владеть. Тогда для того,

чтобы проверить уровень «знать» в рабочей тетради необходимо выполнить

тесты или заполнить глоссарий. Для уровня «уметь» предлагаются к реше-

нию расчетно-графические задачи. Уровень «владеть» предполагает решение

кейсов (ситуационный анализ).

В тестовую базу, которую необходимо представлять в электронной ра-

бочей тетради, включают открытые вопросы, вопросы на соответствие и за-

крытые вопросы (множественный выбор). Тест по каждой дидактической

единице разрабатываются в соответствии в целевой установкой: контроль

знаний студента. При необходимости такой электронный ресурс дает воз-

можность использовать тренировочные тесты и тесты-тренажеры, которые

осуществляют не только контроль знаний, но и дают возможность ликвиди-

ровать имеющиеся пробелы в изученном материале.

Глоссарий, как элемент рабочей тетради, также предполагает знание

терминов по дисциплине, которые необходимо проконтролировать.

Наличие расчетно-графических задач и заданий в электронной рабочей

тетради позволяет контролировать уровень навыков и умений студентов. В

этом случае, неотъемлемой частью рабочей тетради выступают методические

рекомендации по решению и представлению результатов работы.

Включение в электронную рабочую тетрадь кейс-стади позволяет реа-

лизовывать практико-ориентированный подход в обучении, так как предпо-

лагает анализ и решение конкретных ситуаций, с которыми студенты-

экономисты будут сталкиваться в практической деятельности.

За счет того, что задания в электронной рабочей тетради представлены

в разных формах: тестовой; классификации и обобщении различных фактов;

решении расчетных задач различных типов, учитывается направленность ка-

ждой профессиональной компетенции.

Положительный эффект от использования данного электронного ре-

сурса можно рассматривать со следующих дидактических позиций:

инструмент самообучения;

137

соединение достоинств учебного пособия с возможностями компью-

тера (гиперссылки, привязки и т.д.);

индивидуализация процесса обучения;

осуществление дистанционного выполнения и контроля заданий, в

том числе и для студентов заочной формы обучения.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ

ЭФФЕКТИВНОСТИ УРОКА В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Борзакова Т.В., Зуева Е.А.

МКОУ Аннинская СОШ №6

Стандарт нового поколения включает в себя требования к метапред-

метным результатам освоения образовательной программы – активное ис-

пользование речевых средств и средств ИКТ для решения коммуникативных

и познавательных задач. Для этого необходимы разработка и использование

технологий работы с видео- и аудио-, дистанционного обучения и сетевого

взаимодействия, поиск и обработка информации (в справочных источниках и

открытом учебном информационном пространстве Интернета). Проведение

различных экспериментов, исследований, проектирование и конструирование

позволяет приобрести навыки совместной продуктивной деятельности, со-

трудничества, взаимопомощи, планирования и организации.

Проведение уроков с использованием ИКТ способствует совершенст-

вованию и активизации учебного процесса, созданию положительной моти-

вации обучающихся к выполнению умственных и практических действий,

способствует развитию мелкой моторики руки, развитию внимания и памяти,

творческих способностей. Использование информационных технологий вы-

зывает у детей интерес, активизирует познавательную деятельность, даёт

возможность самореализации личности младших школьников. Правильно ор-

ганизованная работа с использованием проектора и экрана на уроке позволя-

ет проводить урок на высоком эстетическом и эмоциональном уровне, эко-

номит время прохождения учебного материала, повышая образовательную

плотность урока в 1,5-2 раза.

Из опыта составления электронных презентаций стоит учесть, что дос-

таточно использования компьютера на 3-4 этапах урока, не перенасыщая

слайды чрезмерной анимацией (это отвлекает детей). Необходимо продумы-

вать систему развивающих и проверочных заданий к каждому слайду, ставя

ученика не в позицию пассивного слушателя, а активного деятеля. Компью-

тер является мощнейшим стимулом для творчества детей, в том числе и са-

мых инфантильных или расторможенных. Экран притягивает внимание, ко-

торого мы порой не можем добиться при фронтальной работе с классом. На

экране можно быстро выполнить преобразования в деформированном тексте,

превратив разрозненные предложения в связный текст, или соединить стрел-

кой пример с правильным ответом.

Опираясь на знания о статусе ребёнка в классе, можно оптимизировать

работу за компьютером индивидуально и в группах. Особый эффект даёт та-

138

кая работа при решении проблемных задач на уроках математики, заданий

исследовательского характера на уроках окружающего мира.

Ученикам, выполняющим задания быстро и качественно, предлагаются

компьютерные тренажёры повышенной сложности или задание пропедевти-

ческого характера, выполнение которого позволит им участвовать в объясне-

нии нового материала своим одноклассникам.

Многие учителя, работающие в начальных классах, сталкиваются с

проблемой запоминания слов с безударными гласными, непроверяемыми

ударением. На помощь приходит презентация с интересными рисунками,

грамматическими сказками. Проверка по образцу осуществляется легко и

быстро.

При работе над изложением: план, вопросы, «трудные» слова - всё пе-

ред глазами детей. Во время презентации учитель «не привязан к доске», а

может оказать индивидуальную помощь, больше внимания уделить работе

«сильных» учеников.

Картины, окружающей нас природы, природные зоны, круговорот во-

ды, цепочки питания можно отразить на слайдах. Это делает урок увлека-

тельным, запоминающимся, что положительно влияет на качество образова-

ния младших школьников.

Тесты и тестовые задания позволяют осуществлять различные виды

контроля. При этом есть возможность выбора уровня трудности задания. Для

ученика важно то, что сразу после выполнения теста, когда эта информация

не потеряла свою актуальность, он получает объективный результат с указа-

нием ошибок.

Уже в начальной школе необходимо поощрять стремление детей ис-

пользовать компьютер как средство самообучения, воспитывать ценностное,

уважительное отношение к такой деятельности.

Таким образом, применяя ИКТ в обучении, мы продвигаем ребёнка в

общем развитии, помогаем преодолевать трудности, вносим радость в его

жизнь, вследствие чего урок становится современным и эффективным.


1. Ковалева А.Г. Использование информационно-компьютерных техноло-

гий при обучении в начальной школе. – М .: 2006. – 186 с.

2. Босова Л.Л. Компьютерные уроки в начальной школе // Информатика и

образование. – 2002. – №1.

3. Климова М.А. Компьютерные технологии на уроках //Начальная школа

– 2008. – №7.

4. Захарова Н.И. Внедрение информационных технологий в учебный про-

цесс // «Начальная школа». – 2008. – №1

5. Стадник М.В. Использование медиауроков для развития мышления

младших школьников. Библиотека сообщества учителей начальных

классов. Образовательный портал «Сеть творческих учителей», 2008.

139

РАЗВИТИЕ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРЕСА НА УРОКАХ

ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА СРЕДСТВАМИ ИКТ

Борзакова Т.В., Свиридова Н.М.


Современный урок – это такой урок, когда ученик под руководством

учителя получает новые знания, анализирует, выделяет нужную, полезную

информацию по данной проблеме, обобщает полученный материал, делает

выводы. Сегодня трудно представить урок без использования информацион-

ных технологий. ИКТ на уроках окружающего мира, позволяет показать за-

вораживающую красоту растительного и животного мира. А разве можно со-

вершить путешествие в космос за 45 минут? С использование средств ин-

формационно-коммуникационных технологий можно. В настоящее время

существует возможность преподавать уроки по-новому, увлекая детей, пред-

ставляя информацию более наглядно, разнообразно. ИКТ позволяет демонст-

рировать на уроке: фотографии памятников, городов, известных людей

,иллюстрации книг, игры, схемы и таблицы, тесты, кроссворды для проверки

знаний Учащиеся легче и быстрее усваивают материал. Исключается необхо-

димость жесткого контроля процесса и результатов учебного труда. Успеш-

ная учебно-познавательная деятельность укрепляет чувство собственного

достоинства, повышает самооценку и статус младшего школьника в коллек-

тиве.

Предмет «Окружающий мир» в начальной школе очень познаватель-

ный, интересный и в то же время этот предмет сложный. При изучении курса

учащиеся овладевают основами знаний о человеке, природе и обществе, по-

этому данный курс играет наряду с другими предметами начальной школы

значительную роль в развитии и воспитании личности.

В учебный комплект изучаемого курса входит учебник А.А.Плешакова

«Окружающий мир». В нём много интересных иллюстраций, которые при-

влекают внимание детей к наиболее важным моментам изучения каждой те-

мы. Изучая тему «Путешествия», автор предложил подписать в рабочей тет-

ради достопримечательности городов Москвы и Санкт-Петербурга. Но как

это сделать? Для решения этого задания детям помог Интернет. Они вирту-

ально посетили музеи и достопримечательности городов Москвы и Санкт-

Петербурга.

На уроках использую электронное приложение к учебнику

А.А.Плешакова «Окружающий мир». Оно охватывает ряд наиболее интерес-

ных тем об окружающем нас мире, его разнообразии, изменчивости и непо-

вторимости. Пособие, с помощью наглядных анимаций, рисунков, схем, таб-

лиц, красочных фотографий помогает детям понять таинственные законы

природы. Все материалы сопровождаются дикторским комментарием, что

делает работу интересной и познавательной. Тематические презентации, ко-

торые представляют собой электронное сопровождение к текстам учебника,

способствуют формированию интереса к предмету и, следовательно, поло-

жительно влияют на качество образования младших школьников.

140

Введение ФГОС НОО предполагает не только изучение материалов

учебника, но и наблюдения и опыты, проводимые с использованием цифро-

вых измерительных приборов, цифрового микроскопа, цифрового фотоаппа-

рата и видеокамеры. Наблюдения и опыты фиксируются, их результаты

обобщаются и представляются в цифровом виде. Средства ИКТ являются

наиболее перспективным средством реализации проектной методики обуче-

ния. Приобщение детей к учебно-исследовательской деятельности является

одной из форм обучения в современной школе, позволяющей наиболее полно

определять и развивать как интеллектуальные, так и потенциальные творче-

ские способности, причём индивидуально у каждого ребёнка. Исследова-

тельский проект - элемент научного творчества учащихся. Проектный метод

помогает учителю вовлекать ребят в интересную интеллектуальную деятель-

ность, формировать такие личностные качества, как воля, умение нести от-

ветственность за свой выбор, преодоление трудностей, развитие творческого

мышления, самостоятельность.

Использование медиатехнологий на уроках окружающего мира спо-

собствует повышению эффективности урока, наглядности преподавания, ин-

тереса учащихся к предмету, осознанности в овладении программным мате-

риалом, а также позволяет значительно активизировать зрительный канал,

мнемонические центры личности, что приводит к прочности, быстроте ус-

воения материала, повышается познавательная активность учащихся, созда-

ются предпосылки активной речевой деятельности, развивается мышление.

Большим плюсом ИКТ является безграничность информации, которую могут

получить учащиеся. Использование компьютерных технологий на уроках ок-

ружающего мира позволяет формировать и развивать у учащихся учебно-

познавательные, информационные, коммуникативные, общекультурные

ключевые компетенции.


1. Бурлакова А.А. Компьютер на уроках в начальных классах.//Начальная

школа плюс До и После. – 2007. – №7.

2. Асмолов А.Г., Бурменская Г.В., Володирская И.А. и др. Как проектиро-

вать универсальные учебные действия в начальной школе: от действия

к мысли: пособие для учителя / под ред. А.Г. Асмолова.- М.: Просве-

щение,2008.

3. Алексеева Л.Л., Анащенкова С.В., Биболетова М.З. и др. Планируемые

результаты начального общего образования / под ред. Г.С. Ковалевой,

О.Б. Логиновой. – 2-е изд. – М. : Просвещение, 2010.

141

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-

КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Борисова А.А.

«Донской государственный технический университет»

(ТПИ-филиал ДГТУ)

Как известно, в конце ХХ века человечество вступило в стадию разви-

тия, получившую название постиндустриальное или информационное обще-

ство. Суждение «Мы живём в век информации и коммуникаций» не совсем

верно, поскольку и информация, и коммуникация были всегда, но постинду-

стриальное общество уникально тем, что его характеризует исключительно

быстрое развитие информационных и коммуникационных технологий, а их

возможности становятся беспрецедентными для развития человека, для эф-

фективного решения многих профессиональных, экономических, социальных

и бытовых проблем. Грамотно, умело распорядиться этими возможностями

смогут лишь те члены общества, которые будут обладать необходимыми

знаниями, позволяющими ориентироваться в новом информационном про-

странстве». С позицией автора я согласна, поскольку действительно, инфор-

мация и коммуникация существуют ровно столько же, сколько существует

человечество. Со временем информационные средства усовершенствуются.

На сегодняшний день очень важно уметь грамотно применять ИКТ в любой

деятельности, в том числе и преподавательской. Современное информацион-

ное общество предъявляет новые требования к педагогическим работникам в

вопросах применения информационно-коммуникационных технологий в

процессе самостоятельного извлечения и предоставления знаний. Информа-

тизация воспитательно-образовательного процесса - одно из приоритетных

направлений модернизации образования, включающее в себя целый ряд та-

ких важных задач, как:

а) обеспечение образовательных учреждений компьютерной техникой

и средствами коммуникации;

б) обеспечение учебных заведений электронными средствами обуче-

ния;

в) автоматизация управленческой деятельности администрации образо-

вательных учреждений;

д) внедрение информационных технологий в учебный процесс в вузе;

г) подготовка и повышение квалификации по использованию информа-

ционно-коммуникационных технологий в образовательном процессе.

Наличие вышеперечисленных условий позволит перевести учебный

процесс на качественно новый уровень, так как возникают новые возможно-

сти для построения системы работы преподавателя по организации учебного

процесса как на лекции и семинаре (объяснение нового материала, закрепле-

ние, контроль знаний), так и вне учебного процесса (отработка пропущенно-

го материала, подготовка к занятиям, дополнительное образование). Исполь-

зование электронных обучающих средств на учебных занятиях обеспечивает:

1. Экономию времени при объяснении нового материала;

142

2. Представление материала в более наглядном, доступном для вос-

приятия виде;

3. Воздействие на разные системы восприятия учащихся, обеспечивая

тем самым лучшее усвоение материала; дифференцированный подход к обу-

чению учащихся, имеющих разный уровень готовности к восприятию мате-

риала; постоянный оперативный контроль над усвоением материала студен-

тами;

4. Вариативность в работе преподавателя, владеющего современными

компьютерными технологиями при создании эффективных систем обучения

в зависимости от своих педагогических и методических предпочтений, уров-

ня подготовки учащихся, профиля и особенностей материальной базы учеб-

ного заведения.

Формирование и развитие информационно-коммуникационных компе-

тентностей современного преподавателя позволяет вывести процесс препо-

давания той или иной дисциплины на более высокий качественный уровень,

учитывая направление подготовки специалиста. Результативность и эффек-

тивность деятельности того или иного преподавателя достигаются благодаря

навыкам плодотворного сотрудничества с учащимися и коллегами на основе

информационного взаимодействия, умения осуществлять подбор, структури-

рование и оценивание информации, необходимой для решения широкого

круга образовательных задач. В образовательной деятельности возрастает

значимость проектирования информационных моделей педагогического про-

цесса с учетом взаимосвязей между всеми его компонентами, усиливается

необходимость освоения и использования постоянно расширяющегося спек-

тра педагогических технологий. Таким образом, информационно-

коммуникационные технологии могут выступать в качестве своеобразного

катализатора в процессе возникновения различных изменений в содержании,

методах и процессах преподавания и изучения, наиболее часто проводя пе-

ремены от лекционной формы обучения к конструктивным исследователь-

ски-направленным занятиям. «В высших учебных заведениях, готовящих бу-

дущих педагогов, студентам должны быть созданы самые благоприятные ус-

ловия для использования технологических возможностей современных ком-

пьютеров и средств связи, для поиска и получения информации, развития по-

знавательных и коммуникационных способностей, умения оперативно при-

нимать решения в сложных ситуациях и т.д. Преподаватели же, освобождён-

ные от передачи формальных знаний, получившие свободу в выборе форм

взаимодействия с обучаемыми, смогут приложить свои силы к тому, что и

должно составлять суть их работы. Речь идёт о выработке подходов к изуче-

нию той или иной дисциплины с учётом индивидуальных возможностей и

потребностей студентов, обучении их в ходе дискуссий, совместном проек-

тировании и критическом анализе полученных результатов, нестандартном

взгляде на стоящие проблемы. Для учебного заведения, готовящего будущих

педагогов, очень важно то, что даже традиционные аудиторные формы рабо-

ты наполнятся в этом случае новым содержанием, поскольку время, сэко-

номленное благодаря применению ИКТ, может быть отдано личному обще-

143

нию педагогов и обучаемых, крайне необходимому для их профессиональной

подготовки» . С позицией автора я согласна, поскольку выработка подходов

к изучению той или иной дисциплины зависит от её специфики. При этом

важно, чтобы преподаватель учитывал направленность специальности, инди-

видуальные возможности и потребности студентов. Также я согласна с тем,

что для вузов и специальностей, готовящих педагогов является важным раз-

нообразить методы обучения при помощи ИКТ. Будущие педагоги уже в

процессе обучения должны быть знакомы с их преимуществами. Однако ин-

формационно-коммуникационные технологии изначально не были созданы

лишь для нужд образования. Мы можем наблюдать, как система образования

встраивается в сетевой мир, где уже прочно заняли своё место средства мас-

совой информации, реклама, банковская система, торговля и т.п. Следова-

тельно, образование не может осуществляться исключительно с помощью

Интернета. Из этого следует, что очень важно уметь грамотно применять

ИКТ в образовательном процессе, чтобы они служили эффективными мето-

дами, а не помехой и дезинформацией. Преподаватель должен уметь вести

четкий контроль за применением студентами ИКТ в процессе их самоподго-

товки.


1. Брановский Ю.С. «Педагогические информационные технологии» (Вве-

дение в педагогическую информатику): Учебное пособие. – Ставрополь,

2010.

2. Григорьев С.Г. «Методико-технологические основы создания электрон-

ных средств обучения» – Самара: Самарская государственная академия,

2011.

3. Захарова И.Г. «Информационные технологии в образовании» - учебное

пособие для вузов. – М.: «Академия», 2009.

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В

ПРАКТИКЕ РАБОТЫ МУЗЫКАЛЬНОГО РУКОВОДИТЕЛЯ

ДЕТСКОГО САДА

Брик И.М., Кузнецова Т.В.


МКДОУ Детский сад №7 комбинированного вида

Неудержимое развитие информационного общества, широкое распро-

странение мультимедийных технологий, электронных информационных ре-

сурсов, сетевых технологий позволяют использовать информационные тех-

нологии (ИТ) в качестве средства обучения, общения, воспитания.

Традиционные и новые направления внедрения информационных тех-

нологий создают в совокупности предпосылки для реализации современной

концепции применения ИТ в образовании. Это становится возможным толь-

ко при условии создания информационной среды и информационных ресур-

сов образовательного процесса.

144

Современный мир непрерывно меняется, а с ним меняются и наши де-

ти. Сегодня уже не вызывает сомнений тот факт, что современные дети силь-

но отличаются не только от своих советских однолеток, но и сверстников по-

следних десятилетий. И не потому, что изменилась природа самого ребенка,

принципиально изменилась сама жизнь, воспитательные модели в социуме,

педагогические требования в детском саду.

Особенностью учебного процесса с применением информационных

технологий в ДОУ является то, что центром деятельности становится ребе-

нок. Педагог выступает в роли помощника, стимулирующего активность,

инициативу, самостоятельность детей, поощряющего оригинальные находки.

Включение ИКТ в непосредственно образовательную деятельность

улучшает результат образования, и помогает решить ряд задач:

существенно расширить содержание образования, делая его доступ-

ным и понятным детям;

обогатить возможности организации совместной деятельности педа-

гога и детей с учетом ФГС;

активизировать творческий потенциал ребёнка, способствовать вос-

питанию музыкальной культуры;

развить интегративные компетенции дошкольника.

Красочные познавательные презентации, видеофильмы, мультимедий-

ные пособия помогают разнообразить процесс знакомства детей с музыкаль-

ным искусством, сделать встречу с музыкой более яркой, интересной.

К сожалению, пока нет специальной программы и методических посо-

бий, которые помогут педагогу-музыканту в дошкольном учреждении гра-

мотно и эффективно использовать информационно-коммуникационные тех-

нологии, поэтому приходится самостоятельно осваивать этот новый вид дея-

тельности, разрабатывать авторские мультимедийные учебно-методические

пособия, презентации, музыкально-дидактические игры с аудиоприложени-

ем.

Применение новых информационных технологий позволяет использо-

вание мультимедийного оборудования во всех видах музыкальной деятель-

ности: в организации восприятия музыки, пении, музыкально-ритмической

деятельности, музыкально-дидактических играх и т.д.

Музыкальный руководитель может использовать различные электрон-

но-образовательные средствакак при подготовке к музыкальному занятию, на

самих занятиях (при объяснении нового материала, разучивании песен, тан-

цев, повторениях, для закрепления усвоенных знаний), так и во время прове-

дения развлечений, в организации досуга детей и на традиционных утренни-

ках и праздниках. Большую помощь при подготовке и проведению музы-

кальных занятий оказывает педагогу пакет MicrosoftOffice, содержащий в ча-

стности текстовый редактор Wordи редактор презентацийPowerPoint.

Используя возможности программы PowerPoint можно создавать муль-

тимедийные презентации.Мультимедиа-презентации (по-другому, электрон-

ные диафильмы) могут включать в себя анимацию, аудио- и видеофрагмен-

ты, элементы интерактивности (реакцию на действия пользователя). Исполь-

145

зование мультимедиа презентаций целесообразно как с помощью компьюте-

ра, так и с помощью мультимедиа-проектора.

Использование цифровых презентаций позволяет привнести эффект на-

глядности в занятия и помогает ребенку усвоить материал быстрее, акценти-

ровать внимание на значимых моментах, создавать яркие запоминающиеся

образы. Мультимедийные презентации год от года становятся все более вос-

требованной и эффективной формой проведения занятий. Для педагога про-

грамма PowerPointоткрывает широкие возможности, так как проста в исполь-

зовании, почти не требует специальных навыков, позволяет создавать не

только иллюстративный ряд, но и интерактивные игры и даже мультфильмы.

Использование анимации помогает поэтапно представить учебный материал.

Выделение объектов, передвижение их по слайду акцентирует внимание де-

тей на главном в изучаемом материале. С помощью компьютера дети могут

виртуально бродить по залам музеев (например, музею музыкальных инст-

рументов), знакомиться с творчеством композиторов и даже изучать нотную

грамоту. Современное музыкальное занятие– это занятие, которое насыщено

инновациями на всех его этапах. У детей активно развивается восприятие –

зрительное, слуховое, чувственное. В этом процессе также активно задейст-

вованы различные виды памяти,музыкальные и художественные образы вос-

принимаются глубже, полнее, ярче, звучание музыки дополняется картинами,

движениями, развитием, а изображение картин и образов сопровождается

звуками. Стремительное развитие мультимедийных презентаций и масштаб-

ность их применения в сфере образования объясняется в первую очередь

многочисленными преимуществами использования. К ним относятся:

информационная ёмкость. Основным отличием презентаций от ос-

тальных способов представления информации является их особая насыщен-

ность содержания, возможность в одной мультимедийной презентации раз-

местить достаточно большой объем графической, текстовой и звуковой ин-

формации;

компактность и мобильность. В качестве носителей для мультиме-

дийной презентации могут быть использованы различные типы дисков,

флеш-карты, все эти типы носителей отличаются компактностью и удобст-

вом хранения;

доступность. Достоинства презентаций в том, что её может подгото-

вить каждый педагог;

наглядность и эмоциональная привлекательность. Мультимедийные

презентации дают возможность представить информацию не только в удоб-

ной для восприятия последовательности, но и эффектно сочетать звуковые и

визуальные образы, подобрать доминирующие цвета и цветовые сочетания,

которые создадут у дошкольников позитивное отношение к представляемой

информации, будут способствовать комплексному восприятию и лучшему

запоминанию материала;

146

многофункциональность. Возможность многократного использова-

ния одной мультимедийной презентации, дополнениееё новыми текстовыми

и графическими материалами.

Возможности электронно-образовательных ресурсов используются в

различных направления работы: это могут быть музыкально-дидактические

игры типа «Убери лишнее», «Музыкальное лото», «Угадай мелодию» и т.д. В

содержание электронных презентаций можно включать портреты композито-

ров, иллюстрации к музыкальным произведениям, фотографии, рисунки са-

мих детей. В процессе пения на экране отражается графическое изображение

мелодий, по которым дети могут узнавать знакомые песенки. Видеоряд так-

же можно использовать на праздниках (презентации, видеоролики, музы-

кальные клипы) как эмоциональный красочный фон мероприятий.

С помощью компьютерных технологий очень удобно осуществлять

разработку перспективного и календарного планирования.Присоздании эле-

ментов костюмов для детских спектаклей, масок персонажей, атрибутов для

проведения утренников можно использовать графический редактор, а также

поискать материал в сети Интернет.

Важное значение также имеет технология пересылки и обработки ин-

формационных сообщений, обеспечиваяоперативную связь между людьми.С

каждым днём все больше педагогов начинают заниматься собственными раз-

работками информационных ресурсов.

Умение пользоваться интернетом позволяет быть в курсе событий,

происходящих в педагогических сообществах, отслеживать анонсы событий

(проведение конкурсов, семинаров), получать консультации по актуальным

проблемам, размещать свои работы, там же знакомиться с наработками своих

коллег-педагогов.

Но вместе с положительными факторами использования ИКТ сущест-

вуют некоторые проблемы:

нет компьютера в музыкальном зале (кабинете) ДОУ;

нет компьютера в домашнем пользовании педагога;

недостаточная компьютерная грамотность педагога;

недостаточное программное обеспечение;

неправильное определение дидактической роли и места ИКТ на за-

нятиях;

бессистемность, случайность применения ИКТ;

перегруженность занятий демонстрацией.

На современном этапе развития информационных технологий, возрас-

тают потребности в специалистах более высокого уровня профессионального

мастерства. Для современного педагога должно быть обычным делом: поиск

необходимой информации, работа с электронной почтой. Педагог должен

использовать в своей профессиональной деятельности локальные и глобаль-

ные компьютерные сети: уметь анализировать полученную информацию, са-

мостоятельно находить друзей и коллег в разных странах мира, вести пере-

писку, слышать и видеть их.

147

Таким образом, с помощью ИКТ усиливается информационное взаимо-

действие между субъектами информационно-коммуникативной предметной

среды, результатом которой является формирование более эффективной мо-

дели обучения, повышается мотивация к изучению общественных дисцип-

лин.


1. Захарова И. Г. Информационные технологии в образовании. Учебное по-

собие для высш. учеб. заведений. – М.: Академия, 2008.

2. Калаш И. Возможности информационных и коммуникационных техноло-

гий в дошкольном образовании: аналитический обзор / Институт

ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании. – М., 2011.

(http://iite.unesco.org/pics/publications/ru/files/3214673.pdf).

3. Роберт И.В., Панюкова С.В., Кузнецов А.А., Кравцова А.Ю. Информаци-

онные и коммуникационные технологии в образовании: Учебно-

методическое пособие для педагогических вузов / Под редакцией И.В. Ро-

берт. – М.: ИИО РАО, 2006. – 374 с.

РЕАЛИЗАЦИЯ ДАЛЬТОН-ПЛАНА С ПОМОЩЬЮ

ИНФОРМАЦИОННО-КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Верзилина М.Ю.

МКОУ БГО Танцырейская СОШ

Семья должна заботиться, чтобы человек отвечал требованиям общества, ка-

кие были 20 лет назад, улица – требованиям сегодняшним, школа – требова-

ниям, какие будут через 20 лет.

М. Гаспаров

Дальтон-технология считается весьма перспективной. В ней заложены

большие возможности для реализации личностно- ориентированного образо-

вания даже в условиях традиционной классно-урочной системы. Небольшая

историческая справка. Дальтон – это город в США, где впервые была создана

такая школа. Отсюда и произошло название. Автором ее является Хален

Паркер.

В настоящее время союз Дальтон-плана и информационно-

компьютерных технологий гарантирует высокий уровень образовательного

процесса и качества образования. Использование ИКТ в процессе урока, как

показывает практика, снимает нервную нагрузку школьников, дает возмож-

ность менять формы их деятельности, переключать внимание на узловые во-

просы темы занятий, что соответствует требованиям, предъявляемым к уро-

ку, развивает коммуникативные умения и навыки, помогает установлению

эмоциональных контактов между учащимися, приучает работать в команде,

прислушиваться к мнению своих товарищей.

Цели Дальтон технологии: обеспечить индивидуализированное разви-

тие ученика; обеспечить развитие его социального опыта за счёт овладения

навыками сотрудничества, ответственности в учебно-познавательной дея-

тельности.

148

Обучающийся должен иметь электронную тетрадь (диск) с компьютер-

ными лекциями, разноуровневыми заданиями, в том числе и творческого ха-

рактера, подборку электронных лабораторных работ, тренажёры. Компью-

терная лекция позволит учащимся выбрать индивидуальный темп и путь

обучения; «оживит» теоретический материал.

Дальтон-план – это сочетание кабинетного обучения с образователь-

ным процессом, основанным на трех принципах: свобода, самостоятельность,

сотрудничество. Все эти принципы объединяются ведущим принципом –

принципом гуманизма. В этом суть философии Дальтон-технологии. Основ-

ная идея Дальтон-технологии: работай с кем хочешь, спрашивай кого хо-

чешь, но отвечать за выполнение задания будешь сам. Все эти исходные по-

зиции философии рассматриваемой технологии реализуется через Дальтон-

план, включающий в себя задания, лабораторию и «дом».

Задания составляют основу технологии Дальтона. Они должны носить

творческий характер, где определяется задача (проблема), а сами задания

формируются на уровневой основе, охватывают достаточный объём учебного

материала; чётко формулируется цель задания, а значит и результат его вы-

полнения; задание должно быть понятным и интересным ученику, рассчита-

но на возможность ученика самостоятельно справиться с ним; предусматри-

вается возможность для учёта, самоконтроля и контроля (например, выступ-

ление в группе). Именно через выполнение системы заданий осуществляется

прежде всего индивидуальное развитие ученика. Лаборатория – это время в

расписании ученика, отведенное для самостоятельной работы над заданием, а

также для участия в учебных занятиях. Технология Лаборатории может про-

водиться в форме: Дальтон-часа, Дальтон-дня, Дальтон-недели. Это работа

учащихся в специально созданных лабораториях по выполнению заданий,

оснащённых мультимедийным оборудованием с доступом к сети Интернет.

(Рис.1). Мебель в классной комнате может быть переставлена (Рис.2).

Рис.1. Зона лаборатории с доступом

к сети Интернет в классной комнате

Рис.2. Расположение мебели

«Дом» — это условия, приближенные к домашней свободе: наличие

места, где ученику комфортно работать; свобода выбора с кем выполнять ра-

боту; наличие группы консультантов.

В работе над реализацией Дальтон-плана, составленного учителем, де-

ти учатся сотрудничать, а обучение в сотрудничестве воспитывает в них та-

кие нравственные ценности: как взаимопомощь, желание и умение сопере-

живать, формируются творческие способности, активность обучаемых, т.е.

идет неразрывный процесс обучения и воспитания. Важнейший аспект рабо-

ты обучащегося связан с поиском необходимой информации. Школьники

149

учатся работать не только с книгой, но и со средствами массовой информа-

ции, ресурсами Интернет; учатся проектировать, создавать презентационное

сопровождение своих выступлений.

Целесообразность применения информационно-коммуникационных

технологий на уроках по Дальтон-плану:

содействует росту успеваемости учащихся по предмету;

позволяет учащимся проявить себя в новой роли;

формирует навыки самостоятельной продуктивной деятельности;

способствует созданию ситуации успеха;

делает занятие интересным и развивает мотивацию;

обучающиеся начинают понимать более сложный материал в резуль-

тате более ясной, эффективной и динамичной подачи материала;

обучающиеся работают более творчески и становятся уверенными в

себе.

снижается перегрузка детей за счёт учения с интересом в условиях

индивидуального темпа работы.


1. Кукушин В.С. Педагогические технологии. – Режим доступа:

http://www.univer5.ru/pedagogika/pedagogicheskie-tehnologii-kukushin-

v.s.html

2. Дальтон-технологии в школе. – Режим доступа:

http://www.analizplan.narod.ru/dalton.html

3. Методика проведения уроков с использованием ИКТ. – Режим доступа:

http://ext.spb.ru/index.php/2011-03-29-09-03-14/79-2011-05-03-14-39-

29/1533-2012-09-10-18-46-10.html

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ СРЕДЫ

Головачук И.П., Никулина В.В.

Луцкий национальный технический университет

Моделирование трехмерной среды приобретает все большее распро-

странение. Это, прежде всего, связано с развитием компьютерной техники

и расширением сети Интернет. Создание трехмерных путеводителей, обу-

чающих программ требует реалистичности воспроизведения особенностей

рельефа местности, архитектуры, зданий предметов быта и т.д. Особенно

это касается преподавания компьютерной графики для специальностей ди-

зайн и строительство.

Постановка проблемы. Моделирование трехмерной среды широко

используется в учебном процессе. Для студентов достаточно ценным есть

опыт проектирования интерьеров, экстерьеров зданий в трехмерном про-

странстве, создание экскурсий и т.п. Например, абитуриент, имея виртуаль-

ную 3D модель учебного заведения, иметь возможность быстро найти нуж-

http://www.univer5.ru/pedagogika/pedagogicheskie-tehnologii-kukushin-v.s.html

http://www.univer5.ru/pedagogika/pedagogicheskie-tehnologii-kukushin-v.s.html

http://www.analizplan.narod.ru/dalton.html

http://ext.spb.ru/index.php/2011-03-29-09-03-14/79-2011-05-03-14-39-29/1533-2012-09-10-18-46-10.html

http://ext.spb.ru/index.php/2011-03-29-09-03-14/79-2011-05-03-14-39-29/1533-2012-09-10-18-46-10.html

150

ную аудиторию, кафедру, деканат и т.д. Кроме этого создание виртуального

оборудования, приборов позволяет детальнее ознакомиться с их строением,

быстрее усвоить методику выполнения лабораторных работ.

Сейчас данная проблема является весьма актуальной. Поэтому неуди-

вительно, что создано достаточно много программных средств, которые по-

могают ее решить. Среди программ трехмерного моделирования объектов

можно выделить 3ds max, Blender, Cinema 4D, а также среды для программи-

рования и создания игр: Unity 3D, 3D Rad, Game Maker и т.д.

Изложение основного материала. Данная статья посвящена общей

методике создания виртуальной среды средствами визуальной среды Unity

3D, которая позволяет проектировать целые виртуальные миры. Например,

можно создать интерьер помещений здания, или проект микрорайона с ин-

фраструктурой и провести экскурсию по этим объектам. Часто для иллюст-

рации различных процессов используют анимационные ролики.

В этой статье нами создано проект части микрорайона с проложенными

маршрутами к объектам инфраструктуры (магазинам, государственным уч-

реждениям). Это позволяет заказчику на стадии проекта визуально оценить

целесообразность размещения объектов в том или ином месте застройки.

Рассмотрим последовальность создания путеводителя по микрорайону.

Unity 3D содержит большое количество стандартных библиотек, имеющих

наборы различных геометрических фигур (как простых, так и довольно

сложных), ряд стандартных текстур и материалов, а также, что является

весьма ценным для программиста – это набор стандартных программных ко-

дов, на базе которых можно создать элементарные игры, экскурсии.

Как было указано, визуальная среда Unity 3d содержит набор опреде-

ленных визуальных компонентов. Однако иногда, создавая более сложные

трехмерные объекты, возникает сложность в реализации проекта. Поэтому

разработчики Unity внесли в свой актив средства поддержки многих форма-

тов из специализированных прикладных программ для 3D моделирования,

например, 3ds Max. На базе этой программы и будем осуществлять модели-

рование объектов, которые далее мы переносим на платформу Unity.

Программа 3ds Max позволяет создавать разнообразные 3D модели.

Она содержит огромное количество библиотек, модулей, методов моделиро-

вания и поэтому было бы нецелесообразно сосредотачиваться на всех этих

вопросах. Остановимся на нескольких аспектах, которые нужно знать при

импорте моделей в Unity. Создав любой объект в 3ds Max, нужно его сохра-

нить в формате .FBX.

Теперь нужно перенести нашу модель в среду Unity 3D. Для этого

нужно скопировать файл .FBX, а также использованые текстуры, в папку

Assets проекта , созданного в Unity 3D .

После этого нужно запустить проект в Unity 3D и выбрать экспорти-

руемую модель. Так будет создан первый элемент путеводителя. Аналогично

можно наполнить 3D виртуальную среду другими объектами. Для размеще-

ния объектов в трехмерной среде Unity 3D, необходимо выбрать элемент и

задать координаты по осям х, у, и z .

151

Важным прежде всего является соответствие размеров моделей реаль-

ным объектам, поэтому для задания точных размеров можно использовать

информацию из приложения Google Map и составлять их пропорциональные

соотношения, исходя из фотографий объектов. Размеры следует наносить в

метрических единицах для правильного отображения на компьютерах с про-

извольным расширением дисплея, поскольку пиксели, юниты и другие изме-

рительные единицы нам не позволят достичь желаемого результата.

Текстуры, которые мы накладываем на модели, стоит изменить в про-

граммах (Adobe Photoshop) и пытаться достичь золотой средины между каче-

ством и размером. Большой размер моделей затрудняет их воспроизведение

компьютером может привести к замедлению загрузки сцен путеводителя, за-

траты больших компьютерных ресурсов, однако малый размер характеризу-

ется низкой детализацией, что в свою очередь тоже сможет оттолкнуть поль-

зователя от разработанного программного продукта.

Далее нужно создать плоскость (поверхность), по которой будет пере-

двигаться наш пользователь. Для этого необходимо создать объект terrain.

После этого мы сможем расширить это поле, изменить его координаты. Для

воспроизведения реального ландшафта поверхность виртуальной среды не-

обходимо формировать из отдельных участков, задавая текстуру каждого из

них.

Создав виртуальный мир, необходимо организовать передвижение в

нем. Реализовать эту задачу можно с помощью стандартных АССЕТ Unity

3d. Однако их возможности для данного проекта узкие. Поэтому возникает

вопрос о программном отображении кривых перемещения пользователя, вы-

вода сообщений будут указывать на изменение направления движения, при-

ближение к определенным объектам, которые имеют важное значение для

ориентации в виртуальной среде. Для данных потребностей используются

такие языки программирования, как java script и C +, на них создаются соот-

ветствующие скрипты, обеспечивающие контроль над необходимыми нам

процессами. Данный этап работы включает нахождение оптимальной траек-

тории движения в виртуальной среде и описание ее с помощью математиче-

ских уравнений. Прокладывая маршрут нужно отслеживать и избежать

столкновения с объектами, которые могут быть размещены на пути движения

экскурсии. Собственно это и является главной задачей этого этапа.

Управление персонажем осуществляется с помощью клавиатуры и ма-

нипулятора мышь. Сам персонаж не представлен, поскольку нет необходи-

мости на нем концентрировать внимание, а проект разработан для преодоле-

ния маршрута непосредственно пользователем путеводителя. Основные

смещения по осям Х и У осуществляется с помощью мыши, так была создана

система, которая вычисляет смещение мыши проектирует ее траекторию в

определенном масштабе на плоскости. Само же передвижения происходит со

скоростью медленного бега человека.

Не менее важной является проблема создания визуальных спецэффек-

тов, поскольку они для пользователя имеют большое значение для ощущения

реалистичности среды. Поэтому мы наполнили путеводитель детализирован-

152

ными объектами, анимацией, видеофрагментами, позволяющим передать

большое количество информации о виртуальной среде. Отдельно можно вы-

делить спецэффекты связаные с динамическими преобразованиями отдель-

ных элементов самой среды с течением времени. Все это осуществляется

средствами программы Cinema 4D. Следующим этапом разработки проекта

является создание освещения (отражения лучей от зеркальных поверхностей

или их дисперсия при прохождении через стекло). Для этого нужно запрог-

рамировать шейдеры и затем применять для соответствующих тел. Также не

стоит забывать и о небе – это очень важная составляющая, поэтому нужно

сосредоточиться на выборе текстур и организации движения облаков. Нужно

создать характерные для данного климата условия, передать характерные для

этого района географические свойства. Следующим элементом ландшафта

является создание деревьев, клумб, травы. Именно с воспроизведением де-

ревьев могут возникать проблемы, поскольку они состоят из множества вет-

вей и листьев, а детализация требует очень много времени и усилий. Созда-

ние таких объектов, состоящих из большого количества полигонов, приводит

к тому, что модели будут содержать много байт информации, а это в свою

очередь увеличит размеры проекта.

Следующий и финальный шаг – компиляция. Именно этот фактор и

выделяет Unity 3D среди других программ подобного назначения, поскольку

с помощью Unity мы можем скомпилировать проект практически в любую

ныне популярную платформу (Windows, Mac, Web Player, Android, Xbox 360

и т.д.). Это является весьма важной характеристикой, как для разработчиков,

так и для клиентов. Разработчикам не нужно знать множество языков про-

граммирования и приложений, работая с Unity. Для пользователя такие вир-

туальные путеводители есть удобные, ведь их можно открыть и просмотреть

на телефоне, планшете, компьютере, а также используя Интернет можно ска-

чать, находясь на любом расстоянии от места экскурсии, и всегда найти со-

ответствующий маршрут. Скомпилируем наш проект под операционную сис-

тему Windows. Для этого открываем File – Build settings, выбираем платфор-

Рис. 1. Окно среды Unity 3D

153

му Windows и нажимаем Switch platform и Build and Run (рис. 1), ждем за-

вершения компиляции.

После чего мы сможем запустить наш путеводитель на любом компью-

тере с операционной системой Windows (рис. 2).

Это была лишь общая, поверхностная структура путеводителя. Если

глубже вникнуть, то нужно вникать в нюансы каждой среды моделирования

3D – объектов, языков программирования и т.д. Нужно показывать структу-

ры скриптов, анализировать их производительность, показывать механизмы

их реализации, альтернативы настроек.

Заключение. Так, создание виртуальной 3D среды позволят проекти-

ровать микрорайоны, путеводители, которые предоставят возможность про-

смотреть марушруты, увидеть объекты, которые нас интересуют, внести из-

менения в проект застройки, и все это – в любой момент времени и с широ-

кого ассортимента устройств. Таким образом использование в обучающем

процессе программного обеспечения позволяющего разрабатывать такие

проекты, есть очень перспективным направлением. В первую очередь – это

подготовка презентаций курсовых и дипломных проектов, а также реклам-

ных роликов.


1. Никулин Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики.

– СПб.: БХВ – Петербург, 2003. – 560 с.

2. Cinema 4D. Основные положения и профессиональные методы работы в

программе. eBook / Перевод Штирлиц. – Мюнхен: Addison – Wesley, 2007

г. – 530 с.

Рис. 2. Вид скомпилированого проекта на платформе Windows

154

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ

ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В

СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ

Горбачев А.А.

Московский государственный гуманитарно-экономический институт

Современное общество немыслимо без применения информационных

технологий в различных сферах деятельности. При этом с каждым годом

программное и аппаратное обеспечение позволяет реализовывать с помощью

компьютера и сопутствующих периферийных устройств до этого невыпол-

нимые задачи.

Актуальность применения информационных технологий в современ-

ном образовательном процессе очевидна. Базовые возможности преподава-

ния, как то чтение лекций и проведение семинаров и лабораторных работ не

позволяют в полной мере развить потенциал студента в рамках конкретной

образовательной программы. На сегодняшний день имеется огромный ряд

программного обеспечения и аппаратных ресурсов для более широкого пред-

ставления преподаваемого материала студенту.

Среди широкого круга возможностей применения информационных

технологий в образовательном процессе можно выделить следующие базо-

вые группы:

1. Программы, позволяющие визуализировать информацию, которую

рассказывает преподаватель. К этой группе можно отнести программы для

создания презентаций (например, PowerPoint).

2. Программное обеспечение для воспроизведения лекции в виде ви-

деоролика, сочетающего в себе не только графическую информацию, но и

звуковое сопровождение (например, Camtasiastudio).

3. Системы интерактивного обучения, включающие в себя не только

программную составляющую, но и аппаратный функционал в виде различно-

го рода периферийных устройств (планшеты, проекторы, интерактивные

доски и т.п.).

4. Системы дистанционного чтения лекций. В рамках этой группы

следует отметить программное обеспечение для возможности удаленного

общения с преподавателем посредствам локальных (а в некоторых случаях и

глобальных) сетей. К данной группе относится, например, программное

обеспечение NetOP, позволяющее демонстрировать рабочий стол преподава-

теля на множество машин студентов. Помимо возможности в реальном вре-

мени получать аудио и видео информацию от преподавателя, имеется также

возможность обратной связи с ним средствами чата.

5. Системы дистанционного обучения. На сегодняшний день это дос-

таточно распространенное программное обеспечение, позволяющее студен-

там из различных регионов получать образование в престижных ВУЗах, не

выходя из дома. Такой подход в современном образовании позволяет «урав-

новесить» силы различных социальных слоев населения и сделать образова-

ние доступным для широких масс. К подобным системам можно отнести

155

бесплатное программное обеспечение Moodle. Особой отличительной чертой

данной группы является то, что возможность преподавания настолько широ-

ка, что охватывает в рамках данной группы все выше представленные техно-

логии и их положительный эффект.

Представленный в данной статье список групп программного обеспе-

чения ни в коем случае нельзя считать полным и исчерпывающим. Задачами

любого современного преподавателя является необходимость отслеживания

рынка образовательного программного обеспечения и внедрение его в свой

образовательный процесс. Только при систематической и полноценной ин-

форматизации учебного процесса можно получить грамотного знающего со-

временного специалиста, востребованного на рынке труда.

И ВНОВЬ К ВОПРОСУ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

МЕТОДИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ УЧИТЕЛЯ

НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

«МАТЕМАТИКА» НА ФНК

Горина О.П.

Мичуринский государственный аграрный университет.

Педагогический институт

Проблемы методико-математической подготовки учителя начальных

классов в вузах, как правило, возникают в связи с теми преобразованиями,

которые осуществляются в начальной школе. С историей развития отечест-

венного начального образования и проблемами подготовки учителя на соот-

ветствующем этапе можно ознакомиться в статье «Планируемые результаты

начального математического образования и процесс их достижения» [5].

Анализируя современный этап, характеризующийся началом обучения

по новым Стандартам НОО, на передний план были выдвинуты задачи реа-

лизации системно-деятельностного подхода, формирования не только пред-

метных, но и метапредметных умений, что нашло отражение в общей образо-

вательной программе. Существенным в данной программе является диагно-

стика планируемых результатов и их оценка, а также методическое сопрово-

ждение образовательного процесса в начальной школе, что вызывает интерес

у администрации образовательных учреждений, у психологов, методистов и

учителей начальных классов. Учителю необходимо понять, принять и реали-

зовать требования Стандарта, которые существенно меняют методологию

учебного процесса, и, как следствие, – педагогическое сознание учителя. А

это непросто, отмечает Н.Б. Истомина, особенно когда предметное содержа-

ние курса математики не претерпело существенных изменений, и у большин-

ства учителей сложились определённые стереотипы организации учебной

деятельности учащихся, так как подготовка будущего учителя в колледже и

вузе сегодня, как и прежде, сориентирована на так называемую «знаниевую

парадигму».

Фактически учителя получили установку на формирование предметных

и метапредметных умений у учащихся, а дидактические и методические ин-

156

новации, которые создадут условия для достижения планируемых результа-

тов обучения, ждут дальнейших исследований.

И, естественно, важно и нужно думать, прежде всего, о новациях про-

цессуального характера [5].

К кому относится это «… важно и нужно …»? По-видимому, ко всем

нам, кто каким-либо образом имеет отношение к начальной школе и соответ-

ствующей подготовке учителя. И в который раз, перелистывая страницы

профессиональной автобиографии, задаёшь себе вопросы:

«А каков мой вклад как преподавателя математики на факультете на-

чальных классов в подготовку будущего учителя к обучению младших

школьников математике, в том числе и в плане реализации требований ФГОС

НОО?», «Что уже сделано в этом направлении?»

«Какие имеются возможности для внедрения методических идей, науч-

ных и учебно-методических трудов единомышленников в практическую дея-

тельность по подготовке учителя, отвечающей современным требованиям к

его профессиональной компетентности?»

Безусловно, степень владения системой научных знаний в области ма-

тематики саму по себе нельзя считать признаком профессиональной компе-

тентности учителя. Её признаком выступает умение соотнести имеющиеся

знания с содержанием материала, изучаемого в начальной школе, со спосо-

бом той деятельности, которую должен осуществлять учитель. Только при

этих условиях знания превращаются в инструмент профессиональной дея-

тельности и позволяют строить её на высоком методическом уровне.

Анализируя методические и научные труды ведущих математиков и

методистов по начальной школе и подготовке учителя начальных классов и

личный опыт преподавания математики в педагогическом вузе, были выде-

лены следующие пути совершенствования методико-математической подго-

товки учителя начальных классов:

построение интегрированного методико-математического курса под-

готовки учителей начальных классов к обучению младших школьников ма-

тематике;

нацеленность методического курса на разъяснение идей развиваю-

щего обучения;

формирование умения работать со школьным учебником при изуче-

нии базовых дисциплин, в частности математики (например, умения выпол-

нять логико-математический анализ материала школьных учебников по ма-

тематике);

овладение методическими приёмами, которые будут использованы в

практической деятельности учителя;

решение проблемно-профессиональных задач на различных этапах

учебной деятельности (мотивации, постановки учебной задачи, решении

учебных задач, самоконтроля и самооценки) [1], [2].

Отмечая в вышеуказанных статьях, что курс математики на ФНК соз-

даёт благоприятные условия для переноса способов организации учебной

157

деятельности студентов на организацию учебной деятельности младших

школьников, обращено внимание на вариативность формулировки проблем-

но-профессиональной задачи в зависимости от этапа учебной деятельности,

на котором она предлагается студенту. Уделяя внимание системе контроля,

основанной на использовании тестовых технологий, приведены примеры

включения тестовых заданий для учащихся начальных классов (авторы Н.Б.

Истомина, О.П. Горина) и для студентов ФНК (авторы О.П. Горина, Л.П.

Стойлова) в процесс изучения студентами вузовского курса математики.

Раскроем проблему совершенствования методико-математической под-

готовки учителя начальных классов в вузе в соответствии с темой конферен-

ции «Информационные и коммуникационные технологии в образовании»,

целью которой является обмен опытом и координация научно-практических

исследований в области преподавания информатики на всех уровнях образо-

вания и использования информационных технологий в науке и образова-

нии (выделено автором).

В едином квалификационном справочнике (ЕКС), утверждённом Ми-

нистерством здравсоцразвития РФ, для работников сферы образования в раз-

деле «Квалификационные характеристики должностей работников образова-

ния» для большинства категорий работников сферы образования предусмот-

рены требования в области владения отдельными средствами информацион-

ных и коммуникационных технологий (ИКТ) в профессиональной деятельно-

сти.

Учитель осуществляет обучение и воспитание обучающихся …, ис-

пользуя разнообразные формы, приёмы, методы и средства обучения, в том

числе … современные образовательные технологии, включая информаци-

онные, а также цифровые образовательные ресурсы. Обоснованно выби-

рает программы и учебно-методическое обеспечение, включая цифровые об-

разовательные ресурсы. … Осуществляет контрольно-оценочную деятель-

ность в образовательном процессе с использованием современных способов

оценивания в условиях информационно-коммуникационных технологий

[6, с.39].

Преподаватель проводит обучение обучающихся …, используя наи-

более эффективные формы, методы и средства обучения, новые образова-

тельные технологии, включая информационные. Оценивает эффективность

обучения предмету …, используя компьютерные технологии … в своей

деятельности. Осуществляет контрольно-оценочную деятельность в образо-

вательном процессе с использованием современных способов оценивания в

условиях информационно- коммуникативных технологий [6, с.40].

За разъяснением понятия «информационные технологии» обращаемся

к ВИКИПЕДИИ: «В широком понимании информационные технологии (ИТ)

охватывают все области создания, передачи, хранения и восприятия инфор-

мации и не только компьютерные технологии. При этом в последнее время

ИТ часто ассоциируют именно с компьютерными технологиями, и это не

случайно: появление компьютеров вывело ИТ на новый уровень, как когда-

то телевидение, а ещё ранее печатное дело».

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B5%D1%87%D0%B0%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%BE

158

Одним из наиболее актуальных направлений развития компьютерных

технологий в образовании является разработка специализированных систем

проверки знаний.

Форма тестовых заданий с выбором одного верного ответа удобна для

автоматизации контроля знаний и, как показала практика, из всего многооб-

разия видов тестов в начальных классах целесообразно использовать именно

этот вид.

Поставив целью дипломного исследования (2005 г.) разработку про-

граммной оболочки автоматизированного тестирования, сориентированную

на младшего школьника, и, положив в основу содержание сборников тесто-

вых заданий по математике (с выбором одного верного ответа) для 2-4 клас-

сов (авторы Н.Б. Истомина, О.П. Горина) (2007 г.), была создана компьютер-

ная программа автоматизированного тестирования CoolTest. С 2008 года она

размещена на сайте издательства «Ассоциация XXI век».

С помощью этой программы учитель имеет возможность оперативно

выявить уровень знаний учащихся по той или иной теме. При этом оболочка

заметно облегчает функции учителя в процессе контроля, экономит его вре-

мя, избавляя от рутинной работы при проверке самостоятельных и контроль-

ных работ, имеет возможность статистического анализа результатов, что по-

зволяет учителю при необходимости своевременно внести коррективы в

свою работу, уделяя дополнительное внимание темам, которые вызвали у

учеников наибольшие затруднения. Оболочка CoolTest позволяет работать с

обучающимися, как в индивидуальном, так и в групповом (при наличии ло-

кальной сети) режимах.

Более подробно со структурой и содержанием самой компьютерной

программы CoolTest, её методическими возможностями и особенностями

можно ознакомиться в статье, опубликованной в журнале «Начальная шко-

ла» (2008) [3]. Эта программа адресована не только учителю, работающему

по УМК «Гармония» (автор учебников математики Н.Б. Истомина), но и учи-

телю, работающему по другим комплектам для начальной школы, т.к. тесты

выбираются в соответствии с целью проверки. Кроме того, сборники тестов и

их электронная версия могут быть полезны для организации административ-

ной проверки усвоения математического содержания и организации контроля

формирования приёмов умственной деятельности (сравнения, обобщения,

анализа и синтеза, классификации …), а на языке новых Стандартов – уни-

версальных учебных действий.

Программа CoolTest, сориентированная на индивидуальную работу

обучающегося, вошла составной частью в электронное приложение к учеб-

никам математики 2-4 классов (УМК «Гармония») – программирование:

Проскуряков Н.Н.

В русле рассматриваемой темы отметим, что студенты работают с про-

граммой CoolTest во время учёбы в институте: первокурсникам, с целью мо-

тивации, предлагаем на первых занятиях тесты из раздела «Чему ты научился

в начальной школе?», которые дети выполняют в конце 4-го или в начале 5-

го класса. В процессе работы над темами «Математические предложения»,

159

«Различные подходы к определению натурального числа и действий над на-

туральными числами», «Системы счисления» и др. в вузовском курсе мате-

матики включаем тесты, соответствующие содержанию, придавая им про-

фессионально-практическую направленность. В процессе работы над науч-

ными докладами, курсовыми и дипломными проектами применяем програм-

му для статистической обработки результатов исследования. В процессе та-

кой работы студент овладевает профессиональным умением применять кон-

кретную технологию, являющееся одной из составляющих его методико-

математической подготовки, способствующее повышению уровня «квалифи-

кации работников образовательного учреждения, реализующего основную

образовательную программу начального общего образования» [7, с.33]. А во-

обще, по мнению специалистов в этой области, обучение корректному, оп-

равданному и уместному использованию средств ИКТ должно войти в со-

держание подготовки педагогов в области информатизации образования.


1. Горина, О.П. О некоторых подходах к решению проблем методико-

математической подготовки учителя начальных классов в вузах // Ма-

териалы Всероссийского научно-практического семинара сотрудников

кафедр начального образования педагогических вузов, Волгоград,

2008. С. 22-30.

2. Горина, О.П. Возможные пути совершенствования методико-

математической подготовки учителя начальных классов // Материалы

VIII Всероссийской научно-практической конференции с международ-

ным участием «Артёмовские чтения», Пенза, 2012. С.97-99.

3. Горина, О.П., Проскуряков Н.Н. Тестовые задания в начальном курсе

математики // Начальная школа – 2008. – №10. – С.49-55.

4. Истомина, Н.Б., Горина, О.П. Тестовые задания по математике (с выбо-

ром одного верного ответа) 2 класс.- Изд.8-е.- Смоленск: Ассоциация

XXI век, 2014. – 144 с.

5. Истомина, Н.Б., Редько, З.Б. Планируемые результаты начального ма-

тематического образования и процесс их достижения // Материалы VIII

Всероссийской научно-практической конференции с международным

участием «Артёмовские чтения», Пенза, 2012. С.20-22.

6. Квалификационные характеристики должностей работников образова-

ния (раздел ЕКС должностей руководителей специалистов и служа-

щих) - Сборник нормативных правовых актов с комментариями под

ред. В.Н. Понкратовой, Ж.П. Осипцовой. – М.: Издательство МИСИС,

2009. – 94 с.

7. Федеральный государственный образовательный стандарт начального

общего образования (приказ Министерства образования и науки Рос-

сийской Федерации от 6 октября 2009 г. №373)

160

ПРИМЕНЕНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ УЧЕБНИКОВ В

ИННОВАЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ БАКАЛАВРОВ

НАПРАВЛЕНИЯ МЕНЕДЖМЕНТ

Губа В.В.

Южный федеральный университет

В условиях знаниеориентированной экономики для достижения нового

качества образования происходят коренные изменения во всех областях об-

разовательной системы. Основными приоритетными направлениями модер-

низации образования являются: обновление целей и содержания образования,

применение методов и технологий обучения на основе современных инфор-

мационных и коммуникационных технологий и инновационных подходов к

его совершенствованию. При активном развитии и использовании информа-

ционных технологий во всех сферах профессиональной деятельности, они

становятся неотъемлемой, а порой и доминантной составляющей образова-

тельного процесса, что происходит в процессе передачи информации и обес-

печения взаимодействия преподавателя и обучаемого в современных систе-

мах образования. Преподаватель с помощью информационных и коммуника-

ционных технологий может решать следующие дидактические задачи: со-

вершенствование организации образовательного процесса, повышение инди-

видуализации обучения, в условиях виртуализации обеспечить усиление мо-

тивации к обучению, повышение продуктивности самоподготовки учащихся

и т.д.

Традиционный взгляд на процесс обучения, предполагающий главенст-

вующую роль преподавателя, проводящего основную коммуникационную и

мыслительную работу за пассивного студента сменился на взаимное сотруд-

ничество в виртуальной среде. Для повышения качества образовательного

процесса необходимо перейти на принципиально новый уровень преподава-

ния, а именно использовать мультимедийные технологии при проведении

лекционных и практических занятий. В настоящее время мультимедиа-

технологии являются бурно развивающейся областью информационных тех-

нологий и способствуют сочетанию визуального и слухового восприятия ин-

формации, позволяют лучше понимать изучаемый материал, а также лучше

запоминать и воспроизводить информацию. Поэтому очень важное значение

имеет, как студенты аккумулируют информацию и усваивают её. Если тип

информации сильно расходится с тем, как она подаётся, вряд ли удастся эф-

фективно её использовать и добиться больших успехов в овладении студен-

тами какой-либо дисциплины. Например, если он носит визуальный харак-

тер, а преподаватель использует в основном «слуховые» методы передачи

информации, то при прочих равных условиях качество усвоения материала у

студентов будет значительно ниже. Для того чтобы выявить наклонности

студентов и добиться повышения качества образования было проведено тес-

тирование студентов по методике представленной А.Э.Петросяном[1] на

предмет установления типов восприятия информации.

161

Как известно, существуют несколько типов восприятия: визуальный,

«слуховой» и кинестетический.

Визуальный тип. Основным является зрительный канал восприятия.

Предпочтение отдается картинкам, слайдам, фильмам, диаграммам, схемам.

Поставленные задачи лучше выполняются после изучения соответствующих

инструкций.

«Слуховой» тип. Доминирует аудиоканал. Преимущественно улавли-

ваются слова, звуки или даже шумы. Задачи выполняются лучше, если они

предваряются устной информацией специалиста.

Кинестетический тип. Предпочитается «физический» опыт. Главный

канал восприятия – прикоснуться, пощупать, потрогать.

Восприятие человека обычно сочетает в себе все три типа. Но у боль-

шинства людей преобладает один из трех ярко выраженных типов, которому

подчиняются два других.

Как правило, статистика утверждает, что людей, мыслящих преимуще-

ственно зрительными образами (и, соответственно, с преимущественно зри-

тельным восприятием) более 50%. В результате проведения исследования в

среде бакалавров первого и третьего курса направления Менеджмент были

выявлены следующие результаты: 65% студентов воспринимают информа-

цию с помощью зрительных каналов, 20% - ярко выражены сразу две тен-

денции «слуховое» и зрительное восприятие, 10% студентов соответствуют

«слуховому» типу восприятия, 5% - зрительное и кинестетическое воспри-

ятие, что предопределяет применение мультимедийных технологий в образо-

вательном процессе.

Технология мультимедиа (лат. multi – «много», media – «среда») – спо-

соб представления информации в компьютере с возможностью одновремен-

ного использования текста, графики, звука, видео и анимационных эффектов.

В "Энциклопедии "Кирилла и Мефодия" мультимедиа определяется как

электронный носитель информации, включающий несколько ее видов: текст,

изображение, анимация и пр.[2] В словаре «Основные понятия и определения

прикладной кибернетики» под мультимедиа понимается взаимодействие ви-

зуальных и аудио-эффектов под управлением интерактивного программного

обеспечения. Обычно это означает сочетание в одном электронном ресурсе

текста, звука и графики, а в последнее время все чаще – анимации и видео[3].

К мультимедийным технологиям относятся презентации, электронные

учебники, обучающие программы, тренажеры, программные средства тести-

рования и контроля уровня знаний и т.д.

Мультимедийный (электронный) учебник – это учебный материал

представленный в электронном виде, с использованием таких аспектов, как

форматированный гипертекст, графические изображения, анимация, аудио- и

видеозаписи, контрольные тесты. (Рис.1.)

Применение мультимедийного учебника очень удобно и эффективно

при организации не только лекций с использованием презентаций, выпол-

ненных с анимацией и звуком, но и самостоятельной работы обучающихся.

162

Рис.1. Аспекты электронного учебника.

Электронный учебник позволяет выносить на лекции и практические

занятия материл по собственному усмотрению преподавателя, возможно,

меньший по объему, но наиболее существенный по содержанию, оставляя

для самостоятельной работы с электронным учебником то, что оказалось вне

рамок аудиторных занятий. Электронный учебник позволяет преподавателю с

помощью компьютера быстро и эффективно контролировать знания, студент

может в интерактивном режиме провести самоконтроль с помощью трениро-

вочных тестов. Повторять попытки найти правильный ответ в режиме трени-

ровочных тестов можно многократно, даются ссылки к соответствующим

разделам текста. С помощью мультимедийных учебников можно проводить

как промежуточные тестирования, так и завершающий экзамен, причем пре-

подавателю не нужно затрачивать время на проверку тестов, так как провер-

ка проходит автоматически с выставлением публичной оценки. В процессе

работы с учебником студенты могут воспользоваться глоссарием (словарем

терминов), запомнив определения новых категорий, список персоналий кото-

рого позволит получить краткие сведения о выдающихся ученых, внесших

наибольший вклад в развитие науки, изучаемой по данному предмету.

На основании вышеизложенного, можно предположить, что примене-

ние мультимедийных (электронных) учебников в образовательном процессе

способствует как лучшему усвоению знаний и квалификаций, повышению

уровня качества знаний и успеваемости студентов, так и органичному про-

цессу адаптации к тенденциям виртуализации общества, в условиях которого

им предстоит работать.


1. Петросян А.Э. Менеджмент: идеи, задачи, тесты/А.Э. Петросян.- Рос-

тов н/Д: феникс, 2008. – 572, [1] с. : ил. – (Вершина успеха).

2. http://megabook.ru

3. http://www.perfekt.ru/dictionaries/netica.html

4. Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании. ― М.:

Академия, 2010.

http://megabook.ru/

http://www.perfekt.ru/dictionaries/netica.html

163

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

ФИЗИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Дербенцева О.А., Ширкунова А.Ю.

учитель физики МАОУ СОШ №1 им.Ф.Я. Фалалевап.Монино Щёлков-

ского муниципального района Московской области,

учитель информатики МАОУ СОШ №1 им.Ф.Я. Фалалевап.Монино

Щёлковского муниципального района Московской области

Решение любой физической задачи теоретическим путем есть матема-

тическое моделирование.

Физические исследования на основе сложных математических моделей

производятся путем компьютерного математического моделирования.

Исследование на компьютере физических процессов называют вычис-

лительным экспериментом.

Существует немало компьютерных программ, моделирующих простые

физические процессы. В них реализован диалоговый интерфейс, позволяю-

щий вводить параметры, получать на экране таблицы, графики, движущиеся

изображения, но при их использовании остаются скрытыми физические за-

коны, определяющие процесс, ограничения модели, возможности ее усовер-

шенствования. Такие программы полезны скорее как иллюстративные, озна-

комительные. В нашей школе учащиеся изучают информатику на профиль-

ном уровне, их целесообразно ориентировать на подробный анализ матема-

тических моделей и самостоятельную разработку программ.

Нами было проведено интегрированное занятие по созданию модели

движения заряженной частицы в магнитном поле.

Цели интегрированного занятия:

1) вспомнить основные знания по темам: «Магнитное поле» по физике,

«Моделирование», «Электронные таблицы.»,«Основные алгоритмические

структуры.», «Графические возможности языка Паскаль.» по информатике;

повторить и закрепить изученный материал, выраженный в неординарных

ситуациях;

2) развить у школьников творческое и образное мышление, умения са-

мостоятельно решать логические задачи, находить нестандартные методы

решения, творческую активность и познавательный интерес;

3) развить познавательный интерес к изучению физических явлений и

воспитание информационной культуры; научить аргументировать свои вер-

сии и выбирать из всех предложенных версий одну – оптимальную.

На первом этапе создания описательной модели в ходе фронтального

опроса повторяют вопросы

изученные в курсе физики и информатики:

Какое поле называется магнитным?

Как называется сила действующая на движущуюся заряженную части-

цу?

Как определить направление действия силы?

От чего зависит направление действия силы Лоренца?

164

По какой траектории будет двигаться заряженная частица , если ее ско-

рость направлена перпендикулярно вектору магнитной индукции?

Повторение информатике темы «Основные этапы разработки и иссле-

дования моделей на компьютере».

Постановка задачи.

В однородном магнитном поле с индукцией 1,67 *10-5

протон движется

перпендикулярно вектору индукции со скоростью 8 км/с. Определите радиус

траектории протона.

Второй этап занятия.

Построение математической(формальной модели) физического процес-

са.

Далее построение компьютерной модели, анализ выполненной работы.

Созданная учащимися виртуальная модель позволяет осмыслить физи-

ческие процессы, развивает навыки программирования и воспитывает по-

требности в совершенствовании познания мира путем моделирования.


1. УгриновичН.Д.Информатика и ИКТ // Бином. Лаборатория знаний ,

Москва, 2010. С. 17-35.

165

ПОСТРОЕНИЕ И ЯЗЫКИ УЧЕБНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

ГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕССОВ

Жаринов В.Н.

Московский институт государственного и корпоративного управления

1. Введение

В настоящее время в социально-экономическом развитии страны

наметилась тенденция возврата к профессионализму в деятельности

хозяйствующих субъектов после господствовавшей в период развала СССР и

сиюминутного реформирования общества депрофессионализации. Так,

действующим Президентом РФ В.В. Путиным поставлена задача создания 25

млн. качественных рабочих мест, а зам. Председателя Правительства РФ Д.О.

Рагозиным — налаживания выпуска робототехнических систем для

обеспечения военных действий и преодоления чрезвычайных ситуаций. Всё

более востребованы профессии ИТР и особенно рабочих в производстве;

спрос абитуриентов на образование по юридическим и экономическим

профессиям уже не реализуется после их выпуска на рынке труда.

Структурные реформы городского транспорта, традиционно начатые в

Москве новой муниципальной администрацией, исходят из повышения роли

общественного транспорта и такси, т.е. также профессионального вождения

как услуги; недавние изменения законодательства в части новой

категоризации водителей и лицензирования автошкол, в свою очередь,

предполагают профессионализм также и обучения применению транспорт-

ных средств с охватом всех практически значимых категорий. Примыкает к

этому и развитие малого воздушного транспорта, в т.ч. индивидуального и

беспилотного, а также региональной гражданской авиации.

В связи с проблемами кадрового потенциала для вооружённых сил, а также

безопасности жизнедеятельности в условиях интенсификации деятельности

на фоне кризиса начал ставиться вопрос о возвращении в общее образование

элементов мобилизационной подготовки — начальной военной (НВП) и

медико-санитарной (МСП) — как это было в СССР. Взаимосвязаны с этим и

проблемы оказания первой помощи в ДТП, ЧС и других случаях, неумения

владеть оружием, всё более массово распространяющимся в стране;

понимание этого также нашло своё воплощение в изменениях

законодательства как о дорожном движении, так и об оружии.

Мобилизационная готовность может потребоваться и по другим причинам;

так, среди новых задач для Роскосмоса одной из возможных предполагается

борьба с астероидной опасностью.

Во всех рассмотренных случаях общей задачей является оперативное и

слаженное взаимодействие большого числа людей в целях исследования,

обучения и практической работы по проблемам, имеющим жизненно важное

значение в различных, подчас глобальных масштабах. Поэтому требуется и

эффективная формализация решений проблем. И деятельность по решению

нужно проектировать так же, как её объекты.

166

Обеспечение профессионализма в новых условиях требует

эффективности учебного процесса. При этом необходимо также удержать

рабочие нагрузки на участников процесса в допустимых пределах,

максимально исключить нагрузку «не по делу», учесть личностные и

групповые особенности обучающихся. К таковым относятся как базовые

этнические, гендерные и другие различия, так и особенности развития —

врождённые и приобретённые. Всё более заметны различные ограничения

возможностей, задержки и отклонения развития у детей, что требует кор-

рекционного обучения и воспитания в рамках общего образования — как

основного, так и дополнительного. В дальнейшем же личность со всеми её

особенностями должна найти своё место в общественном разделении труда.

Для этого профессиональное образование — как автономное, так и вну-

трихозяйственное — также должно строиться соответствующим образом.

Предметом статьи будут требования к моделированию процессов,

учитывающие, по мнению автора, вышеуказанные условия, а также

некоторые решения по построению языков моделирования на графической

основе. Предварительно эти вопросы были рассмотрены в [1].

2. Определение требований

Деятельность или любая её законченная часть включают в себя:

предметы труда;

средства труда;

собственно труд (в традиционной терминологии - «живой»; в терминах

Зверева можно говорить «интеллектуальный»).

В целостности и взаимосвязи они образуют систему деятельности.

В [2, п/п 4.3.1.2] вводится подразделение процессов по содержанию на

управление, познание и обучение. Мы можем принять его с некоторой

оговоркой: управление есть часть любой деятельности, которая и делает её

целенаправленной. При этом управление возможно как замкнутое (с

обратной связью от объекта к субъекту управления) так и разомкнутое

(только с прямой связью от субъекта к объекту).

С учётом этого процессы по содержанию классифицируем на:

исследовательские — результатом которых является более точное

описание предмета труда, который заранее может не задаваться;

практические — результатом которых является продукция (услуги как

целевое состояние потребителя);

учебные — в результате которых пользователь осваивает новые

деятельности (системы процессов над заданными предметами труда).

Далее, будем исходить из того, что системы как предмет

моделирования/формализации должны описываться прежде всего

иерархическими (иногда говорят «императивными») моделями. Неиерар-

хические (одноранговые, диспозитивные) модели должны применяться

только для описания отдельно взятого уровня уже введённой иерархии.

Система как предмет труда (изучения, практики, освоения) может

иметь различную степень развития. Для установления таких степеней

167

примем концепцию Усова, реализованную в системах «Сфера-U» и «КУБ»,

элементы которой представлены в [3]. В ней все системы подразделяются по

уровням следующим образом:

системы с неподвижными элементами (каменный топор, соха, табурет);

системы с подвижным элементом (наиболее известный - колесо);

системы с собственным двигателем (станки с эл. двигателем, паровозы,

автомобили, самолёты), системы со своими функциональными

подсистемами, где двигатель является частным случаем подсистемы;

системы, способные самостоятельно решать поставленную задачу

(автономное поведение для достижения цели, поставленной из-вне);

системы, способные к целеполаганию;

живые системы (самовоспроизводящиеся системы);

системы, способные к Творчеству (созданию систем, отличных от себя).

Уровни образуют иерархию с возрастанием развитости снизу вверх (каждый

следующий уровень включает в себя возможности предыдущих).

Далее будем называть её иерархией развитости (7-уровневой).

Элементы подобного подхода мы можем найти, например, в теории

решения изобретательских задач (ТРИЗ, см. [4]), в системологии

безопасности (см. [5, Кн.1, Гл.7]) и традиционной системотехнике (см. обзор

в [6, Гл. 3]). Не вдаваясь в детали, отметим, что во всех этих случаях

иерархии менее полны, а содержание их уровней не всегда соотносимо с

иерархией развитости.

Управление в наиболее общем случае (для систем 7-го уровня

развития) можно определить так, как в [5, Кн.2, п. 12.3], где Герасименко

основывается на классических экономике (политэкономии К. Маркса) и

информатике (структурной теории процессов по Бёму-Джакопини и

промышленной концепции переработки данных). Однако и здесь надо также

ввести некоторую иерархию — уже процессов, образующих систему

деятельности. В [5, Рис. 12.4] таковая вводится, но только в части собственно

управления целевой деятельностью. Сходным образом в [7, Рис. 3]

представляется уже система деятельности в целом. Архитектурная модель

деятельности организационно-технической системы в соответствии с

концепцией Усова (см. [8]) включает уровни, решающие задачи:

исполнительный — переработки целевых предметов труда;

распорядительный — планирования переработки по оценкам текущей

ситуации исполнения (достижения целей);

аналитический — оценки исполнения планов и их коррекции

(построения) для заданной архитектуры системы;

модельный — оценки качества системы и развития системы в целом

(включая целеполагание в общем случае).

Уровни образуют иерархию сверху вниз (процессы каждого уровня

управляемы процессами вышележащего, причём модельный управляется

надсистемой). Далее она называется иерархией исполнения (4-уровневой).

168

Распорядительные ТП предназначены для управления порядком

исполнения в целях получения результатов переработки. Процессы этой

категории управляют жизненным циклом исполнительных техопераций в

пределах своего РМ (в терминах обыденного управления — принятием работ

и назначением на работы). Распоряжение (и структура координации) может

организовываться иерархически.

Аналитические (поисковые) ТП предназначены для анализа

результатов переработки и управления её параметрами (по типам и

экземплярам целевых предметов и исполнительных ТП). ТО данной

категории управляют правилами планирования и распорядительной связи с

другими РМ, а в адаптивных системах — также и содержанием

распорядительных ТО.

Модельные ТП предназначены для воспроизведения систем и

определения их развития. ТО данной категории на каждом РМ определяют

состав и свойства элементов и связей, а в адаптивных системах — управляют

перестроением структуры и параметров структурных единиц.

Сопоставляя с предыдущими источниками, можно вновь сделать вывод

о частичности иерархий у Герасименко и Яковиса. При этом они могут не

исключаться иерархией Усова, а входить в неё своими уровнями, как правило

— как подуровни.

Наконец, целесообразно определить иерархию собственно системы как

исполнителя деятельности. По назначению исполнители могут разделяться в

соответствии с [8] на классы:

1. финансовые — перераспределение денег как измерителей ценности

предметов труда (привлечение, продажа);

2. логистические — установление и поддержание связей между поставщи-

ками и потребителями предметов труда (хранение и/или транспорт);

3. промышленные — преобразование предметов труда (по форме и/или

содержанию).

Эти классы также иерархичны сверху вниз (последующий уровень включает

возможности предыдущих).

Жизненный цикл (ЖЦ) системы включает следующие этапы (стадии),

суть которых вкратце состоит в решении следующих задач:

1. Анализ и моделирование:

1а. Сбор информации (требований), их анализ.

1б. Построение моделей на основе результатов анализа. Первичная

селекция моделей.

2. Проектирование:

2а. Проработка (детализация, обсчёт и т.п.) выбранных моделей. Окон-

чательное проектирование (проработка как всех деталей, так и их сочле-

нений, агрегатов). Модельная проверка функционирования будущего

творения, соответствия требованиям, сформированным на этапе 1.

2б. Проект производства. Моделируется процесс производства будущего

творения. Определяются основные стадии/переделы производства;

169

формируется перечень потребных ресурсов с указанием объёмов/сроков

потребления/использования.

3. Планирование:

3а. Планируется процесс производства. Формируются графики

поставок/заказов необходимых ресурсов.

3б. Составляются графики завершения производственных стадий и планы-

графики загрузок производственных мощностей (при необходимости,

формируются также планы привлечения внешних производственных

мощностей: аренда, лизинг, субподряд и т.п.).

4. Реализация:

4а. Оперативное планирование процесса производства, потребления

ресурсов, загрузки мощностей.

4б. Фактическое производство. Сбор и обработка данных о прошедшем

процессе производства. Выработка корректирующих действий для п. 4а.

5. Использование (применение):

5а. Эксплуатация творения (получение положительного эффекта). Оценка

эксплуатационных свойств творения, соответствия этих свойств тем, что

были включены в исходные требования.

5б. Корректировка требований к творению, выработка новых требований

и отказ от каких-то предыдущих требований. Формализация требований и

переход к п. 1а.

Организованная деятельность, единоличная или коллективная,

включает в себя эти стадии в явном или неявном виде.

Существуют различные подходы к утилизации как составляющей ЖЦ.

По Спицнаделю, утилизация есть самостоятельная стадия т.н. полного

жизненного цикла системы, следующая за стадией применения. По Усову,

утилизация считается конечным этапом стадии применения, как вариант

предполагаются т.н. «послежизненные циклы», связующие между ЖЦ

разных систем (экземпляров).

Любая нецелеполагающая система должна строиться, применяться,

утилизироваться в современных терминах с полной ответственностью

(распространённый иностранный вариант - «гарантоспособно»). Смысл

термина в том, что пользователь должен обоснованно полагаться на

результат деятельности (действия, бездействия) такой системы.

Целеполагающая же система как предмет труда должна строиться

действующей с полной ответственностью. Очевидно, что в случае человека

для этого он должен быть соответствующим образом подготовлен.

Начиная с 1950-х годов в образовании получает распространение т.н.

деятельностный подход именно как перспективный путь подготовки с

полной ответственностью. Некоторые его основания представлены в [9], а

современные варианты развития — в [10] и [11]. Как видно, реализация

подхода обеспечивается также и определённым структурированием

содержания учебного курса (дисциплины, предметной области). Следует

определить средства представления такой структуры.

170

Исходя из этого, определим, как образуется система деятельности.

Деятельность в общем понимается как преобразование исходных

предметов труда (веществ, энергии, данных) в результатные. Преобразование

осуществляется исполнителем — материально-информационной системой

(МИС) по определению в [12, Гл.12], действующей целенаправленно и

управляемой характеристиками (воспринимаемыми параметрами) предметов,

собственного состояния и среды деятельности. Преобразование

дискретизируемо на неделимо исполняемые шаги (характеризуемые разовым

изменением состояния в пределах шага) и, возможно, происходит в два и

более шагов с образованием промежуточных предметов (полуфабрикатов).

Возможно, что разные предметы труда (выделенные объёмы одного

предмета) подвергаются разным преобразованиям, логически зависимым или

независимым друг от друга, а физически протекающим последовательно (на

одном исполнителе или на разных) либо [частично-]одновременно (на

разных исполнителях).

Минимальной единицей структуры исполнителя принимаем рабочее

место (РМ) — систему одного и более МИС определённых типов

квалификации, осуществляющую по крайней мере один шаг преобразования

любого заданного типа предметов труда по соответствующему типу

деятельности. Объектный подход, применяемый системно, тогда состоит в

том, что типу предмета, средства (субъекта и орудия), процесса труда в

модели должен соответствовать один и более (или ни одного) экземпляр типа

(конкретный предмет, средство, процесс).

Деятельность д.б. освоена в смысле [11] (её модель должна находиться

в МИС и быть актуализируема сообразно цели и предметам труда). Примем,

что система с целеполаганием (развития 5+) самостоятельно формирует

модель деятельности, а менее развитая просто принимает извне её описание,

построенное в терминах квалификации системы.

Деятельность в целом структурируется на техпроцессы (ТП),

выделяемые по частным целям (промежуточным/частичным результатам).

Техпроцессы структурируются на техоперации (ТО). Каждая ТО

исполняется на своём РМ (конечным множеством субъектов деятельности).

Техоперация принимается базовой единицей структуры деятельности.

Минимальной единицей считается оператор (действие, решение), освоенный

исполнителем целостно в смысле [11, Гл. 1].

Части объёма одной работы (одинаковые ТО над частями одного целевого

объёма предметов труда) считаются предметом разных экземпляров ТО и

могут назначаться разным экземплярам исполнителя (рабочим местам).

Техпроцессы в пределах уровня связаны как между собой, так и с ТП

соседних уровней иерархии исполнения.

Требование оправданной нагрузки означает также, что учебный

процесс и средства обучения должны быть в распространённых ныне

терминах «здоровьесберегающими» (в иностранном варианте -

«валеологичными»). Но и для этого они прежде всего должны поддерживать

рациональный процесс усвоения содержания. Вообще говоря, необходимо

171

определение затрат умственного труда и его нормирование по аналогии с

трудом физическим. В последнее время к этой проблеме всё более

настойчиво привлекается внимание; примером могут служить высказывания

в [13]; однако следует объективно оценить возможности её решения в

современных условиях.

Основы нормирования, как известно, были заложены Ф.У. Тейлором;

дальнейшее развитие связано, в частности, с деятельностью В.А. Гастева и

основанного им в первые годы Советской власти Центрального Института

Труда. Одними же из первых, кто занялся рационализацией труда человека-

оператора с позиций, говоря словами Леонтьева, «приспособления машины к

человеку, а не человека к машине», были отечественные конструк-торы

вооружений предвоенного периода, что явствует из следующего:

«... Орудийный расчёт — это и есть производственный коллектив,

работающий с пушкой. ... Каковы бы ни были условия, «производительность

труда» расчёта д.б. неизменной. ... У прислуги очень много обязанностей,

вызывающих нервно-психическое напряжение. Поэтому удобство

обслуживания — фактор чрезвычайно важный. Конструкция д.б такова,

чтобы приготовления к стрельбе и первые выстрелы не измотали людей,

чтобы они могли сохранить высокую работоспособность... Проверку

конструкции орудия с этой точки зрения и производит врач-физиолог.

Помощью опытного врача Л.Н. Александрова наше КБ пользуется уже много

лет. ... был случай, когда он забраковал уже готовый образец новой пушки, и

мы её переделали. Это заставило нас привлекать его к работе как можно

раньше — на стадии проектирования. Изготавливается специальный макет

орудия, врач проводит на нём свои исследования и даёт предварительные

заключения..., учитываемые конструкторами.» [14, с. 313]

По сути, Александрова и Грабина можно считать одними из пионеров

того, что сейчас называется физиологией и гигиеной труда. В дальнейшем

возникла инженерная психология и эргономика как самостоятельная

предметная область. Однако выработанные ею модели умственного труда до

настоящего времени не позволяют оценить умственные усилия объективно.

Лишь сейчас, в связи с некоторыми успехами нейробиологии и информатики,

отдельные исследователи подходят к выработке таких оценок. Характерно в

этой связи, что в современной работе [15] вводятся показатели "качества

бизнес-процессов" как фактора управляемости (пп. 4.2, 5.3) и "структуры

технологических связей" как элемента корпоративной культуры (п. 4.5), и

далее в число характеристик процессов включаются «временные и

энергетические затраты», не исключая умственную деятельность (см. [15,

Рис. 5.6]). Однако Рябов не вводит никаких собственных методик их

объективного определения, а также не указывает на другие источники для

этого.

Поэтому автор полагает нужным воздерживаться от заявлений о том,

что те или иные решения (включая предлагаемые им) «экономят

интеллектуальные усилия», «снижают неоправданную нагрузку»,

«повышают производительность умственного труда» в объективном

172

сравнении с другими решениями по аналогии с «берём больше — кидаем

дальше» для физического труда. Можно полагаться пока лишь на

субъективные оценки людей (притом получаемые в корректных инженерно-

психологических экспериментах), а также на некоторые объективно

установленные качественные критерии. Как пример таковых для оценки

форм представления моделей человеку можно привести:

в информатизации большинство профессиональных программистов

предпочитает текстовое представление задачи, тогда как большинство

пользователей — графическое (схематическое, изобразительное);

во многих предметиках естественным представлением служит табличное

(например, бухгалтерский учёт и экономический анализ);

в гендерном отношении мужчины, как правило, предпочитают текстовые

описания, а женщины — графические (особенно если речь идёт о

формальных моделях);

в процессе формализации/моделирования, в решении творческих задач

одни люди предпочитают документировать отчуждаемое знание, а другие

— конструировать (макетировать);

мышление одних людей образное, других — знаковое;

в развитии личности, по современным данным, выделены возрастные

переходы, связанные с формированием способностей: изначально — к

«свободным ассоциациям» мышления за счёт слабой изоляции нервных

связей (т.н. миелиновыми оболочками); к «удержанию в сознании более

одной идеи <цели> одновременно» (данные психолога О. Писарик) и

освоению действий как элементов синтеза деятельности — в 5-6 лет; к

абстрактному мышлению - в 11-12 лет (см. данные в [16]); к управляемым

ассоциациям (за счёт формирования изоляции) — к 25 годам.

Разумеется, по мере дальнейшего развития наук о мышлении можно ожидать

и более точных критериев.

В существовании перечисленных различий нетрудно убедиться из

описаний тем же Грабиным стилей работы в [14, с. 88-90].

Определим теперь концепцию моделирования деятельности. В

недавний период получил популярность подход т.н. реинжиниринга бизнес-

процессов (БПР). Его широкое практическое применение выявило некоторые

проблемы. Фактически их можно обобщить как высокую «стоимость

приобретения и владения» БПР-средств для бизнеса.

Объективную природу этих проблем пытались раскрыть различные

исследователи. Примером может служить статья [17]. По мнению автора, в

ней сформулированы верные исходные посылки — нужно подходить к

организационно-технической системе с единых позиций теории управления и

строить структуру системы как управляемую сообразно целям. В то же время

реализовать их предлагается традиционным БПР-подходом. Основным его

недостатком автор считает моделирование в структуре «as is» - «to be».

Иначе говоря, когда [пере]проектирование системы начинается с построения

её модели как самостоятельной сущности. Заметим, что в ТРИЗ подобный

173

подход называется «от существующего к возникающему» и считается

основным; однако это теория творческого поиска решений (притом

индивидуального, без отчуждения формализуемой части знаний) как

возможная модель 7-го уровня развития, а не реализации ЖЦ систем в целом

(притом обычно коллективного).

Вместо этого с единых позиций управления следовало бы определить

содержание деятельности, которая заданными средствами достигала бы

требуемых результатов, а затем — рассогласование с имеющимися

условиями. При этом для систем с целеполаганием рассогласование

определяется хотя и не привычным в технике путём вычисления в элементе

сравнения, но не менее простым и естественным — доведением модели

деятельности до имеющихся исполнителей и сбором оценок её исполнимости

для последующей корректировки. Этот путь обычно и реализовывался на

практике, что можно видеть хотя бы из целого ряда описаний в [14]

организации процессов проектирования и производства артсистем. Можно

сказать, что при таком подходе строится только модель «to be» и изначально,

как обязательная к исполнению, а модель «as is» получается естественным

путём как совокупность рассогласований между подразумеваемыми и

фактическими условиями исполнения (модельными и наличными

предметами, средствами и субъектами труда). И в частном (идеальном)

случае вторая модель есть пустое множество (или обнуление параметров

рассогласования).

Объективность такого подхода практически можно проиллюстрировать

и уже упомянутой в [1] процедурой отдания-получения приказа. В

популярном изложении по [18, с. 132] (в угловых скобках — от автора):

«Когда военный <подчинённый> получает приказ <от начальника>, он

должен выполнить следующие вещи:

повторить приказ <обеспечивая контроль правильность восприятия>;

уяснить приказ <цель и возможности её достижения>;

выполнить рекогносцировку <т.е. изучение места выполнения приказа>;

спланировать время <т.е. моменты начала и завершения действий>.»

Именно на этапе уяснения подчинённый и определяет согласованность

целевых параметров приказа со сложившейся обстановкой (предварительно,

только для оценки исполнимости в полученном виде). При этом также

возможно взаимодействие с начальником и для корректировки параметров.

В другом месте Михайлов говорит о том же, уже исходя из своей

гражданской практики разработчика программ для среды 1С: «

... Запутанные схемы приводите к описанным заранее моделям. Предла-

гайте типовую схему решения проблемы. Выявляйте расхождения между

типовой схемой и реальной ситуацией у клиента.» [18, с. 72]

Здесь представлен частный случай моделирования — на основе

типовых решений разработчика, говоря словами Грабина в [14, с. 449],

«творческую базу».

174

Как следствие, осмысленно должны выделяться и роли участников

моделирования/формализации. Довольно часто утверждается подход типа

«программирование без программиста», понимаемый обычно как

формализация специалистами в информатизуемой предметике своих задач

вплоть до программ решения полностью самостоятельно. Однако с учётом

вышесказанного целесообразен другой подход.

Специалист-предметник может самостоятельно строить описание

технологии решения, которое специалист-аналитик проверяет на

корректность информатизации, накладывает на имеющуюся базу моделей

деятельности и их элементов, определяет целостную модель решения и её

недостающие (в базе) элементы, а специалист-разработчик реализует эти

элементы как информатические модели, исходя из подразумеваемых типов

квалификации исполнителей. В такой системной триаде аналитика можно

сравнить с переводчиком высшей квалификации. Он стремится передать не

только очевидно формализуемую часть смысла, но и контекст переводимого

сообщения, для чего по необходимости также «извлекает знания» из других.

И языковые средства должны помогать ему в этом.

Удобно проиллюстрировать сказанное на примере литературного перевода.

Переводчик не может просто перевести подлинно гениальное произведение

«подстрочно по словарю» - он должен воссоздать мир произведения,

построенный автором на языке оригинала, заново на языке перевода. При

этом вполне понятно, что читатель отнюдь не должен обладать

квалификацией переводчика — он просто должен уметь создавать миры

произведений на языке перевода. Высшей квалификации в этом случае

требует прежде всего поэзия — стихи могут содержать значительную часть

смысла в метре и ритме, расположении слов, подобранных в определённых

сочетаниях. Какими выразительными средствами формализации пользуются

поэты, можно судить, например, по [19].

Для понимания сказанного читателю достаточно заменить «гениальное

произведение» на «сложная программа». Ну а «мир произведения» - на

формализацию предметики, например, в конкретном FSR-базисе Зверева.

Сказанное, разумеется, не исключает сочетания двух и более ролей в одном

типе исполнителя процесса формализации/моделирования. Однако это

следует считать частным случаем. В ИКТ он, однако, пока весьма

распространён, что можно видеть хотя бы из [18].

Определим теперь цели информатического образования в составе

общего. Как одно из решений по профессионализации информатики была

выдвинута концепция «Математика-Информатика-Языки» (М-И-Я) в составе

проекта «Неоклассическая гимназия», представленного в [20]. Разработчики

в проекте исключили из сферы возможного внедрения спортшколы. Это, по

мнению автора, закономерно; можно говорить шире - о «школах высших

достижений» в тех или иных видах деятельности (например, балете). Дело в

том, что при том уровне специальной подготовки, который требуется для

достижения высших результатов, образование по остальным направлениям

выступает, по сути, в роли дополнительного. Но, как считает автор, это не

175

препятствие для изучения информатики и ИКТ, а вопрос повышения

эффективности этого процесса. Заметим, что и в обычной школе такая

проблема порой возникает, свидетельством чему можно считать ситуацию,

описанную в [21]. Автор вполне согласен с позицией Потопахина, что

допобразование в его обычном понимании надо считать равноправным

компонентом системы общего образования и искать эффективные его формы

и методы. А найденное может стать основой для применения и в «школах

высших достижений».

Наконец, следует обсудить вопрос о подразумеваемом исполнителе.

Как результат стихийной информатизации с компьютерным креном сло-

жилось представление, что любая формализация должна в любых условиях

доводиться до предельно строгой реализации именно на машине. Такую

позицию можно найти, в частности, в [1, п. 9.1], где этот уровень называется

«компьютерной моделью». Однако это объективно требуется (и возможно)

далеко не всегда. Инженерно-психологическая же теория и практика

рассматривает целостную систему «человек-машина» (эргатическую). В ней

человеку тоже могут требоваться определения предельно строгой

формальности, но в расчёте на его квалификацию как исполнителя.

Поэтому будем называть уровень строгой информатизации

«командным» и выделять на нём как «компьютерные» модели (будем

называть их программными), так и человеко-ориентированные (которые

назовём инструктивными). Фактически то и другое в терминах Зверева есть

технологические алгоритмы, только для разных моделей МИС — человека и

машины для переработки данных. Кстати, следует уточнить и термин для

такой машины. Получившее сейчас распространение «компьютер» (по-

русски «вычислительная машина») слишком узко; более точно передаёт

смысл изначальное отечественное «счётно-решающая машина». Совсем

точно, следуя Н. Вирту и другим классикам информатики, говорить о

«[формально-]языковой машине» (в т.ч. виртуальной, подразумеваемой

определением языка); терминосистема Фридланда даёт возможность

говорить «информатическая машина».

Различие между возможностями человека и такой машины популярно

сформулировано, в частности, в [22, Гл. 3]. Попытка же более точно

определить его, по мнению автора, возвращает нас к теоретической

информатике Зверева и к необходимости дальнейших успехов нейробиоло-

гии и моделирования интеллекта для определения характеристик знаковых и

материальных преобразователей, процессов в них, преобразуемых объектов.

И только при условии определения этих характеристик возможно будет

реалистическое измерение и нормирование затрат умственного труда.

Примеры целостного описания деятельности эргатических систем можно

найти в [23]; очевидно, что в рамках морфологии и алгоритмики Зверева

соответствующие модели м.б. уточнены.

Концепция же Усова фактически позволяет перейти к инвариантной

общей архитектуре модели деятельности. Решения по представлению, аде-

кватные смыслу такой архитектуры по мнению автора, и обсуждены далее.

176

3. Общеязыковые проблемы и решения

В этом разделе будут обсуждены вопросы, существенные для построения

языков независимо от их назначения.

3.1. Формализация описания и оценки сложности языков

Широкое употребление формальных языков (прежде всего ЯВУ

алгоритмизации и программирования) требует и массового их изучения,

начиная со школы. Однако при этом встаёт задача адаптировать

профессиональные определения языков к возрастным особенностям

учащихся. При этом переход в дальнейшем к принятым в ИТ формам

определения должен быть по возможности естественным.

Основой математизации определения языков является, как известно,

теория формальных грамматик (ФГ). Практически наиболее употребитель-

ным видом ФГ стали формы Бэкуса-Наура (БНФ), в дальнейшем —

расширенные (РБНФ) тем или иным образом; ограниченное применение

имеют также регулярные выражения. Канонической формой представления

ФГ является текстовая.

По мнению автора, основным путём адаптации ФГ для общего

образования может стать изучение и употребление в школе их графического

эквивалента. Для РБНФ таковым можно считать синтаксические диаграммы

(СД), но с определёнными оговорками.

Прежде всего, в традиционных СД-нотациях обычно предполагается запись

операций над лексемами в текстовом виде; схематизируется только

структура продукций и подстановок. В традиционных СД употребляется

только ИЛИ-продукция; для удобства определения развитых языков можно

использовать и остальные.

Далее, ветвления в РБНФ неинформатизованные, не имеющие явных условий

выбора; в нотации это отражено представлением ветвления простым стыком

линий связи. Это закономерно, т.к. РБНФ-язык формализован только до

логико-математического уровня. Для более точного определения

целесообразно информатизовать ветвления.

Наконец, существенной частью содержания языка являются закономерности

совместного применения РБНФ-правил. В обычных определениях средств их

фиксации не предусмотрено. Предлагается ввести для этой цели утверждения

о применимости правил как условия от лексем определяемого языка.

Согласно авторскому графит-методу определения языков определён и

метаязык в [24]. Отличия от традиционных РБНФ не затрагивают принцип

определения грамматики через вхождения категорий и в целом сводятся к

следующему:

синтаксис расширен (для указания порядка вхождений к индексам

добавляются координатные стрелки; индексация распространена и на

неповторяющиеся вхождения, образуя сквозной ряд; сквозной индекс и

его конечное значение пишутся явно, нумеруя вхождения);

исходя из того, что метаязык применяется в процессе

моделирования/формализации, структура РБНФ-предложения расширена

формальным условием применимости продукции при построении

177

предложения языка (логико-математическим) и комментарием,

неформально задающим контекст применения;

учтён ряд позднейших уточнений, чтобы: все вхождения выделялись явно

(по [25, Гл. 2], взятие однократных вхождений в скобки, здесь угловые, а

литералов в апострофы); указывались диапазоны повторных вхождений

(по [26, п. 11.2], обозначены метасимволами регулярных выражений).

Всё это позволяет, с одной стороны, более формально задавать грамматики, а

с другой — более структурно фиксировать неформальные аспекты

определения языка.

Для графической формы данного языка предлагается следующее.

Вопрос о записи операций решается введением в СД-язык представленных в

[1, Рис. 1] ОС-узлов.

Вопрос об информатизации ветвлений м.б. решён как записью явных

условий при ОС-узлах, так и введением графики условного выбора, как в

схемах алгоритмов. Первое целесообразнее с учётом следующего.

Вопрос о представлении утверждений решается аналогично предложенному

в [1, Рис. 3б] для утверждений о шагах процедуры.

С учётом сказанного обсудим также оценки сложности языка. Были

предложены способы оценки на основании ФГ-определения; наиболее

показательным примером служит работа, представленная в [27, п.

Арифметика синтаксиса]. И здесь также необходимы некоторые оговорки.

Во-первых, РБНФ-определение м.б. дано различным образом (прежде всего

если по-разному классифицировать содержание языка нетерминалами,

объединять лексемы в операциях). Мейер указывал на необходимость

канонизации способа определения и предлагал способ построения операций

(у него — продукций; однако более распространено название «продукция»

для всего РБНФ-правила подстановки) для текстовой РБНФ.

Во-вторых, необходимо учитывать и сложности ветвлений, а также

взаимосвязей применимости. Способ введения этого в оценку ещё предстоит

разработать специалистам.

В-третьих, оценка грамматики всё равно будет относиться прежде всего к

синтаксису; лишь утверждения о применимости могут частично выражать

семантику языка. Трудность освоения и практического употребления языка

связана с этим лишь косвенно и может существенно варьироваться для

конкретных пользователей.

В-четвёртых, для графической формы записи будут действовать специфи-

ческие факторы трудности. Можно назвать принятые в языке принципы

графического кодирования базовых понятий как элементарных знаков-гра-

фем, а также лексической грамматики (синтеза лексем как УГО из графем).

Заметим, что применение любой ФГ требует способности к абстракт-

ному мышлению. Переход к графической форме представления, по идее,

делает формализацию наглядной, задействует возможности образного

мышления, но вряд ли может отменить общие закономерности умственного

развития. Поэтому в начальной школе даже СД следует, по-видимому,

внедрять ограниченно, только для детей с опережающим развитием.

178

3.2. Формы реализации и способы применения языков

Реализация языка также должна учитывать возрастные и другие

особенности личности. Также «компьютерный крен» проявился и в

чрезмерном применении машин в обучении детей. Поэтому следует

поддерживать и машинную, и ручную среды формализации/моделирования

как взаимодополняющие. Применительно к общему образованию этому есть

и особые резоны:

уже очевидны негативные последствия такого крена для здоровья детей;

ориентация сызмала на машину задаёт однобокость развития, может

способствовать отклонениям поведения;

важнейшими факторами развития в детском возрасте являются мелкая

моторика и работа с образами — восприятие реальной среды, построение

идеальных картин, сравнение и распознавание.

По мнению автора, некоторые известные решения, имитирующие

ручной труд в машинной среде, такие как Скрэтч, делают определённый шаг

к уменьшению негативных последствий «компьютерного крена», но

объективно не решают проблемы.

Как целесообразное решение предлагается реализация некоторого

подмножества профессиональных графических языков не только в машинной

среде, но и для полностью ручного применения. Ключевой идеей здесь

является «касса алфавитных элементов», снабжённая правилами грамматики.

Таковые хорошо известны для родного языка («касса букв и слогов») и

арифметики («касса цифр и операций»). По мнению автора, графическая

основа языков даёт наилучшие возможности для усвоения детьми основ

формализации и моделирования, причём также и раннего (начиная с момента

формирования способности к конструированию «предметных миров»,

примерно с 5-6 лет по современным данным). Рациональное ограничение

подмножества позволяет проще перейти к полному множеству языков и

различным формам записи. Задействование мелкой моторики и

материализация моделей как предметов снимают проблемы чисто машинного

обучения; более того, открываются новые возможности коррекционного

образования, совмещённого с изучением информатики и ИКТ (которые

должны исследоваться, само собой, прежде всего специалистами в

коррекционной педагогике). Однако следует решить вопросы единства

грамматики (прежде всего лексической) и оптимальности содержания и

представления. С учётом этого и будут рассмотрены конкретные языки

далее.

4. Проблемы и решения графического моделирования

4.1. Организация описания предметной области

В настоящее время теоретическая информатика ещё находится в стадии

становления. Поэтому определить конкретную систему языков, основанную

на FSR-базисе, её инвариант и вариации в зависимости от специфики

предметик, ещё предстоит. Здесь автор выскажет свои предложения

179

применительно к обучению на базе деятельностного подхода в тех

предметиках, где он применим.

За множество сущностей описания примем представленное в [11].

Чошановым также установлены определённые статические отношения между

базовыми сущностями-блоками, объединяемыми в проблемные модули, в

свою очередь связанные в учебный курс по заданному предмету. Эти

отношения явно не сформулированы; однако для целей построения курса их

имеет смысл представлять явно. Тем более это справедливо для содержания

отдельных категорий блоков, которое может непосредственно включать

схемы отношений предметики.

В [28, п. 3.3] для таких целей определена текстовая РЯПЗ-нотация. При

рассмотрении её выявляется аналогия с языком т.н. информационного

моделирования по стандарту IDEF1X и подобными ему. Общий смысл всех

этих нотаций — структура «сущности-отношения» как многосвязная (в

пределе — полный граф). Поэтому графической основой описания в статике

м.б. язык IDEF1X-типа, но с некоторыми уточнениями. Прежде всего это

касается отношений вида «не один к одному». Они могут

конкретизироваться ОС-узлами. При этом отношению категоризации

сообщается конкретная логика выбора категорий, обсуждавшаяся в [1].

Состав и взаимосвязи сущностей могут определяться и по-другому, в

зависимости от подхода к структуризации предметики. Так, перспективной

представляется модель, предложенная в [29].

Очевидно также существование динамических отношений. Если

конкретизировать их смысл в наиболее существенном аспекте, то он состоит

в порядке ознакомления с сущностями в зависимости от неких реакций

обучающегося на запросы обучающего. Поэтому можно говорить о потоке

управления ознакомлением с сущностями.

Следовательно, над блочно-модульной структурой курса должен

определяться алгоритм ознакомления, решения в котором принимаются по

параметрам контроля усвоения блоков.

В [30, п. 6] при анализе одной из современных нотаций для графовой

записи потока управления алгоритмического процесса — т.н. техноязыка

ДРАКОН — утверждается, что графическим представлением

алгоритмической структуры управления является т.н. сводимый

(аранжируемый, устремлённый; указано на эквивалентность этих

определений) граф - ориентированный циклический, с выделенной начальной

вершиной. В [30, п. 7] указано, что топология «дракон-слепышей» (схем типа

«дракон-примитив» и внутри каждой ветки схем типа «дракон-силуэт»)

соответствует классу устремлённых графов, с дополнительно наложенным

ограничением планарности (укладки на плоскости без пересечений). Также

подчёркивается, что примитивы и силуэты — наиболее общие классы

устремлённых топологий, ещё сохраняющие свойство управляемости

структуры — когда из двух вершин, соединённых дугой, однозначно можно

выбрать «старшую» и «младшую» относительно начальной вершины в графе.

180

Именно управляемость и требуется для упорядочения ознакомления со

структурой. Поэтому представляет интерес рассмотрение графической

записи таких структур.

Укладка на плоскости для более сложных структур возможна по тем же

принципам, что и в стандартах ЕСКД, где вводятся линии групповой связи.

Однако в этом случае получаемая схема имеет зависимый кросс в терминах

[1]; целесообразно делать кросс независимым, а связи «не один к одному»

представлять явно в теле схемы (применяя преобразование Кёни-га).

Соответствующее языковое решение предложено в графит-методе.

Существенной частью определения здесь является типизация

вложения, когда только соответствующий подграф из лексики языка может

подставляться в определённую позицию текущей конфигурации схемы.

4.2. Архитектура модели деятельности

Модель деятельности организуется на уровнях:

сетевом — как описание структуры техопераций (сети работ) коллектива

исполнителей (множества субъектов труда как «центров принятия

решений» о движении по структуре);

процедурном — как описание системы совместно протекающих

взаимодействующих процессов (СПВП), исполняемых без перекрытия по

времени либо полностью или частично одновременно, одним либо

разными членами коллектива.

Процедурное описание передаёт смысл сетевого («расшифровывает» его) для

императивно-алгоритмического исполнителя.

Также вводятся степени трудности построения (уровни точности

представления) модели (образуют иерархию сверху вниз):

базовый (предметный) — минимальный, для построителя-

непрофессионала (носителя знаний в предметной области):

аналитический — более развитый, для построителя-эксперта в

предметной области;

информатический — максимальный, для построителя-разработчика

средств моделирования и автоматизации деятельности.

Смысл модели предлагается фиксировать в описании отдельными пред-

ставлениями для каждого уровня; структура при этом будет одинаковой.

Инвариантная структура модели деятельности определяется далее:

В частном случае модель состоит из одного ТП, содержащего одну ТО.

Каждый ТП имеет один или конечное число входов и выходов, имеющих

смысл ответных частей стыка на межоперационной передаче продукта через

границу другого ТП с данным.

181

Таблица 1. Структура описания техпроцесса

<заголовок-модели>

<назначение-процесса>

Прод.

стр.

Поток продукции и контроль состоя-

ния

Поток управления и содержание дея-

тельности

Упр.

стр.

<связи входящих ТО между собой и со стыками по предметам труда>

↕ni{<#-ТП>'-Вх'<№-входа#ni>.<Имя входа>

<условия-передачи-по-входу> Поступает от <имя-исп> (<имя-ТП>):

<перечень-предметов-труда>

<#-след-ТО>:<перечень результатов для передачи>

<#-РМ>.< Исп-принимающей-ТО >

Принимается:

<перечень-параметров-управления>

<перечень требований к результатам и процессу>:<#-след-

ТО>

}+NНВхвТП

<связи входящих ТО между собой и со стыками по управлению>

↕ei{<#-ТП>'-АВх'<№-авар-входа#ei>.<Имя входа>

Поступает от <имя-исп> (<имя-ТП>):

<перечень-предметов-труда-во-исправление-аварии>

<условия-передачи-по-входу>


<#-РМ>.< Исп-принимающей-ТО >

[Принимается:

<перечень-параметров-управления-исправлением>]


ТО>

}+NАВхвТП

↕to{<#-ТП>'ТО-'<№-ТО#to>.<Имя ТО> <#-вар>.<Имя ТП выбора>

<Упр-и-контр-ТО#to>

(*для каждой ТехОперации.*)


<#-РМ>.<Имя РабМеста> <#-экз>.<Имя ТП назначения>

<Содержание-ТО#to> (*для каждой ТехОперации.*)


ТО>

}+NТОвТП ↕eo{<#-ТП>'-АВых'<№-авар-вых#eo>.<Имя выхода>

Выдаётся <имя-исп> (<имя-ТП>):

<перечень-предметов-труда-на-исправление-аварии>

<условия-передачи-по-выходу>

<#-РМ>.< Исп-отдающей-ТО>

[Задаётся: <перечень-параметров-для-

управления-исправлением>]

}+N

АВыхвТП

↕no{<#-ТП>'-Вых'<№-выхода#no>.<Имя выхода>

Выдаётся <имя-исп> (<имя-ТП>):

<перечень-предметов-труда> <условия-передачи-по-выходу>

<#-РМ>.< Исп-отдающей-ТО >

[Задаётся:

<перечень-параметров-управления>[

}+NНВыхвТП

(*Целевые и аварийные входы и выходы удобно располагать в порядке связи с ТО.[другие-комментарии-к модели]*)

Таблица, по сути, задаёт шаблон описания модели (укрупнённый).

Состав предметных входов/выходов включает:

целевые — для предметов труда данного уровня иерархии исполнения;

управляющие — для носителей задания/отчёта вышестоящему уровню;

внешние — для обмена с окружением системы (необязательны).

182

Состав конфигурационных связей включает:

элементные — для выбора варианта ТО и назначения исполнителя;

связевые — для выбора варианта связности данной ТО с другими.

При применении (деятельности) построенной системы происходит

следующее. ТП исполнительного уровня (которые и преобразуют исходные

предметы труда в результатные) строятся в разных вариантах связей разных

вариантов ТО, выбор между которыми и назначение работ осуществляет ТП

распорядительного уровня. Аналогично техпроцесс аналитического уровня

может перестраивать распорядительный ТП, а моделирующий техпроцесс -

перестраивать аналитический.

4.3. Построение моделей деятельности

Для графической формы предлагаются следующие общие принципы:

следовать общим правилам построения УГО, принятым в ЕСКД;

максимально использовать графику, установленную ГОСТ 19.701-90, по

возможности в стандартном смысле или близком к нему.

В отношении составляющих базиса абстракций Кауфмана возможны

следующие частные принципы по уровням и формам моделирования.

Для абстракции данных предлагается на предметном уровне

структурирование, принятое в сфере управления, на реквизиты-основания и

реквизиты-показатели, образующие составные реквизиты как базовые

элементы данных. Элементарные реквизиты в табличной форме

представляются в одном измерении плоской таблицы (обычно — как

столбцы), составные — в другом (обычно как строки). Материальные

предметы описываются, как принято в ЕСКД (чертежами и таблицами).

На аналитическом уровне предметы предлагается описывать знаками схем

данных по ГОСТ 19.701-90 с дополнением для материальных предметов.

Структура передачи предметов в алгоритмическом процессе описывается

схемами Лаврова над указанными типами знаков.

На информатическом уровне данные представляются как величины

абстрактных типов. В графической форме — как схемы типов.

Для абстракции операций на предметном уровне определяется

единообразная структура оператора из следующих типов частей:

предварительное имя действия;

имя предмета (объекта) действия;

исполнительное имя действия.

Эти типы следуют, как правило, в указанном порядке (при этом строение

оператора примерно соответствует команде по воинскому уставу).

Оператор определяет опер-составляющую шага алгопроцесса

полностью или частично. Во втором случае для одного шага в модели

определяется два и более операторов, исполняемых последовательно в

линейной или нелинейной (разветвляющейся, циклической) структуре.

На аналитическом уровне однотипных частей в операторе допустимо

две и более, при этом:

183

разные предварительные/исполнительные имена определяют

множественную семантику оператора;

разные имена предмета определяют групповой характер оператора.

Множественность семантики возникает, как правило, когда нужно описать

смысл действия, разный для различных субъектов (исполнителя и других

членов коллектива, надсистемы, среды); в этом случае исполнительные

имена соединяются в составное по «пространственно-логическому» типу (И,

ИЛИ, И-ТОГДА, ИЛИ-ИНАЧЕ). В другом случае так удобно описывать

цепочку действий (особенно для представления того, что они должны

исполняться слитно); тогда исполнительные имена соединяются по «время-

логическому» типу (ЗАТЕМ, ДАЛЕЕ).

На информатическом уровне множественная семантика раскрывается

системой маршрутов (потоком управления) оператора.

Структуру управления целесообразно представлять нетекстово.

Возможными формами служат устремлённые графы (с учётом сказанного

далее) либо структурные скобки, предложенные в [31]. Уточним, что они

должны заменять собой элементы текста, описывающие структуру.

Для абстракции связывания на предметном уровне предлагается

следовать обычной структуре описания материальных систем в ЕСКД.

На аналитическом уровне предлагается выделять отношения связывания

между техоперациями в сетях и шагами в процедурах. Графически они

представляются схемами отношений.

На информатическом уровне предлагается использовать языки детального

описания материальных систем типа VHDL.

4.4. Язык сетей техопераций

Подразумевается следующая семантика сетей.

Техпроцессы связаны между собой в технологию (описание

деятельности) через элементы, подразделяемые по видам на:

Г[енор] — исток, принимающий выход из среды деятельности или от

смежного техпроцесса;

АГ[енор] — сток, отдающий выход из данного техпроцесса на вход

смежного ТП или в среду деятельности.

Формально Г и АГ имеют смысл соединителей межпроцессной

передачи (связи через границу смежных ТП).

Содержательно генор отдающего ТП и агенор принимающего ТП для

одной связи тождественны и выделяются только при рассмотрении этих ТП

независимо друг от друга; в совместном рассмотрении смежных ТП они

объединяются в метку содержания межпроцессной передачи.

По структуре связей выделяют виды техопераций:

Звено — со связностью «один вход — один выход»;

Узел — со связностью «не один вход И/ИЛИ не один выход».

Техоперации по видам содержания подразделяются на:

Ц[елевая] - преобразования материалов (полуфабрикатов) в продукт;

Р[ешение] — определения дальнейших маршрутов течения ТП.

184

Решение реализуется перенаправлением предметов.

Содержание и структура образуют смысловой базис техопераций,

раскрываемый следующим образом.

Целевое звено преобразует входной предмет труда (исходный или

промежуточный) в выходной (промежуточный или результатный), изменяя

только его свойства, но не структуру (в заданной схеме предметов).

Решающее звено выделяется в тех случаях, когда в описании

деятельности нужно обособить подготовку окончательного решения,

представляемого узлом.

Узел аналитического типа («один ко многим») может иметь смысл по

видам содержания:

«разборки» - целевое преобразование, изменяющее структуру входного

предмета труда с единой на раздельную;

«сортировки» - решающее преобразование, распределяющее общий

входной поток предмета на ряд выходных.

В результате «разборки» могут получаться раздельные предметы труда как

одного, так и разных элементных типов.

В результате «сортировки» могут формироваться потоки как однородные по

смыслу, так и разнородные.

Узел синтетического типа («многие к одному») может иметь целевой

смысл по видам содержания:

«сборки» - целевое преобразование, изменяющее структуру входного

предмета труда с раздельной на единую;

«комплектовки» - решающее преобразование ряда входных потоков

предметов труда в общий выходной.

В результате «сборки» получается предмет составного (агрегатного) типа.

В результате «комплектовки» получается предмет типа коллекции.

Узел аналитико-синтетического типа («многие ко многим») задаёт

преобразование, изменяющее распределение входного потока предметов

между связями. Однако такое представление считается допустимым лишь в

неполностью определённой модели, и для завершения моделирования

должно быть раскрыто типами техопераций, описанными выше.

4.5. Язык систем процедур

Предлагается прежде всего типизировать укрупнённо операторы языка

на функциональные (действия) и маршрутные (переходы).

Условия перехода можно типизировать по назначению на целевые и на

функциональные - т.е. осуществимости очередного шага процесса. При этом

по адекватной модели процесса вторые, очевидно, должны генерироваться

автоматически - из структуры связей шагов.

Особым условием предлагается считать событийное. События в

алгоритмическом процессе могут представляться на аналитическом уровне

так, как на Рис. 1. Информатически передача событий оформляется как

условный блок, который может реализовываться как в процессе, их

использующем, так и в отдельной процедуре. Второй вариант даёт

185

возможность независимо определять множество событий и способов их

обнаружения как часть «творческой базы» моделирования.

Действия подразделяются на преобразования и перемещения.

Преобразования предлагается подразделять на:

целевые (включая вызовы процедур и прерывания/исключения);

проверочные (включая анализ состояний для подготовки ветвлений).

Возможен "режим исполнения программы как сценария". При этом

либо человек вводит ответ на вопрос ветвления (т.е. управляет флагами для

условного перехода), либо пред-усматривается получение этого ответа перед

вопросом путём вычислений отношений от величин состояния

процесса/исполнителя.

© Жаринов В.Н., 2012-13

Д

С

<разрешить|

запретить>

Реакцию на события:

◊1<опред-события#1>↕c{[разд]

опред-события#c}*Nсобыт

<№-шага>

Элемент: <Разрешение|Запрет>

Нужен для: обозначения в исполняемой

ТО предписания исполнителю <принимать

во внимание|игнорировать> после этого

шага заданные события и указания

конкретных характеристик этих событий.

Внимание: исполнитель реагирует на

события, которые может обнаруживать, и

пока это не запрещено обратным

оператором.

Д

С

<дожидаться|

начать>

[<ПОКА|КОГДА> < 'нет'|'есть'>]

события:

<'нет операции'>

|<квант-времени>

|<◊1<имя-события#1>↕c{[разд]

имя-события#c}*Nсобыт>

<№-

шага>

Элемент: <Бездействие|Ожидание>

Нужен для: обозначения в исполняемой ТО

предписания исполнителю в течение шага

бездействовать или проверять, [НЕ ]имеют ли

место заданные события.

Внимание: 1) исполнитель проверяет те со-

бытия из указанных, на которые не запреще-

но реагировать на данном участке алгоритма;

2) проверки повторяются с заданным интер-

валом (возможно, переменным).

ИЛИ

Рис. 1. Операторы событий в языке систем процедур

Перемещения же - на типы:

"внутри исполнительских ядер" (в терминах [32], в общем "инфор-

мационном пространстве" существования СПВП – реализуемом как

система основных ЗУ) - т.е. отправки/приёма сообщений по каналам;

"ядро-хранилище исполнителя" - т.е. сохранения/извлечения данных, с

временным изъятием из инфопространства во внешние ЗУ;

"исполнитель-окружение" - т.е. ввода/вывода (обычно без изъятия из

инфопространства, просто дублируя область ЗУ через порт

Передача параметра по ссылке в терминах сетей ТО рассматривается

как межоперационная во времени, по значению — в пространстве.

186

Элементарные внутренние перемещения - это пересылки по адресам. В

небезопасных архитектурах исполнителей - произвольные. В безопасных -

например, по принципу "Эльбруса", представленному в [32].

На необходимость выделения ввода/вывода в языке для улучшения

понимаемости было указано ещё в [33].

За каждым типом может стоять в виде результата построения как

оператор языка, так и библиотечная функция (процедура).

4.6. Устремлённые структуры в графическом моделировании

Ранее указано, что такие структуры можно использовать для

представления как моделей деятельности, так и отношения порядка (потока

управления) навигацией по документу моделирования. В этих целях можно

применять различные структуры. Так, автор использует для представления

навигации структуру типа «дракон-силуэт»; Барановским для этого

предлагалось также использование структуры «цикл-силуэт», определённой в

[34].

Целесообразно рассмотреть семантику этих структур. Графически это

сделано в [35], где использовано детальное представление операторов

маршрутизации алгоритма.

По семантике «цикл-силуэт» является циклом Дейкстры, записанным

на графовой основе. Также возможно установление эквивалентности ЦД и

«дракон-силуэта». Автором доказывалось соответствующее утверждение;

результат можно найти в [35]. Эквивалентность доказана конструктивно, т.е.

определён способ преобразования «силуэта» в ЦД. Изучение доказательства

автор оставляет читателям.

Т.о. возможно взаимозаменяемое употребление этих структур в любых

приложениях для устремлённых графов. При этом, однако, автор считает

нужным обратить внимание читателей на следующее:

для сохранения смысла в описании целесообразно пользоваться более

детальными представлениями операторов маршрутизации;

в основе «силуэта» лежат явные безусловные переходы, что должно

учитываться при выборе языка текстового представления;

подразделение устремлённого графа для укладки в «силуэт» м.б. как

обоснованным логической структурой содержания графа, так и

совершенно алогичным, т.к. определяется лишь синтаксис.

Поэтому целесообразнее для структуризации описаний применять

«силуэт» (при этом дракон-знаки «Имя» и «Адрес» интерпретируются в

смысле исходного текста как комментарии-указания для его структуриро-

вания на подструктуры-«ветки»), тогда как для записи алгоритмов

деятельности — цикл Дейкстры (при этом условные переходы на

подструктуры ЦД интерпретируются уже как часть исходного текста).

Элементы представления динамики описаний уже появляются; так, в

[36] Бабичев предлагает читателю общую схему связей элементов работы

(Рис. 2) и частные (Рис. 3, 4), определяемые целями ознакомления.

187

В то же время автор отдаёт отчёт в том, что с позиций теоретической

информатики следует различать состояния отдельно взятой процедуры (как

формального автомата), для представления которых и вводятся ЦД-ветви

(или «силуэт-ветки»), и состояния программы как системы, в соответствии с

которыми выбираются для исполнения те или другие процедуры (в

классическом смысле, функциональном, объектном). Состояния программы

определяются для её модели в целом; автор по-лагает, что это возможно для

модели программы как сети техопераций.

5. Выводы

Главный вывод из сказанного — для эргономизации умственного труда

необходимо представлять одно и то же содержание в разных формах,

адаптируя текущее представление по указаниям пользователя.

Графические РБНФ как расширенные синтаксические диаграммы

целесообразно внедрять в школе, причём не только на информатике и ИКТ.

Очевидными кандидатами представляются; родной и иностранные языки;

отчасти литература (для формального описания стилей речи, возможно

факультативного); естественные науки (представление используемых в

математике, физике, химии формальных языков); технологии (инвариантное

описание предметов труда). Одновременно необходимы инженерно-

психологические исследования для выработки критериев объективной

оценки эргономики формальных языков, их связи с характеристиками

формальной грамматики языка. Автор надеется, что такие исследования

будут организованы специалистами в соответствующих отраслях науки.

Предварительно показана возможность построения модели,

передающей смысл деятельности в структуре, инвариантной к уровню

формализации. В то же время нужно формализовать саму модель до уровня

реализации, основываясь на теоретической информатике.

Взаимосвязанно с формализацией необходимо вырабатывать методики

применения моделей в процессе обучения. Здесь необходимо участие

заинтересованных педагогов и дидактиков.


1. Жаринов В.Н. Графическое моделирование процессов в обучении. - В

данном сборнике, 2012. - С.<№№-по-вёрстке>.

2. Фридланд А.Я. Информатика: процессы, системы, ресурсы. – М.:

БИНОМ. Лаборатория базовых знаний, 2003.

3. Усов А.С. Разработки ООО «Алексус». Статьи. [Электронный ресурс].

[2001] URL: http://www.alexus.ru/russian/articles.html (дата обр.: 4.10.2013).

4. Орлов М.А. Основы классической ТРИЗ. - М.: СОЛОН-Пресс, 2006.

5. Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах

обработки данных. - М.: Энергоатомиздат, 1994.

6. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 10 т. Том 3. - М.:

Машиностроение, 1988.

http://www.alexus.ru/russian/articles.html

188

7. Яковис Л.М. От единого информационного пространства к единому про-

странству управления производством. // Автоматизация в промышленно-

сти. - 2013. - №1 - С. 20-26.

8. Усов А.С. Семантические модели предприятия. - Екб.: ООО «Алексус».

[Электронный ресурс]. [2007] URL:

http://forum.oberoncore.ru/download/file.php?id=1848 (дата обр.: 4.10.2013).

9. Леонтьев А.Н. Автоматизация и человек. // в кн.: Хрестоматия по инже-

нерной психологии. – М.: Высшая школа, 1991. – с. 46-53.

10. Атанов Г. А., Пустынникова И. Н. Обучение и искусственный интеллект,

или Основы современной дидактики высшей школы. — Донецк: Изд-во

ДОУ, 2002.

11. Чошанов М.А. Инженерия обучающих технологий. - М.: БИНОМ. Лабо-

ратория знаний, 2011.



13. Паронджанов В.Д. Как улучшить работу ума. Алгоритмы без программи-

стов – это очень просто! – М.: Дело, 2001.

14. Грабин В.Г. Оружие победы. - М.: Республика, 2000.

15. Рябов В.Б. Гуманитарная технология организационного проектирования и

развития. - М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2011.

16. Ткачёв Ф.В. Чего капитаны IT-индустрии не понимают относительно

школьного образования: Доклад. - Фонд "Байтик". [Электронный ресурс].

[2012] URL: http://www.inr.ac.ru/~info21/texts/x-it-2012-moscow.htm (дата

обр.: 4.10.2013).

17. Скворцов А.Б. Реорганизация управления компаниями связи. // Телеком-

муникационное поле регионов. - 2001. - №1. - С. 32-34.

18. Михайлов С.Е. 1С-программирование как дважды два. СПб.: Тритон,

2005.

19. Карабчиевский А. Улица Мандельштама. // Юность. - 1991. - №1 - С. 64-

68.

20. Любжин А.И., Ткачёв Ф.В. Проект «Неоклассическая гимназия» [Элек-

тронный ресурс]. [2012] URL:

http://www.inr.ac.ru/~info21/MIL/neoclass.htm (дата обр.: 4.10.2013).

21. Потопахин В.В. Можно ли поднять уровень физмат-образования в от-

дельно взятом Хабаровском крае? // "Дебри-ДВ", 27.01.2012 [Электрон-

ный ресурс]. [2012] URL: http://www.debri-dv.com/article/4692#top (дата

обр.: 4.10.2013).

22. Мичи Д., Джонстон Р. Компьютер-творец. - М.: Мир, 1987.

23. Методы описания, анализа и оценки деятельности. // в кн.: Хрестоматия

по инженерной психологии. – М.: Высшая школа, 1991. – с. 90-152.

24. Жаринов В.Н. РБНФ-графит-метаязык. [Электронный ресурс]. [2011]

URL: http://grafit-basis.narod.ru/L3/meta-bazis.html#Doc-n513 (дата обр.:

4.10.2013).

25. Звенигородский Г.А. Первые уроки программирования. - М.: Наука, 1985.

26. Мейер Б. Почувствуй класс. – М.: БИНОМ, 2011.

http://forum.oberoncore.ru/download/file.php?id=1848

http://www.inr.ac.ru/~info21/texts/x-it-2012-moscow.htm

http://www.inr.ac.ru/~info21/MIL/neoclass.htm

http://www.debri-dv.com/article/4692#top

http://grafit-basis.narod.ru/L3/meta-bazis.html#Doc-n513

189

27. Свердлов С.З. Языки программирования и методы трансляции. – СПб.:

Питер, 2007.

28. Овчинников В.Г. Методологическое введение в информатику. - М.: Спут-

ник+, 2005.

29. Зверев Г.Н., Зверева Н.Н. Семиотические модели и автоматизация конст-

руирования педагогических тестов // Открытое образование. - 2013. - №2.

URL (обзор): http://www.e-joe.ru/sod/sod_13_2.html (дата обр.: 4.10.2013).

30. Ермаков И.Е., Жигуненко Н.А. Двумерное структурное программирова-

ние; класс устремлённых графов. (Теоретические изыскания из опыта

языка «ДРАКОН») // Сборник трудов V Международной конференции

«Инновационные информационно-педагогические технологии в системе

ИТ-образования», Москва, 8-10 ноября 2010. — М.: Изд-во Московского

ун-та имени М. В. Ломоносова, 2010. — С. 452—461. г. Москва, МГУ.

URL: http://2010.it-

edu.ru/docs/C4/a4a%20Ермаков%20И.Е1287620722076198.doc (дата обр.:

4.10.2013).

31. Прохоренко С. PureBuilder [Электронный ресурс]. [2001] URL:

https://sites.google.com/site/purebuilder/#TOC--10 (дата обр.: 4.10.2013).

32. Бабаян Б.А. Защищенные информационные системы. [Электронный ре-

сурс]. [2003] URL:

http://www.mcst.ru/SECURE_INFORMATION_SYSTEM_V5_2r.pdf (дата

обр.: 2.12.2012).

33. Гегечкори А. Проблемы обучения информатике. // Информатика и обра-

зование - 1988. - №4.

34. Барановский Д.В. ДАЛВЯЗ 2 – Описание. [Электронный ресурс]. [2012]

URL: http://grafit-basis.narod.ru/files/dalvjaz2_description.pdf (дата обр.:

4.10.2013).

35. Жаринов В.Н. Силуэт и цикл Дейкстры. [Электронный ресурс]. [2010]

URL: http://drakonografika.narod.ru/L3/part_viz_know.html#n3113 (дата

обр.: 4.10.2013).

36. Бабичев А.В. Распознавание и спецификация структур данных. - М.:

ЛЕНАНД, 2008.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА

УРОКАХ ГЕОГРАФИИ

Зиброва Н.В.

МКОУ Аннинская СОШ № 6

Ни один из других предметов в такой степени не нуждается в нагляд-

ности и занимательности, как география, и в тоже время ни один из предме-

тов не представляет более благоприятного поля для применения наглядных и

занимательных способов преподавания, как география.

Н.Н. Баранский

Одним из важнейших инновационных процессов в образовании стала

информатизация и компьютеризация обучения географии. Новая эпоха ста-

вит перед школьным образованием новую проблему – подготовить ученика к

http://www.e-joe.ru/sod/sod_13_2.html

http://2010.it-edu.ru/docs/C4/a4a%20Ермаков%20И.Е1287620722076198.doc

http://2010.it-edu.ru/docs/C4/a4a%20Ермаков%20И.Е1287620722076198.doc

https://sites.google.com/site/purebuilder/#TOC--10

http://www.mcst.ru/SECURE_INFORMATION_SYSTEM_V5_2r.pdf

http://grafit-basis.narod.ru/files/dalvjaz2_description.pdf

http://drakonografika.narod.ru/L3/part_viz_know.html#n3113

190

жизни и профессиональной деятельности в высокоразвитой информационной

среде, к возможности получения дальнейшего образования с использованием

современных информационных технологий обучения. Одним из направлений

модернизации системы географического образования является внедрение

компьютерных технологий. Компьютер, мультимедийная доска, электронные

учебники, ресурсы интернета в руках учителя могут стать не столько средст-

вом обучения, сколько инструментом развития творческих способностей

учащихся.

Кабинет географии немыслим без наглядных пособий. Главное место в

их ряду занимают карты. Интерактивные карты позволяют существенно рас-

ширить демонстрационные возможности традиционных карт, сделать заня-

тия в классе более эффективными и увлекательными. Широкие функцио-

нальные возможности электронных карт позволяют учителю использовать их

во всех учебных курсах, реализовать деятельностный практико-

ориентированный подход к обучению, активизировать познавательную дея-

тельность учащихся на уроке, применять разные формы и методические

приемы работы с географической картой, формируя важнейшие географиче-

ские умения – картографические.

Компьютерные технологии можно применять на всех этапах урока: при

изложении нового материала, закреплении и контроле знаний, проверке до-

машних заданий. При объяснении нового материала использую рисунки и

фотографии, видеофрагменты, справочные таблицы. При закреплении знаний

для быстрого повторения наиболее значимых вопросов применяю рисунки,

схемы. Особенно удобно и для учителя и для ученика использование компь-

ютера для контроля знаний. Учащимся предлагаю задания: ответить на во-

просы теста, расшифровать схему, проанализировать таблицу и т.д. и сразу

можно проверить правильность выполнения заданий, учащиеся видят свои

ошибки. Получается очень интересно, удобно и быстро. Для учащихся, кото-

рые интересуются географией, предлагаю занимательную форму выполнения

домашнего задания в виде составления презентации и публикации по изу-

ченной теме.

На уроках географии существуют широкие возможности применения

проектной деятельности. Создание презентаций - это творческий процесс с

элементами проектной деятельности. В девятом классе, при изучении отрас-

лей промышленности, ребята создают проекты различных предприятий, про-

екты освоения месторождений полезных ископаемых. Школьники с удоволь-

ствием создают такие проекты и с ещё большим удовольствием и вниманием

смотрят работы своих одноклассников, анализируют их и оценивают. В этом

случае у учащихся возникает интерес к поиску необходимой информации в

различных источниках, формируются познавательно-информационная и

коммуникативная компетенции.

Итак, использование на уроках географии информационных техноло-

гий позволяет вести преподавание предмета на личностно-ориентированное

обучение, которое является основой учебно-познавательной деятельности

учащихся, позволяет вести обучение в сотрудничестве, создавать ситуацию

191

успеха каждому ученику и на каждом уроке, получать дополнительные зна-

ния, обеспечивать публичные выступления, возможность исправлять ошиб-

ки, повышать свой познавательный уровень.


1. Заболотнова Е.Ю. Использование информационных ресурсов в препода-

вании географии/ Е.Ю. Заболотнова, В.А. Гриценко // Информационные и

коммуникационные технологии в общем, профессиональном и дополни-

тельном образовании: ученые записки Института информатизации обра-

зования РАО – М.: ИИО РАО, 2004.– Т.13.– С. 101-104.

2. Новые педагогические и информационные технологии в системе образо-

вания /Под ред. Е.С. Полат. – М.: Академия, 2001. – 271 с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕБ-КВЕСТОВ НА УРОКАХ ДЛЯ

АКТИВИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Зубанова И.Н., Пинчукова М.В.

ГОБУ СПО ВО «Павловский сельскохозяйственный техникум»

МБОУ Павловская СОШ №3

Применение новых информационных технологий в образовании – это

не только использование новых средств обучения, но и использование новых

методов преподавания. Одной из современных методик является методика

веб-квеста, которая позволяет организовать исследовательскую деятельность

обучаемых через поиск информации по указанным адресам в сети.

Концепция веб-квестов была разработана в США в середине 90-х годов

профессорами Б.Доджем и Т.Марчем. Методические рекомендации по само-

стоятельному созданию веб-квестов размещена на портале Университета

Сан-Диего http://webqwuest.org.

Квест представляет собой совокупность страниц, связанных между со-

бою гиперссылками. В основе веб-квеста лежит индивидуальная или группо-

вая работа учащихся, которые должны собирать, анализировать, системати-

зировать информацию. Далее творчески преобразовать информацию из раз-

ных источников в выбранную форму её представления.

Веб-квест может содержать следующие разделы:

1. Введение. В этом разделе описывается вводная ситуация и сроки

её выполнения.

2. Задания. Постановка проблемы может быть представлена в виде

перечня вопросов, на которые нужно найти ответ.

3. Роли. Роли предполагают выполнение определенных заданий по

теме.

4. Ссылки. Ссылки содержат указания необходимых ресурсов с до-

полнительным и вспомогательным материалом.

5. Критерии оценивания. Оценка за выполнение основывается на

нескольких критериях, которые ориентируются на тип проблемного задания

и форму представления.

192

Использование этой методики позволяет решить ряд профессиональ-

ных задач:

повышение внутренней мотивации обучаемых;

формирование таких компетенций, как формирование коммуника-

тивных навыков, навыков публичных выступлений, умение выбирать опти-

мальный вариант решения задачи, использование информационных техноло-

гий для решения профессиональных задач.

ФОРМИРОВАНИЕ ЛЕКСИЧЕСКИХ НАВЫКОВ НА УРОКАХ

НЕМЕЦКОГО ЯЗЫКА ЧЕРЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ

Колмакова О.А.

МКОУ Бродовская СОШ Аннинский район

В современных условиях наиболее актуальной задачей образования яв-

ляется формирование коммуникативной культуры обучающихся. ИКТ стано-

вится наиболее эффективным средством, способствующим расширению об-

разовательного пространства современной школы.

Если мы обратимся к «Словарю методических терминов» (авторы:

Э.Г.Азимов, А.Н.Щукин), то мы найдем следующее определение: информа-

ционные технологии - это «система методов и способов сбора, накопления,

хранения, поиска, передачи, обработки и выдачи информации с помощью

компьютеров и компьютерных линий связи».

В обучении иностранному языку широко применяются компьютерные

технологии. Специфика компьютера как средства обучения связана с такими

его характеристиками как комплексность, универсальность, интерактивность.

Интерактивное обучение на основе мультимедийных программ позволяет

более полно реализовать целый комплекс методических, дидактических, пе-

дагогических и психологических принципов, делает процесс обучения более

интересным и творческим. Возможности учитывать уровни языковой подго-

товки обучающихся являются основой для реализации принципов индиви-

дуализации и дифференцированного подхода в обучении. При этом соблюда-

ется принцип доступности и учитывается индивидуальный темп работы каж-

дого ученика. Важным аспектом использования ИКТ на уроках иностранного

языка является проектная деятельность. Мультимедийные презентации ак-

тивно вошли в процесс обучения. Обучающиеся используют Интернет для

сбора материала для проектов.

Одной из возможностей использования мультимедийных технологий

на уроке является подготовка и проведение интегрированных уроков. Тради-

ционно изучение темы или раздела заканчивается повторением, закреплени-

ем и обобщением. Все эти элементы можно объединить, предложив обучаю-

щимся на завершающем каждую тему этапе, создать мультимедийный про-

ект, вместо традиционного реферата. Создавая презентацию, ученикам пре-

доставляется великолепная возможность систематизации приобретенных

знаний и навыков, их практического применения, а также возможность реа-

193

лизации интеллектуального потенциала и способностей. Очень важно обу-

чающимся почувствовать интерес к самостоятельной творческой работе,

ощутить значимость результатов своей работы, т.к. презентация - это гото-

вый методический материал для урока, а также ощутить собственную успеш-

ность.

Необходимо отметить, что обучающиеся выполняют мультимедийные

презентации с большим интересом. Это еще один стимул к развитию интере-

са обучающихся к изучению языка и культуры страны изучаемого языка. Из

практики хочу отметить, что такие задания ученики начинают выполнять с 4-

го класса. Интерес представляют такие темы, как «Праздники», «Животные»,

«Времена года», «Сказки». Далее следует остановиться на мультимедийных

презентациях, используемых для развития такого вида речевой деятельности,

как аудирование. Обучение аудированию предполагает работу над двумя

функциональными видами данного вида речевой деятельности: 1) аудирова-

ние в процессе непосредственного (диалогического) общения и 2) аудирова-

ние связных текстов в условиях опосредованного общения.

В данной работе хочу остановиться на вопросе развития у обучающих-

ся умений дистанционного аудирования, т.е. восприятия и понимания аудио-

текстов в условиях опосредованного общения.

Использование мультимедийных презентаций на уроках по развитию

навыков аудирования имеет ряд преимуществ. Одним из главных преиму-

ществ является возможность представлять ученикам после выполнения зада-

ний правильные ответы в письменном виде. Можно предложить ученикам

записать некоторые факты, фразы, предложения, опираясь на наглядность,

что многим обучающимся облегчает процесс правильного написания. И в

дальнейшем эти записи использовать для дискуссий и монологических вы-

сказываний по теме, а также при выполнении домашнего задания.

Другой положительный результат использования презентаций - это бо-

лее быстрый темп урока, заинтересованность обучающихся. Еще большую

заинтересованность можно вызвать, предложив некоторым ученикам под

своим руководством подготовить презентацию к уроку.

Разрабатывая уроки по аудированию, учителя часто сталкиваются с

проблемой отсутствия раздаточного материала с заданиями. Эту проблему

можно решить с помощью мультимедийных презентаций. Содержание пре-

зентаций может быть различным: видеоряд-подсказка, дополнительная ин-

формация, текстовые задания, диаграммы, таблицы.


1. Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании: Учебное по-

собие для студ. Пед. Учеб. Заведений.-М.: Издательский центр «Акаде-

мия», 2003.-192с.

2. Карамышева Т.В. Изучение иностранных языков с помощью компьютера

в вопросах и ответах. - С.П.: Союз, 2001. - 192 с. - (Серия «изучаем ино-

странные языки»).

194

3. Настольная книга преподавателя иностранного языка: Справ. Пособие / Е.

А. Маслыко, П. К. Бабинская, А. Ф. Будько, С. И. Петрова. - 7-е изд., стер.

Мн.: Выш. шк., 2001. - 552с.

4. Пассов Е.И. Урок иностранного языка в средней школе. - М.: Просвеще-

ние, 1988.

ОБУЧЕНИЕ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТА НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ

СОЗДАНИЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ ДЛЯ

СОПРОВОЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

Комова Т.Ю.

ФГОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет»

педагогический институт

Инновации охватили все стороны дидактического процесса: формы его

организации, содержание и технологии обучения, учебно-познавательную

деятельность. Компьютер в образовательном процессе современной началь-

ной школы - это инструмент, помогающий изменить характер практической

деятельности младшего школьника в учении, оценить его способности и зна-

ния, побуждать к самостоятельному поиску новых знаний.

Сложность современного содержания образования для учителей на-

чальной школы в значительной степени составляют новые технологии обу-

чения, которые настоятельно требуют подачи знаний в форме, доступной и

интересной для младшего школьника. Жизнь требует от студентов факульте-

та начальных классов овладеть умением не только составить конспекты уро-

ков, но и научиться использовать современные средства обучения. При про-

хождении педагогической практики перед ними встает задача: организовать

процесс обучения так, чтобы ребенок активно работал на уроке, видел плоды

своего труда и мог их оценить.

Сегодня практически каждый урок можно проводить с использованием

информационных технологий. «Мультимедийную технологию можно рас-

сматривать как объяснительно-иллюстративный метод обучения, основным

назначением которого является организация усвоения учащимися информа-

ции путем сообщения учебного материала и обеспечения его успешного вос-

приятия, усиливающегося при подключении зрительной памяти.» - отмечает

В.Ф. Ефимов [1, 39].

Презентация дает возможность рассмотреть сложный материал посте-

пенно, не только знакомить с новым материалом, но и актуализировать

имеющиеся у учеников знания. Учебный материал с компьютерной под-

держкой можно представлять в различных формах: в виде основной идеи

текста; упражнений, формирующих и развивающих умения и навыки; тесто-

вых заданий, определяющих уровень знаний и степень их усвоения; про-

блемных заданий, повышающих у учащихся мотивацию к усвоению знаний;

игр с целью активизации деятельности школьников, компьютерных презен-

таций.

Как мы уже отмечали ранее, «часть студентов испытывает определен-

195

ные трудности при необходимости вводить в ткань урока математики ком-

пьютерные технологии. Поэтому, прежде всего, необходимо показать сту-

дентам пути включения в урок компьютерных презентаций [2, 247]».

При использовании компьютерных презентаций в обучении младших

школьников традиционная структура урока принципиально не изменяется. В

ней сохраняются все основные этапы урока, нужно только продумать опти-

мальную технологию включения презентации в ткань урока. Компьютерные

презентации можно использовать для объяснения нового материала, повто-

рения пройденного, организации проверочных и самостоятельных работ.

Прежде чем перейти к созданию презентации для урока в целом, сту-

денты учатся разрабатывать отдельные небольшие фрагменты: игры, викто-

рины, занимательные задания. Это могут быть пазлы, ребусы, кроссворды.

Студенты стремятся к тому, чтобы занимательные задания для презентаций

способствовали формированию надпредметных компетенций младшего

школьника (например, математическая игра «В зоопарке»).

Затем разработанный дидактический материал вводится как элемент в

учебную деятельность, которая является и по форме и по содержанию основ-

ной. Ранее разработанные материалы анализируются с методической точки

зрения и включаются в содержание презентаций для уроков в различных со-

четаниях.

Следующий этап - разработка игровых уроков на основе презентаций,

помогающих ученику начальной школы учиться с увлечением, формирую-

щих предметные и надпредметные компетенции. Например, урок со сказоч-

ным или историческим сюжетом, где дети не только упражняются в счете, но

и знакомятся с новыми литературными или историческими героями, усваи-

вают сведения из истории, математики, литературы, естествознания, эколо-

гии и т.д.

Успешное использование компьютерных средств при разработке кон-

спектов к урокам дает студентам возможность проявить фантазию, творчест-

во при составлении конспектов, в оформлении урока, а также приводит к

созданию студентами своей личной мультимедийной продукции (компью-

терная презентация к уроку) и поплнению их методической копилки.


1. Ефимов, В.Ф. Использование информационно-коммуникативных техно-

логий в начальном образовании школьников / В.Ф. Ефимов // Начальная

школа. – 2009. - №2, с. 38-43.

2. Комова, Т.Ю. Обучение студентов технологии разработки презентацион-

ного сопровождения к уроку математики / Т.Ю. Комова // Актуальные

проблемы преподавания гуманитарных, естественно-научных и матема-

тических дисциплин в школе и вузе: материалы научно-практической

конференции по итогам научно-исследовательской работы Мичуринского

государственного педагогического института за 2012 год. Вып. 9 / сост.:

А.Ю. Околелов, Е.Н. Подвочатная; науч. ред. П.А. Гончаров. – Мичу-

ринск: ФГБОУ ВПО «МГПИ», 2012, с. 247-248.

196

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В

НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Копейкина Л.А.

МБОУ БГО СОШ №4

"Дитя требует деятельности беспрестанно, а утомляется не деятельно-

стью, а ее однообразием "

К.Д. Ушинский

Традиционно считается, что грамотность ребенок получает в начальной

школе, где его учат писать, читать и считать. Это, несомненно, так. Но со-

временному обществу нужны новые способы деятельности, что требует раз-

вития у человека целого комплекса умений и навыков — поиска необходи-

мой информации, ее обработки, предоставления другим людям, моделирова-

ния новых объектов и процессов, самостоятельного планирования и выстраи-

вания своих действий. Наряду с обучением навыкам чтения, письма и счета

важно учить детей использованию цифровой техники в качестве рабочего

инструмента в учебе и повседневной жизни, начиная с первого класса.

21 век – эпоха информационного общества. Необходимость новых зна-

ний, информационной грамотности, умения самостоятельно получать знания

способствовала возникновению нового вида образования – инновационного,

в котором информационные технологии призваны сыграть системообразую-

щую, интегрирующую роль. Под использованием «новых информационных

технологий» в начальной школе следует понимать комплексное преобразова-

ние «среды обитания» учащегося.Учитель, идущий в ногу со временем, сего-

дня психологически и технически готов использовать информационные тех-

нологии в преподавании. Любой этап урока можно оживить внедрением но-

вых технических средств. Включение ИКТ в учебный процесс позволяет учи-

телю организовать разные формы учебно-познавательной деятельности на

уроках, сделать активной и целенаправленной самостоятельную работу уча-

щихся.

ИКТ можно рассматривать как средство доступа к учебной информа-

ции, обеспечивающее возможности поиска, сбора и работы с источником, в

том числе в сети Интернет, а также средство доставки и хранения информа-

ции. Использование ИКТ в учебном процессе позволяет повысить качество

учебного материала и усилить образовательные эффекты.Одним из результа-

тов обучения и воспитания в школе первой ступени должна стать готовность

детей к овладению современными компьютерными технологиями и способ-

ность актуализировать полученную с их помощью информацию для даль-

нейшего самообразования. Для реализации этих целей возникает необходи-

мость применения учителем начальных классов информационно-

коммуникативных технологий в учебно-воспитательном процессе.

Одной из основных задач учителя начальной школы является развитие

у учащихся интереса к учению, творчеству. Интерес в учебном процессе яв-

ляется мощным инструментом, побуждающим учеников к более глубокому

197

познанию предмета и развивающим их способности. Одним из путей реше-

ния этой проблемы является применение различных информационных и

коммуникационных технологий в учебном процессе начальной школы, по-

зволяющее разнообразить формы и средства обучения, повышающее творче-

скую активность учащихся.

Использование ИКТ на различных уроках в начальной школе позволя-

ет:

развивать умение учащихся ориентироваться в информационных по-

токах окружающего мира;

овладевать практическими способами работы с информацией;

развивать умения, позволяющие обмениваться информацией с по-

мощью современных технических средств;

активизировать познавательную деятельность учащихся;

проводить уроки на высоком эстетическом уровне;

индивидуально подойти к ученику, применяя разноуровневые зада-

ния.

Информационные технологии позволяют не только воссоздавать ре-

альную обстановку, но и показывать процессы, которые в реальности не мо-

гут быть замечены. В результате осуществляется познавательное развитие

ребенка. В любом случае задачи обучения остаются неизменны:

познакомить школьников с основными свойствами информации,

научить их приемам организации и планирования деятельности, в частности

в учебной, при решении поставленных задач;

дать школьникам первоначальное представление о компьютере и со-

временных информационных технологиях;

дать школьникам представление о современном информационном

обществе.

Чтобы применение компьютера на предметных уроках давало положи-

тельные результаты, необходима правильная организация работы учебного

процесса:

компьютерные задания должны быть составлены в соответствии с

содержанием учебного предмета и методикой его преподавания, развиваю-

щие, активизирующие мыслительную деятельность и формирующие учеб-

ную деятельность учащихся;

учащиеся должны уметь обращаться с компьютером на уровне, не-

обходимом для выполнения компьютерных заданий;

учащиеся должны заниматься в специальном кабинете, оборудован-

ном в соответствии с установленными гигиеническими нормами для началь-

ной школы, по которым использование компьютера допустимо в течение не

более 10-15 минут. ( Санитарные правила и нормы).

В своей работе я использую готовые электронные ресурсы, приложения

к уроку, составляю тестовые задания по отдельным темам, использую ИКТ

для оформления презентаций, слайдов.

198

Использование электронных учебных пособий позволяет повысить ка-

чество обучения, сделать его динамичным, решать несколько задач – нагляд-

ность, доступность, индивидуальность, контроль, самостоятельность. На

уроках для большей эффективности я использую предметные коллекции,

портреты, видеоэкскурсии, фотографии, иллюстрации объектов (в основном,

это энциклопедии, которые очень помогают при подготовке к уроку). При

объяснении нового материала информацию, появляющуюся на экране - ком-

ментирую, по необходимости сопровождаю дополнительными объяснениями

и примерами.

Чтобы учащиеся были активно вовлечены в процесс обучения, а не яв-

лялись лишь пассивными зрителями, в своей работе начинаю внедрять метод

проектов. Этот метод даёт возможность каждому ребёнку «путешествовать»

по миру знаний, подобно тому, как он путешествует по игровым сценам ка-

кой-нибудь развлекательной игры, что даёт новый мощный импульс для раз-

вития самостоятельной познавательной активности.

Трудно представить себе современный урок без использования компь-

ютерных технологий. Они могут быть органично включены в любой этап

урока – во время индивидуальной или словарной работы, при введении но-

вых знаний, их обобщении, закреплении.

Использование компьютерных технологий позволяет нам вовлечь де-

тей в активную работу и заразить их стремлением овладеть компьютерной

грамотностью. В итоге возрастает интерес не только к основным предметам,

но и к внеурочной деятельности.

Таким образом, внедрение новых информационных технологий в учеб-

ный процесс начальной школы позволяет в доступной форме использовать

познавательные и игровые потребности учащихся для познавательных про-

цессов и развития индивидуальных качеств.


1. Начальная школа. – 2005. – № 2.

2. Методическое письмо по вопросам обучения информатике в начальной

школе. – Минообразования России.

3. Рекомендации по использованию компьютеров в начальной школе. – Ми-

нобразования России.

4. Intel «Обучение для будущего»(при поддержке Microsoft): Учеб.пособие. -

3-е изд. испр. – М. : Издательско-торговый дом “Русская Редакция”, 2004.

-368 с.

5. Апатова Н.В. Информационные технологии в начальном образовании. –

М., 1994.

6. Волкова А.И. развитие творческих способностей учащихся. – М.: Про-

свещение, 1994.

199

РОЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ

МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ ЕСТЕССТВЕННО-

МАТЕМАТИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

Кодиров Б.Р.

«Борисоглебский государственный педагогический институт».

Совершенствование содержания образования в школе опирается на

комплексное использование в обучении межпредметных связей. Это является

одним из критериев отбора и координации учебного материала в программах

смежных предметов. Взаимное согласование и интеграция видов знаний и

умений, которые отражены в новых программах, стало возможным благодаря

многочисленным исследованиям конкретных взаимосвязей между предмета-

ми внутри циклов, таким образом, межпредметные связи не только средство

достижения общих социальных целей обучения - всестороннего развития

личности школьника, но и один из необходимых факторов формирования

конкретных педагогических задач, определения общепредметных систем

знаний, умений, отношений.

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации со-

временного общества является информатизация образования - процесс обес-

печения сферы образования методологией и практикой разработки и опти-

мального использования современных информационных технологий, ориен-

тированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения и вос-

питания. Роль современных информационных технологий в процессе меж-

предметных связей естественно- математических дисциплин велико, этот

процесс инициирует: совершенствование методологии и стратегии отбора

содержания, методов и организационных форм обучения, соответствующих

задачам развития личности обучаемого в современных условиях информати-

зации общества; создание методических систем обучения, ориентированных

на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование

умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно-

учебную, экспериментально - исследовательскую деятельность, разнообраз-

ные виды самостоятельной деятельности по обработке информации и т.д.

Преимущества использование информационных технологий в процессе

межпредметных связей естественно - математических дисциплин заключа-

ются в том, что они:

способствуют повышению мотивации учения, формированию позна-

вательного интереса учащихся, целостной научной картины мира и рассмот-

рению явления с нескольких сторон;

в большей степени, чем обычные уроки, способствуют развитию ре-

чи, формированию умения учащихся сравнивать, обобщать, делать выводы,

интенсификации учебно-воспитательного процесса, снимают перенапряже-

ние, перегрузку;

не только углубляют представление о предмете, расширяют круго-

зор, но и способствуют формированию разносторонне развитой, гармониче-

ски и интеллектуально развитой личности.

200

Использование информационных технологий в процессе межпредмет-

ных связей естественно - математических дисциплин выполняют ряд функ-

ций:

методологическая функция (формирование диалектико-

материалистических взглядов на природу, современных представлений о ее

целостности и развитии);

образовательная функция;

развивающая функция (развитие системного и творческого мышле-

ния учащихся, в формировании их познавательной активности, самостоя-

тельности и интереса к познанию естественно - математических дисциплин);

воспитывающая функция (содействие всем направлениям воспита-

ния школьников в обучении естественно - математических дисциплин);

конструктивная функция (учитель совершенствует содержание учеб-

ного материала, методы и формы организации обучения).

Чтобы осуществить информационных технологий в процессе меж-

предметных связей естественно - математических дисциплин, необходимо

совместное планирование учителями предметов естественнонаучного цикла

комплексных форм учебной и внеклассной работы, которые предполагают

знания ими учебников и программ смежных предметов.

Используя информационных технологий в процессе межпредметных

связей естественно - математических дисциплин, учитель – повышает:

уровень профессиональной культуры;

снижает трудоемкость процесса контроля и консультирования;

развивает плодотворное сотрудничество с учащимися;

повышает уровень функциональной грамотности в сфере информа-

ционных технологий;

переходит от роли учителя-транслятора знаний к роли учителя-

тьютора;

получает возможность самореализации и самоутверждения;

повышает авторитет среди учащихся, коллег.

Таким образом, применение информационных технологий в процессе

межпредметных связей естественно - математических дисциплин:

пробуждают у обучающихся интерес;

поощряют активное участие каждого в учебном процессе;

обращаются к чувствам каждого обучающегося;

способствуют эффективному усвоению учебного материала;

оказывают многоплановое воздействие на обучающихся;

осуществляют обратную связь (ответная реакция аудитории);

формируют у обучающихся мнения и отношения;

формируют жизненные навыки;

способствуют изменению поведения.

201


1. Кларик М.В. Педагогическая технология. - М., 1989.

2. Питюков В.Ю. Основы педагогической технологии. -М., 1997.

3. Подласый И. Л. Педагогика. - М., 2002.

4. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное посо-

бие. - М., 1998.

5. Звереев И. Д., Максимова В.Н. Межпредметные связи в современной

школе. -М.: Педагогика, 1981.

МЕЖПРЕДМЕТНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ИНФОРМАЦИОННО- КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Короткова Л.Г., Урусова И.Б.

МАОУ СОШ №1 им. Ф.Я. Фалалеева п. Монино ЩМР МО

Современный урок должен быть направлен на формирование интеллек-

туально развитой личности, обладающей гуманистическим мировоззрением и

целостным представлением о мире, владеющей компетенциями, необходи-

мыми в условиях информационного общества.

Очевидно, что для достижения этого результата необходим комплекс-

ный подход к использованию педагогических технологий. В противном слу-

чае, сложно рассчитывать на решение задач, стоящих перед школой и учите-

лем.

Эффективный ресурс реализации такого подхода дает межпредметная

интеграция. Она позволяет на качественно новом уровне решать задачи обу-

чения, развития и воспитания учащихся, создает основу для применения дру-

гих современных технологий обучения.

Наиболее распространенным вариантом интеграции, как известно, яв-

ляется интегрированный урок.

Для выбора темы интегрированного урока необходимо сначала опреде-

лить близкие по содержанию темы в выбранных предметах, продумать

структуру и принципы межпредметной деятельности, согласовать методиче-

ские приемы, формы обучения и требования к основным видам деятельности

учащихся в рамках нескольких предметов

Рассмотрим практический пример использования комплексного подхо-

да в межпредметной интеграции, по предметам обществознание и биология,

на уроке в восьмом классе по теме: Человек и природа.

Изучение этой темы в восьмом классе предполагают оба учебных кур-

са. Поэтому, проведение интегрированного урока обосновано. Интеграция, в

данном случае, позволяет рассмотреть проблему взаимоотношений человека

и природы с различных точек зрения средствами двух предметов и сформи-

ровать у учащихся целостное научное представление по этой проблеме, спо-

собствует развитию интеллекта, познавательного интереса, пониманию взаи-

мосвязи и взаимозависимости предметов и явлений окружающего мира, син-

тезу знаний, формированию гуманистического мировоззрения.

202

На таком уроке создается новый психологический климат. Открывают-

ся возможности для разнообразных форм использования информационных и

компьютерных технологий.

Результат интеграции, во многом зависит, зависит от формы урока. В

данном случае приемлемой формой может быть «урок – конференция». Фор-

мат конференции предусматривает использование активных, личностно-

ориентированных форм обучения; предоставляет возможность учащимся

приобрести опыт публичных выступлений, позволяет учителям создать про-

блемную ситуацию, применить информационно - развивающие и репродук-

тивно- творческие методы обучения и компьютерные технологии.

Занятию предшествует подготовительная работа, в которой использу-

ются групповые формы работы. Весь класс или группы учащихся работают

над проектом по проблеме экологии своего населенного пункта, готовят ви-

деоролики по теме. Лучший проект в виде компьютерной презентации и ви-

деоролик представляется на уроке. Также, по группам ребята делают презен-

тации по темам:

Отрицательное воздействие человека на природу,

Загрязнение окружающей среды и здоровье человека

Природоохранные мероприятия

Урок позволяет решить целый комплекс задач.

Этап подготовки к уроку дает возможность развития навыков:

проектной деятельности;

создания презентаций по учебной теме;

работы с разными информационными источниками ( интернет- ре-

сурсами, учебной литературой)

развитие навыков планирования работы и организация работы в

группе;

развитие творческих способностей.

Содержание занятия предусматривает:

повторение материала о систематическом положении вида Человек

разумный, по курсу биологии, и бинарной природе человека, из курса обще-

ствознания;

формирование представления о роли природы в жизни человека и

общества, о взаимосвязи человека и природы;

выявление положительных и отрицательных факторов влияния при-

роды на здоровье человека;

актуализирует значимость знаний о природе и необходимость бе-

режного отношения к природе.

Структура урока может быть выстроена следующим образом.

Первым этапом занятия является вводная часть (мотивационная). В ней

формулируется проблемное задание: Почему человек должен жить в согла-

сии с природой?

На втором этапе организуется работа по вопросам конференции:

1.Человек, природа.

203

2. Роль природы в жизни человека и общества.

3. Взаимосвязь человека и природы.

4. Природоохранные мероприятия.

В ходе урока заполняется таблица. Работа с ней позволяет организовать

повторение, самостоятельную работу на уроке, сконцентрировать внимание

учащихся на учебном материале, а также способствует системному рассмот-

рению темы и облегчает выполнение проблемного задания.

На этом этапе представляются презентации.

Третий этап – закрепление. Учащиеся формулируют ответ на проблем-

ное задание.

Четвертый этап. Учащиеся выполняют творческие задания.

Это может быть: сочинение синквейна к ключевому слову «природа»,

составление заповедей «Как я должен относиться к природе». Такие задания

дают возможность не только проявить инициативу и творческий подход, но и

обобщить новый материал.

Работу на уроке можно поощрять с помощью специальных карточек.

Количество карточек определяет количество баллов, полученных за каждый

ответ. На основе набранных баллов учащиеся получат соответствующую

оценку. Это позволит стимулировать и объективно оценить учебную дея-

тельность.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКЕ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА

Краснопёрова О.С., Полтавец О.В.

МАОУ СОШ №1 им.Ф.Я. Фалалеева п.Монино ЩМР МО

Появление и использование компьютерныхтехнологий в различных

сферах современной жизни уже никого не удивляет, это становится естест-

венным процессом. И каждый уважающий себя человек считает необходи-

мым овладеть современными компьютерными технологиями, т.к. это способ-

ствует его адаптации в постоянно меняющейся информационной среде. По-

этому школа должна помочь сегодняшним ученикамсформировать необхо-

димые умения и навыки работы с компьютером, различными компьютерны-

ми программами, Интернетом, т.е.содействовать процессу формирования

компьютерной грамотности учащихся. Они должны уметь найти необходи-

мую информацию, проанализировать ее, обработать и успешно использовать

в своей деятельности. В соответствии с требованиями ФГОС образователь-

ный процесс должен способствовать развитию информационной и компью-

терной компетенции учащихся. И решить эту задачу помогает использование

ИКТ в образовательном процессе. Кроме того, использование ИКТ способст-

вует созданию творческой атмосферы на уроке, повышает мотивацию к изу-

чению предмета, расширяет возможности предъявления нового материала.

Новые мультимедийные технологии помогают достигнуть высокого ре-

зультата при обучении иностранному языку, в частности английскому языку.

На своих уроках мы используем интерактивные презентации, электронные

204

приложения и обучающие компьютерные программы (ОПК) к учебни-

кам, т.к. они расширяют возможности традиционных УМК за счет дополни-

тельных интерактивных упражнений, вариативности, ориентации на индиви-

дуальные особенности учащихсяи соответствуют авторской концепции учеб-

ников.

Мы работаем по УМК «HappyEnglish.ru», но в связи с тем, что не для

всех параллелей выпущены необходимые программы, то мы себя не ограни-

чиваем и при необходимости используем ОКП к другим УМК.Обучающие

компьютерные программы раскрывают большие возможности для препода-

вателя. Они могут использоваться как для презентации, отработки материала,

так и для контроля степени его усвоения учениками, самоконтроля.

Помимо этого в своей работе мы широко используем:

поурочные онлайн-ресурсы на www.englishteachers.ru,

интернет-энциклопедии, например, http://www.wikipedia.org,

http://www.britannica.com, http://www.encyclopedia.com,

http://education.yahoo.com/reference/encyclopedia/;

используем сами и рекомендуем учащимся пользоваться онлайн-

словарями, например, http://www.merriam-webster.com/,

http://www.ldoceonline.com/, http://dictionary.cambridge.org/,

http://www.thefreedictionary.com/.

Можно пользоватьсяспециально созданными онлайн-библиотеками с

возможностью скачивания книг или чтения онлайн, например

http://www.gutenberg.org/, http://www.planetpdf.com/free_pdf_ebooks.asp,

http://www.free-ebooks.net/, http://manybooks.net/,

http://www.getfreeebooks.com/, http://ebooks.adelaide.edu.au/ и т.д.

Но здесь существует проблема: соблюдение авторского права. Поэто-

му необходимо помнить, что на сайте должно быть указание, что книги на-

ходятся в publicdomain, или информация о том, что книги

freeforeducationalornon-commercialuse, а аудиофайлы имеют

creativecommonslicense.

При использовании ИКТ, необходимо помнить о "Санитарно-

эпидемиологических требованиях к условиям и организации обучения в об-

щеобразовательных учреждениях", которые регулируют продолжительность

непрерывногоприменения технических средств обучения на уроках (с 1 сен-

тября 2011 года)

Нельзя не согласиться, что мультимедийные технологии ускоряют про-

цесс обучения, способствуют повышению интереса учащихся к изучаемому

материалу, облегчают процесс усвоения материала, а также способствуют

развитию творческих способностей школьников.

Так мы постарались широко применить ИКТ при работе над темой

«Британский Парламент», показали учащимся фильм о Британском Парла-

менте, слушали и обсуждали тексты, выполняли различные лексико-

грамматические упражнения. И при обобщении изученного материала мы

поставили перед собой цель повторить изученный материал с использовани-

ем мультимедийного проектора и презентации, выполненной в программе

http://www.englishteachers.ru/

http://www.wikipedia.org/

http://www.britannica.com/

http://www.encyclopedia.com/

http://education.yahoo.com/reference/encyclopedia/

http://www.merriam-webster.com/

http://www.ldoceonline.com/

http://dictionary.cambridge.org/

http://www.thefreedictionary.com/

http://www.gutenberg.org/

http://www.planetpdf.com/free_pdf_ebooks.asp

http://www.free-ebooks.net/

http://manybooks.net/

http://www.getfreeebooks.com/

http://ebooks.adelaide.edu.au/

205

PowerPoint. Активную помощь при выполнении презентации оказывали сами

учащиеся. Это способствовало развитию навыков самостоятельной работы,

творческого подхода к учебному процессу и формированию их компьютер-

ной грамотности.

Перед нами стояли следующие задачи:

образовательная: практика учащихся в чтении, говорении и аудиро-

вании. Формирование социокультурной компетенции через использование

страноведческой информации на английском языке;

воспитательная: формирование у учащихся уважения и интереса к

стране изучаемого языка;

развивающая: развитие зрительной и слуховой памяти, логического

мышления, коммуникативных умений.

Для реализации этих задач использовалась презентация «Британский

Парламент», подготовленная учащимися. Она помогла повторить материал,

изученный ранее, а также расширила знания ребят об истории Вестминстер-

ского дворца и внутреннем убранстве, т.к. новые сведения были представле-

ны в виде виртуальной экскурсии. Для погружения в атмосферу было проде-

монстрировано видео с видом Темзы и здания Парламента, а в качестве зву-

кового сопровождения - бой Биг Бена. Использование ИКТ позволило каче-

ственно и без потери времени провести аудирование текста по теме и кон-

троль его понимания. Для практики учащихся в чтении был представлен

текст, в котором нужно было заполнить пробелы. Для этого мышкой надо

было «перетащить» правильный ответ в соответствующую ячейку. Такой вид

работы делает урок более результативным и активизирует творческий потен-

циал учащихся. Для релаксации на уроке был использован небольшой музы-

кальный фрагмент.

Очень интересно проходят уроки по темам «Молодежные течения»,

«Вашингтон», «Лондон», «Университеты в Америке» и др., т.к. эти темы да-

ют возможность учащимся подготовить презентации, выступить с сообщени-

ем, подготовить викторину, кроссворд. А это все требует долгой кропотливой

подготовки и повторения изученного материала. А для расширения кругозо-

ра мы часто просим учащихся подготовить сообщения о выдающихся пред-

ставителях страны изучаемого языка. И компьютерные технологии здесь ока-

зывают учащимся неоценимую помощь.

Таким образом, можно сделать вывод, что использование информаци-

онно-коммуникационных технологий на уроке английского языка совершен-

ствуют учебный процесс, делают его более увлекательным и продуктивным.


6. Сайт «Сеть творческих учителей» (электронный ресурс) –

http://schoolcollection.edu.ru

7. Методические особенности использования ИКТ в обучении английскому

языку, Алексей Васильевич Конобеев, к. пед. н., директор по развитию

компании «Образовательные Компьютерные Технологии»-

http://www.englishteachers.ru

http://www.englishteachers.ru/

206

8. http://safety24.narod.ru/sanitary_hygienic_2.4.2.2821-10.htm

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧИТЕЛЯ НАЧАЛЬНЫХ

КЛАССОВ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА

ОБРАЗОВАНИЯ

Кузнецова Н.В.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Борисоглеб-

ский городской округ средняя общеобразовательная школа №4

(МБОУ БГО СОШ №4).

Прекрасная пора детства! Ребёнок впервые переступил порог школы,

он попадает в мир знаний, где ему предстоит открывать много неизвестного,

искать оригинальные, нестандартные решения в различных видах деятельно-

сти. Формирование высоконравственного, творчески активного, компетент-

ного гражданина - одна из главных задач, провозглашённых Федеральным

государственным образовательным стандартом начального общего образова-

ния. Его реализация диктует необходимость развития познавательных инте-

ресов, способностей и возможностей ребёнка. Наиболее эффективными сред-

ствами включения ребёнка в процесс творчества на уроке являются: игровая

деятельность, работа в парах, проблемное обучение, создание положитель-

ных эмоциональных ситуаций.

За последние 10 лет произошло коренное изменение роли и места пер-

сональных компьютеров и информационных технологий в жизни общества.

Как показывает практика, без новых информационных технологий уже не-

возможно представить себе современную школу.

Уроки с использованием ИКТ особенно актуальны в начальной школе.

Ученики младших классов имеют наглядно – образное мышление, поэтому

важно строить их обучение, применяя как можно больше качественного ил-

люстративного материала, вовлекая в процесс восприятия нового не только

зрение, но и слух, эмоции, воображение. Здесь на помощь приходят яркость и

занимательность компьютерных слайдов, анимации.

Применение ИКТ: расширяет возможность самостоятельной деятель-

ности учащихся, формирует навык исследовательской деятельности, обеспе-

чивает доступ учащихся к различным справочным системам, электронным

библиотекам, другим информационным ресурсам, развивает мышление

школьников.

Дидактический материал ИКТ разнообразный по содержанию и по

форме. Самыми часто применяемыми являются: фотографии (репродукции)

электронной энциклопедии «Кирилл и Мефодий», видеоролики, клипы пе-

сен, мелодии, презентации по определённой теме, различные тесты, задания

развивающего характера.

Уроки с использованием информационных технологий интересны и

разнообразны. Они предоставляют возможность для саморазвития учителя и

ученика. Яркая, необычная форма подачи учебного материала способствуют

более прочному усвоению новых знаний у детей и вызвали у меня огромное

http://safety24.narod.ru/sanitary_hygienic_2.4.2.2821-10.htm

207

желание создавать и применять подобные уроки в рамках различных школь-

ных предметов. Осознанность чтения проверяю при помощи разнообразных

викторин, кроссвордов и тестов. На уроках математики появилась возмож-

ность наглядного иллюстрирования одной из самых сложных тем – задач на

движение. Видя наглядно, куда и как движутся объекты, дети лучше пони-

мают, о каком из видов движения идёт речь в задаче. Самыми любимыми

уроками стали уроки закрепления пройденного материала. Здесь открывается

огромный простор для фантазии. Такие уроки проходили в форме виртуаль-

ных путешествий, интеллектуальных игр.

Уроки с использованием ИКТ не только расширяют и закрепляют по-

лученные знания, но и повышают творческий и интеллектуальный потенциал

учащихся.

Использование информационных технологий на уроках в начальной

школе дает возможность проявить себя любому из учащихся, при этом фор-

мы работы выбирает для себя сам ученик. Так, дети с математическими спо-

собностями работают по изготовлению программных презентаций. Дети «гу-

манитарии» выбирают работу по составлению кроссвордов, сообщений, док-

ладов. Учащиеся имеют прочные, глубокие знания по предметам, у них

сформированы стойкие познавательные интересы, развито умение самостоя-

тельно применять полученные знания на практике. Таким образом, примене-

ние ИКТ в образовательном процессе:

повышение качества знаний;

продвигает ребёнка в общем развитии;

помогает преодолеть трудности;

вносит радость в жизнь ребёнка.


1. Захарова Н.И. Внедрение информационных технологий в учебный про-

цесс //Начальная школа.-2008.-№1. - с.31-33.

2. Шифрин Ю. Информационные технологии – М.:ООО «Лаборатория Базо-

вых знаний», 1998г. - с.5.

ПЕРЕВОД ДЕСЯТИЧНЫХ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ЧИСЕЛ В

ДРУГИЕ СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ

С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ MS EXCEL

Куклина И.Д.

МБ НОУ «Лицей № 11», г.Новокузнецк

Система счисления – это знаковая система, в которой числа записыва-

ются по определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита,

называемых цифрами. Все системы счисления делятся на позиционные и не-

позиционные.

Система счисления, в которой значение каждой цифры не зависит от ее

местоположения в числе, называется непозиционной. К этому типу систем

счисления относится римская. В качестве цифр в ней используют I(1), V(5),

208

X(10), L(50), C(100), D(500), М(1000). Величина числа в римской системе

счисления определяется как сумма или разность цифр в числе. Если меньшая

цифра стоит слева от большей, то она вычитается, если справа – прибавляет-

ся.

В электронных таблицах Excel для перевода десятичного числа в рим-

скую систему счисления используют функцию РИМСКОЕ (Число; Форма),

где Число – преобразуемое десятичное число, Форма – число, задающее

форму записи от классической (значение 0 или опущено) до упрощенной

(значения 1, 2, 3 и 4) (Рис. 1).

Рис. 1. Перевод чисел в римскую систему счисления

Система счисления, в которой значение каждой цифры зависит от мес-

та в последовательности цифр в записи числа, называется позиционной.

Наиболее распространенными позиционными системами счисления в

информатике являются десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцате-

ричная. Для перевода целых чисел в данные системы счисления программа

Excel предоставляет группу стандартных функций.

В таблице 1 представлены только те функции, которые позволяют най-

ти двоичный, восьмеричный и шестнадцатеричный эквивалент целого деся-

тичного числа. Таблица 1. Функции преобразования десятичных чисел

Действие Синтаксис*

Диапазон значений

преобразуемого

числа

Десятичное число в

двоичное ДЕС.В.ДВ (Число; Разрядность) [-512, 511]


восьмеричное ДЕС.В.ВОСЬМ (Число; Разрядность)

[-536 870 912,

536 870 911]


шестнадцатеричное ДЕС.В.ШЕСТН (Число; Разрядность)

[-549 755 813 888,

549 755 813 887] * Где Число - преобразуемое десятичное число (должно находиться в указанном

диапазоне). Разрядность – допустимое количество знаков в записи числа (если разряд-

ность опущена, используется минимальное необходимое количество знаков).

Для перевода десятичных чисел в систему счисления с основанием от-

личным от 2, 8, 16 или с дробной частью данные функции оказываются бес-

полезными. Для решения этой проблемы воспользуемся другими функциями

Excel.

Напомним, что перевод чисел, содержащих целую и дробную части,

производится отдельно в два этапа. В итоговой записи полученная целая

часть от дробной отделяется запятой.

Чтобы перевести целое число из десятичной системы в систему счисле-

ния с основанием h, надо:

209

1. Разделить преобразуемое число на основание h с остатком.

2. Полученное неполное частное вновь разделить на основание h с ос-

татком и так до тех пор, пока неполное частное не станет равным нулю.

3. Записать полученную последовательность в обратном порядке – это

и будет искомая запись натурального числа N в системе счисления с основа-

нием h.

Чтобы перевести десятичную дробную часть из десятичной системы

счисления в систему счисления с основанием h:

1. Умножить исходную десятичную дробь на основание h, отделить це-

лую часть произведения.

2. Полученную дробную часть вновь умножить на h и так до тех пор,

пока не получится нулевая дробная часть или не будет достигнута требуемая

точность вычислений.

3. Записать полученные целые части произведения в прямой последо-

вательности.

Рассмотрим пример настройки листа для перевода положительного де-

сятичного числа в другую систему счисления (рис. 2). Используемые форму-

лы приведены в таблице 2 (в данном примере есть ограничения на размер ре-

зультата – 16 позиций на целую часть и 4 – на дробную). Для цифр, больших

9 используется прием, принятый в классической математике – цифры запи-

сываются в круглых скобках. При необходимости они могут быть переведе-

ны в буквы латинского алфавита (А – 10, В – 11, C – 12, … ).

Рис. 2. Пример оформления листа Excel

Таблица 2. Формулы

Ячейка Диапазон

копирования Исходные данные или формула

F1 - Преобразуемое число в десятичной системе счисления

F2 - Основание новой системы счисления

F3 - =СЦЕПИТЬ(D6;",";D10)

D6 - =СЦЕПИТЬ(P8;O8;N8;M8;L8;K8;J8;I8;H8;G8;F8;E8;D8;C8;B8;A8)

A7 - =ЕСЛИ(И(ЕЧИСЛО(F1);ЕЧИСЛО(F2));ЦЕЛОЕ(F1);"")

B7 С7:P7 =ЕСЛИ(И(ЕЧИСЛО(A7); A7>=$F$2);ЧАСТНОЕ(A7;$F$2);"")

A8 B8:P8 =ЕСЛИ(ЕЧИСЛО(A7); ЕСЛИ(ОСТАТ(A7;$F$2)<10;

210

ОСТАТ(A7;$F$2); СЦЕПИТЬ("(";ОСТАТ(A7;$F$2);")"));"")

D9 - =СЦЕПИТЬ(A11;B11;C11;D11)

A10 - =ЕСЛИ(И(ЕЧИСЛО(F1);ЕЧИСЛО(F2));F1-ЦЕЛОЕ(F1);"")

B10 С10:D10 =ЕСЛИ(A11<>"";A10*$F$2-ЦЕЛОЕ(A10*$F$2);"")

A11 B11:D11

=ЕСЛИ(И(A10>=0;A10<1; ЕЧИСЛО(A10));

ЕСЛИ(ЦЕЛОЕ(A10*$F$2)<10; ЦЕЛОЕ(A10*$F$2);

СЦЕПИТЬ("("; ЦЕЛОЕ(A10*$F$2);")"));"")


1. Преобразование чисел в различные системы счисления. Сайт Office.com - http://office.microsoft.com/ru-ru/excel-help

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБУЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ

ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНЫХ КУРСОВ

Гданский Н.И., Свиридов А.П., Леванов Д.Н.

Российский государственный социальный университет

В процессе исследования моделей адаптации диалога компьютерных

обучающих и поддерживающих систем разработан электронный учебный

курс по материалам международного стандарта электронного дистанционно-

го образования, в котором реализованы как существующие, так и новые мо-

дели и методы представления знаний, сертификации качества подготовки и

адаптивного управления изложением учебных материалов [1,2].

Для проверки гипотезы о том, что эффективность электронного обуче-

ния может превзойти традиционное или индивидуальное проведен экспери-

мент [3].

Условия эксперимента:

1. место проведения – Факультет информационных технологий Рос-

сийский государственного социального университета;

2. целевая аудитория – 3 группы студентов 5-го курса: ПВТ (20 чел.),

ПИЭ (13 чел.), ИСТ (27 чел.);

3. продолжительность – 4 академических часа для каждой целевой

группы (по 10 добровольцев из группы) студентов (1 час на изучение и тес-

тирование по 1 главе и 3 часа – на изучение и тестирование по 2 главе);

4. задача группы ПВТ – изучить две главы курса «Международный

стандарт SCORM», представленные в печатном виде и пройти тестирование

по каждой главе;

5. задача группы ПИЭ – законспектировать полученные от преподава-

теля на занятиях сведения по двум главам курса «Международный стандарт

SCORM» и пройти тестирование по каждой главе;

6. задача группы ИСТ – изучить две главы электронного учебного

курса «Международный стандарт SCORM» и пройти тестирование по каждой

главе.

Эксперимент проводился на добровольных началах и без ущерба учеб-

ному плану студентов – из каждой группы участвовало по 10 человек. Тести-

рование проводилось в 4 этапа:

этапы 1-2: сразу после завершения изучения каждой главы студентами;

211

этапы 3-4: по истечении 2-х недель после завершения изучения курса сту-

дентами.

На рис. 1,2 представлены график и диаграмма успеваемости по группам.

Рис. 1. График успеваемости по группам

По графику видно, что на этапе тестирования по 1 главе лучших ре-

зультатов достигла группа «обучения с преподавателем», далее – группа

«обучения с помощью электронного курса» и с небольшим отставанием –

группа «самообучения». Результаты тестирования по 1 главе по истечении 2-

х недель (этап 3) противоположные: одинаковый средний балл получен по

группам «обучения с помощью электронного курса» и «самообучения», а у

группы «обучения с преподавателем» средний балл значительно ниже.

Успеваемость по 2-й главе сразу после ее изучения и спустя некоторое

время наилучшая у группы «обучения с помощью электронного курса» (эта-

пы 2, 4).

Рис. 2. Диаграмма средней успеваемости по группам

Из диаграммы видно, что результаты обучения по 1-й главе во всех 3-х

группах примерно одинаковые, а по главе 2 результаты значительно выше в

группе «обучения с помощью электронного курса». Это объясняется тем, что

1-я глава обзорная, содержит более простой материал и не требует по срав-

нению со 2-й главой, большего внимания студентов, поэтому то, каким спо-

собом преподносится материал 1 главы, не существенно влияет на результа-

ты обучения. А вот более сложные материалы главы 2 лучше усваиваются

посредством электронного обучения.

212

Таблица 1. Эффективность способов обучения (результаты эксперимента)

По результатам проведенного эксперимента можно сделать вывод, что

усвоение более простого материала группой студентов лучше всего происхо-

дит при «обучении с преподавателем», а более сложный материал лучше

воспринимается посредством «самообучения» или «обучения с помощью

электронного курса». Между тем, запоминание пройденных материалов сту-

дентами по результатам контроля через определенный промежуток времени

характеризуется наиболее высокими показателями при «обучении с помо-

щью электронного курса».

Таким образом, электронное обучение как способ обмена знаниями

между заинтересованными лицами посредством информационных техноло-

гий может способствовать повышению качества учебного процесса. Однако

при определенных условиях электронное обучение не может заменить пре-

подавателя, поскольку только преподаватель – человек, обладающий разно-

образным социальным опытом, на протяжении всей своей жизни и научно-

педагогической деятельности сталкивавшийся с новыми обстоятельствами,

вырабатывая при этом новые шаблоны поведения, наиболее соответствую-

щие той или иной ситуации, способен дать объективную оценку знаниям

обучаемого.


1. Гданский Н.И., Рысин М.Л., Леванов Д.Н., Альтиментова Д.Ю. Адаптив-

ные модели диалога в компьютерных обучающих системах: монография.

– М.: Издательство РГСУ, 2013. – 99 с.

2. Свиридов А.П. Статистическая теория обучения: монография. – М.: Изда-

тельство РГСУ, 2009. – 576 с.

3. Advanced Distributed Learning (ADL), Sharable Content Object Reference

Model (SCORM®) 2004 2nd Edition Overview, 2004.

Простые, обзорные

учебные материалы

Сложные, узкоспециализированные тех-

нические учебные

материалы

само-

обу-

чение

обучение

с препо-

да-

вателем

элек-

трон-

ное

обуче-

ние

само-

обу-

чение

обучение с

препода-

вателем

электронное

обучение

успевае-

мость, % 73 72 73,5 40 37 50,5

213

ПРИМЕНЕНИЕ ИКТ В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ

ЭКОНОМИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

Максименко Т.С.


Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) обладают се-

годня колоссальными возможностями по использованию их в образователь-

ном процессе. Со всеми своими ресурсами ИКТ являются одним из сущест-

венных средств реализации целей и задач процесса обучения. Активно разви-

вающиеся цифровые технологии предложили новый способ доступа и полу-

чения информации, новые виды коммуникации – электронную почту, чаты,

конференции. Компьютеры вошли во все сферы современной жизни. ИКТ

меняют процесс обучения и являются составляющей любого образовательно-

го процесса.

На сегодняшний день преподаватели имеют в распоряжении, целую

гамму возможностей для применения в процессе обучения разнообразных

средств ИКТ. Это банки данных, информация из Интернета, многочисленные

электронные учебные пособия, словари и справочники, презентации, про-

граммы автоматизирующие контроль знаний (тесты, зачеты, опросники, под-

готовленные с помощью программ визуализации MS Excel, MS PowerPoint

др.) и многое другое. Благодаря этому актуализируется содержание обуче-

ния, возможен интенсивный обмен информацией с партнерами извне, в том

числе, интеркультурный процесс обучения, который принимает динамиче-

ский характер. При этом преподаватель не только образовывает, воспитывает

и развивает студента, он и сам получает мощный стимул для самообразова-

ния, профессионального роста и творческого развития. Владея ИКТ, внедряя

их в учебный процесс при подготовке будущих специалистов, которым пред-

стоит реализоваться в новом, информационном обществе, преподаватель

дисциплин специализации повышает качество образования, уровень подго-

товки специалистов, умножая при этом и свое профессиональное мастерство.

Преподавание экономических дисциплин, таких как «Бухгалтерский фи-

нансовый учет», «Лабораторный практикум по бухгалтерскому учету», «На-

логи и налогообложение», «Ситуационный практикум по налогообложению»

не являются исключением.

В процессе их преподавания эффективно применяется «Электронная ин-

терактивная доска» (ИД). ИД – это сенсорная панель, работающая в комплек-

се с компьютером и проектором. ИД в совокупности с персональным компь-

ютером дает новые возможности образовательному процессу, а именно инте-

рактив, мультимедиа, моделинг, коммуникативность и новый уровень произ-

водительности.

Возможности ИД делают процесс работы с моделью не достоянием од-

ного человека, но и открывают этот процесс для группы, предоставляя воз-

можность как индивидуального, так и коллективного взаимодействия с моде-

лью, обсуждения ее работы и получившихся результатов.

214

Производительность в контексте использования компьютера означает

автоматизацию нетворческих рутинных операций. Это и инструменты поиска

информации, доступ к распределенным базам данных, возможность быстрой

переконфигурации материала и т.д. Говоря о производительности, можно

сказать, что эта характеристика – прерогатива персонального компьютера.

Но при работе с группой учащихся именно интерактивная доска на первых

этапах позволяет повысить производительность процесса обучения за счет

одновременной работы со всеми. Интерактивная доска, подключенная к ком-

пьютеру и проектору, позволяет показывать видео, слайды, схемы, и графи-

ки, наносить специальным маркером различные надписи и пометки, исправ-

лять тексты и т.д.

К интерактивной доски в комплекте можно установить еще и интерак-

тивную систему, предназначенную для проведения опросов на занятиях по

закреплению материала и контролю знаний, которая позволяет включать в

образовательный процесс тренинги, тесты и т.д. Интерактивная система оп-

росов может применяться для оценки уровня усвоения учебного материала,

для проведения тестирования на выбор из нескольких альтернативных вари-

антов, для подведения итогов по окончании лекций.

На протяжении последних лет профессия бухгалтера остается одной из

самых востребованных на кадровом рынке, бухгалтера имеют возможность

непрерывно развиваться и подниматься вверх по карьерной лестнице, так как

развитие экономики в нашей стране повлекло за собой расширение уже су-

ществующих компаний, рост количества их филиалов и отделений, а также

возникновение новых предприятий. В то же время конкурентная борьба на

рынке труда предъявляет высокие требования к специалистам, диктует пре-

подавателям новые подходы к качеству образования, то есть использованию

наиболее эффективных методов проведения занятий, их методическому

обеспечению. Поэтому важной задачей при обучении бухгалтеров является

всестороннее развитие будущих специалистов. Одной из трудностей в пре-

подавании дисциплин специализации, таких как «Бухгалтерский учет», «На-

логи и налогообложение», «Ситуационный практикум по налогообложению»

является быстрое устаревание знаний, вызываемое изменением в законода-

тельно-нормативной базе, реформировании бухгалтерского учета. Постоян-

ное отслеживание произошедших изменений в налоговом законодательстве –

является обязательным условием для преподавания экономических дисцип-

лин. В то же время, работодатели считают, подготовка бухгалтеров, способ-

ных эффективно работать, должна осуществляться через увеличение в обра-

зовательном процессе компьютерных программ. На своих занятиях препода-

ватели активно используют профессионально ориентированные пакеты при-

кладных программ, основными из которых являеются «1С: Предприятия 8.2»

и «Управление торговлей». Изучение программного материала на занятиях с

применением этих программ формирует у студентов опыт деятельности в об-

ласти информационно-аналитических функций, организации ведения бухгал-

терского учёта и экономического анализа в компьютерной среде с момента

создания предприятия до определения финансового результата и составления

215

бухгалтерской отчетности. Программа «1С: Предприятия 8.2» используется

для решения сквозных задач по учебной дисциплине «Бухгалтерский учет»,

так как освобождает студентов от многочисленных арифметических расче-

тов, тем самым позволяя экономить время и больше внимания уделять реше-

нию профессиональных задач. Внедрение информационных технологий в об-

разовательный процесс, а именно программ «1С: Предприятия 8.2» и

«Управление торговлей», дает следующие результаты:

обеспечивает высокую мотивацию студентов в процессе обучения,

(особенно при изучении дисциплины «Бухгалтерский учет», «Лабораторный

практикум по бухгалтерскому учету»);

позволяет применять разнообразные методы обучения, в том числе

метод программированного обучения;

делает обучение самостоятельным;

вырабатывает навыки и умения работы с программным продуктом;

позволяет за учебное занятие изучить больший объем материала;

предоставляет дополнительные возможности выполнения будущими

специалистами аналитических отчетов, документации.

Так же студенты получают задания поиска необходимой информации в

Интернет-источниках, справочно-правовой системе «Консультант-плюс»,

«Гарант» и пр.

В заключении, хотелось бы отметить, что эффективность освоения и

последующего использования информационных технологий определяется,

прежде всего, осознанием преподавателем того факта, что эти технологии

являются средством развития обучаемых и его собственного профессиональ-

ного развития. При этом важно, что ИКТ не могут заменить преподавателя,

но являются прекрасным помощником на каждом этапе занятия как способ

создания проблемной ситуации, объяснения нового материала, как форма за-

крепления изученного и проверки домашнего задания, как способ проверки

знаний в процессе занятия.


1. Захарова И.Г. «Информационные технологии в образовании» - учебное

пособие для вузов. М.: «Академия», 2009г.

2. Пьянкова Л.М. Использование компьютерных технологий в изучении

дисциплины «Бухгалтерский учет», 2010г.

3. «Применение программных продуктов фирмы «1С» в учебном процессе

вуза» (Шамин А.Е., Фролова О.А., Зубренкова О.А., ГБОУ ВПО "Нижего-

родский государственный инженерно-экономический институт" (ГБОУ

ВПО НГИЭИ), г. Княгинино), 2012 г.- http://www.1c.ru

216

КОГНИТИВНЫЕ ИГРОВЫЕ МЕТОДЫ ТЕЛЕОБУЧЕНИЯ

Нечаев В.В., Мальшаков В.Д.

Московский государственный технический университет МИРЭА.

Обучение необходимая составляющая жизни любого человека. Смысл

обучения состоит в совершенствовании качеств человека как процесса жиз-

недеятельности, т.е. в позитивной эволюции (с точки зрения целого) его:

энергии, структуры, сознания. Целостный подход к обучению предполагает,

что учащийся не выбрасывает задачу осознанной трансформации себя из

контекста любой дисциплины, т.к. конечная цель образования – гармоничное

развитие личности. Ниже понятия по рассматриваемому вопросу раскрыва-

ются в виде [1] последовательной детализации представления процесса взаи-

модействия (W ) учащегося и предмета обучения без утраты его целостности

по координатам: аспектов (качеств); состава элементов; уровней управления

(слоёв детализации); критерия эффективности (достоверности). Это подобно

росту дерева из семени единства: ветка за веткой, кленка за клеткой, кольцо

за кольцом.

После получения в результате последовательной детализации концеп-

туального представления взаимодействий учащегося, когнитивной ролевой

игры (КРИ) и вычислительной системы в виде взаимодействий семи уровней,

в работе будут рассмотрены вопросы эффективности их использования и

реализации с применением методов телекоммуникаций.

На нулевом или исходном этапе детализации существует только од-

но, целое, абсолют. Процесс, который осознаёт единство, обозначим через

0W , а тот процесс, который осознаётся как единство, обозначим через 1W .

Тогда нулевой этап детализации можно представить соотношением:

)/( 100 WWD . В настоящий момент 0W это автор (либо читатель) работы, а

отражением переживания автором (либо читателем) единства 1W служит пе-

реживание своей внутренней первоосновы, состояния нулевого этапа детали-

зации. При этом существуют два варианта установок отождествления себя в

процессе концентрации внимания на единстве в составе 0W : Я есть Всё (1);

Я есть Ничто (0).

На первом этапе детализации в составе появляются двое: Субъект и

Объект. Представим его соотношением: )/)/(( 1

2101 WWWD ,

где )/( 10 WW это автор (либо читатель), настоящей работы, наделённый

переживанием единства 1W , а в качестве 12W служит текст пункта второго

этапа детализации. Верхний индекс 12W указывает на количество уровней

управления в составе результата детализации взаимодействия. Процесс 12W

представляется как взаимодействие Субъекта и Объекта – истинный

217

предмет обучения. Под субъектом в данной работе подразумевается источ-

ник проблемных ситуаций (ПС) и внутренних средств их устранения. То, что

с точки зрения ПС не входит в состав субъекта, относится к объекту. Объект

является тем, на что направлено действие Субъекта для разрешения про-

блемной ситуации. Рис.1. иллюстрирует процесс 12W взаимодействия субъ-

екта и объект с целью устранения ПС.

В таблице 1 приведены результаты «Отождествление себя» в составе

управления взаимодействием. Первая и вторая колонки таблицы соответст-

вуют Субъекту и Объекту на Рис.1. Таблица 1. Отождествление себя

Субъект Объект Отождествление себя

0 0 Я - Ничто

0 1 Я - Объект

1 0 Я - Субъект

1 1 Я - Всё

Какой смысл понятия «отождествить себя»? Отождествить себя значит:

играть роль предмета отождествления как свою. Отождествление себя – ос-

нова для принятия решений, реализации поведения и действий. Если для ва-

рианта отождествления (1,1) актуальны все связи взаимодействия

)/(12 ОбъектСубъектW , то для (0,1) только связи 2,3 в части: воспри-

ятие Объектом Субъекта и воздействие Объекта на Субъект; воздействие

Субъекта на Объект и восприятие Объектом Субъекта. При этом в составе

каждой связи могу быть реализованы отдельно или в комбинации три вида

отношений: передача энергии; передача структуры; передача управления

(сознания).

Индивидуальное отождествление (1,0) частично охватывает только свя-

зи 2-4. Полная гармония W при отождествлении (1,0) не достижима. Пол-

ная гармония W достижима при отождествлении (1,1).

Итак, по итогам детализации W определены четыре варианта отождест-

влении субъектом себя в составе системы: я – субъект (1,0); я – объект (0,1); я

система (1,1); я – основа взаимодействия (0,0) или полное отсутствие пере-

218

живания многообразия. Перечисленным вариантам отождествления соответ-

ствуют четыре цели обучения. Сущность целостного подхода состоит в том,

что, отождествляя себя с системой (1,1), обучаемый в качестве предмета обу-

чения рассматривает совокупность: себя, дисциплины и процесса обучения.

Финалом целостного подхода является возвращение к источнику (началу де-

тализации)- отождествление себя с основой взаимодействия (0,0), истинным

Я (смотри связь 1 на рис. 1.), универсальным источником и законом бытия

как основы гармоничного развития личности.

На втором этапе детализации из состава Субъекта выделяется «Па-

мять субъекта» как отдельный элемент и взаимодействие 13W включает уже

три элемента: Память, Субъект и Объект.

В работе [1] в результате третьего этапа детализации

)/)/)/((( 1

3

1

2102 WWWWD получено (см. рис.2.) представление

процесса взаимодействия учащегося и предмета обучения как совокупность

трёх элементов: Объект, Память, Субъект.

)//( 33313 YСубъектРПамятьSОбъектW (1)

С другой стороны, любая ПС содержит три компонента:

состояние текущей ситуации S;

отражение желаемого состояния, потребности P;

оценка степени соответствия = (S – P).

Если соотнести: S - с состоянием Объекта, P- с состоянием Памяти, – с

Субъектом, то на данном этапе детализации возможны три альтернативных

направления принятия решения: воздействие; восприятие; возврат к вопросу

активизации взаимодействия (возвращение на первый этап детализации). Табица 2. Отождествление себя

Отождествление себя

0 0 0 Я – Ничто (Основа)

0 0 1 Я – Субъект

0 1 0 Я – Память

0 1 1 Я – Память & Субъект

1 0 0 Я – Объект

1 0 1 Я – Объект & Субъект

1 1 0 Я – Объект & Память

1 1 1 Я – Всё

При этом в ходе (воздействия / восприятия) возможны три направления уст-

ранения ПС: изменение P; изменение S; изменение P& S. Указанные направ-

ления могут быть связаны со второй координатой специализации – коорди-

натой состава элементов. Кроме того, при формулировке целей может быть

219

использована специализация по аспектам (характеристикам ПС как критерия

оценки), т. е. третей координате детализации системы.

Степень соответствия потребности P текущему состоянию S является

критерием эффективности взаимодействия. Характеристики процесса W оп-

ределяются как его качества, т.е. характер поведения. Как было показано на

втором этапе детализации, качества W решающим образом зависят от вари-

анта отождествления Субъекта (см. табл.2.) в составе системы

(Объект/Память/Субъект) )//( 33313 YPSW .

Преимуществом целостного подхода является отождествление себя с

основой взаимодействия или целым (1,1,1), истинным Я, универсальным ис-

точником и законом бытия как основы гармоничного развития личности.

Другими словами гармоничное развитие личности с использованием схемы

первого этапа детализации W (Рис.1.), если сделать подстановку: Субъект –

«Студент»; Объект – «Дисциплина»; Всё-D1 - «Системы обучения», в тер-

минах общечеловеческих ценностей выглядит следующим образом:

В качестве критерия эффективности процесса «Обучение = (Студент Дисциплина)» выступает степень соответствия студента его предназначению

(Ненасилие).

В качестве характеристик критерия «Ненасилие» процесса «Обучение»

выступают: правильное восприятие «Дисциплины» и «Системы обучения»

(связи 2 и 1) (Мир); правильное решение в процессе «Обучение» (связи 4 и 1)

(Истина); правильное действие в отношении процесса «Дисциплина» с учё-

том требований процесса «Система обучения» (связи 3 и 1) (Праведность);

согласованность своего поведения с процессом операционной среды «Сис-

тема обучения» (связь 1) (Единство). В итоге Ненасилие определяется как

проявление Единства на всех фазах процесса взаимодействия, то есть посто-

янное использование связи 1 в качестве руководящей со стороны операцион-

ной среды «Система обучения».

Действительно, смысл обучения состоит в совершенствовании качеств

человека как процесса жизнедеятельности. Каждый из нас и все люди Мира,

все живые существа желают жить. Что значит жить? Жить значит проявлять

себя как процесс взаимодействия (W) себя с Миром.

Как мы желаем жить? Ответ - хорошо и долго. Что необходимо, чтобы

жить хорошо и долго? Надо знать, как надо жить. Зачем надо жить? Чтобы

испытывать радость жизни. Эти три желания для любого человека являются

базовыми. В итоге перечисленные качества желаемого процесса жизни в

предельном их выражении можно определить так. Мы желаем и все желают:

жить вечно; знать всё; быть постоянно удовлетворённым. Очевидно, это же-

лание можно считать предельной целью существования любого сознательно-

го процесса взаимодействия.

Посмотрев по сторонам, в глубину и на поверхность всего сущего, уви-

дим, что этот мотив жизни проявляет себя всюду.

Вся светская наука направлена на его реализацию в своих проектах, из-

делиях, продуктах. Время существования любого взаимодействия в технике

220

связано с понятием надёжности. Комплексным показателем надёжности в

технике служит коэффициент готовности — это вероятность того, что изде-

лие будет работоспособным в любой момент времени.

Практически коэффициент готовности Кг определяется как отношение

времени пребывания изделия в работоспособном состоянии Тр к сумме этого

времени и времени восстановления Тв изделия взятых за один и тот же ка-

лендарный срок. В виде формулы это выглядит так:

Кг= Тр /( Тр+Тв);

Если Кг=1,то изделие работоспособно бесконечно.

Полноту знаний в технических системах можно определить как объем

её функциональных возможностей. Если они обеспечивают Кг=1, то они пол-

ные.

Степень удовлетворённости в технике определяет пользователь, кото-

рый в любой системе является базовым компонентом любого взаимодейст-

вия.

Рассуждая таким образом, мы освобождаемся от объективно ориенти-

рованного процесса мышления, т.е. мы считаем конечные объекты и формы

абстракцией, которая полезна (как в случае ориентированного на объекты

программирования) на фазах создания предпосылок требуемого взаимодей-

ствия в процессе проектирования. Действительно, любое изделие для нас

становится полезным и приносит нам радость в процессе его использования,

т.е. в процессе взаимодействия с нами. Отделять объект от субъекта - это аб-

стракция.

Организационная структура КРИ.

Схема организации КРИ при ведена на рис.2 и 3. Входящие в состав

КРИ: Организатор, Заказчик, Управляющий, Аналитик, Разработчик и Объ-

ект обучения образуют иерархическую многослойную структуру. Ролевое

участие участников КРИ при проведении практических занятий и лаборатор-

ных работ в форме учебной деловой игры приведено в таблицах с третьей по

восьмую.

221

Связи в составе процесса обучения

№ Содержание связей

0 Проявление / Растворение

1 Восприятие Субъектом Основы

2 Восприятие Субъектом Объекта / Воздействие Объекта на Субъект

3 Воздействие Субъекта на Объект / Восприятие Объектом Субъекта

4 Воздействие Субъекта на себя

5 Воздействие Субъекта на Память / Восприятие Памятью Субъекта

6 Воздействие Памяти на Субъекта / Обращение Субъекта к Памяти Рис.2. Модель процесса обучения и структура КРИ

Таблица 3. Ролевое участие Организатора. Этапы

КРИ

Ролевое участие Организатора в составе КРИ

Теоретические (семинары) занятия Лабораторные занятия

Подго-

товка

1.Разработка методического обеспече-

ния по КРИ

1.Подготовка методического обеспе-

чения по ЛР

Прове-

дение

1.Распределение ролевого участия сту-

дентов по темам; 2. Управление прове-

дением КРИ; 3.Подведение итогов.

1.Распределение ролевого участия

студентов по вариантам ЛР; 2.

Управление проведением. 3.Итоги

ЛР.

Отчёт 1. Передача отделу Управления прото-

кола для отчёта по КРИ.

2. Оценка качества и полноты отчёта.

1. Оценка качества и полноты отчё-

тов.

222

Таблица 4. Ролевое участие Заказчика Этапы

КРИ

Ролевое участие Заказчика в составе КРИ


Подго-

товка

1.Разработка реферата по теме ПЗ; 2.Подготовка к

оценке качества результатов по теме КРИ вклю-

чая подготовку перечня потребностей по транс-

формации учащихся в процессе реализации КРИ

по теме ПЗ.

1.Подготовка к выполне-

нию вариантов ЛР с учё-

том вариантов

Прове-

дение

1.Постановка задачи КРИ;

2.Оценка качества реализации КРИ;

3.Формирование раздела в отчёт.

4.Ведение протокола.

1. Реализация вариантов

ЛР.

Отчёт 1. Передача Управляющему протокола для отчёта

2. Оценка качества отчёта.

1.Оформление отчёта по

ЛР.

Таблица 5. Ролевое участие Управляющего. Этапы

КРИ

Ролевое участие Управляющего в составе КРИ


Подго-

товка

1.Управление подготовкой КРИ в части работы

Аналитиков и Разработчиков. 2.Подготовка пе-

речня вопросов по теме КРИ. 3. Подготовка рефе-

рата по теме КРИ.

1.Подготовка к выполне-

нию вариантов ЛР.

Прове-

дение

1.Управление процессом проведения КРИ с веде-

нием протокола для отчёта. 2.Включение новых

вопросов в перечень. 4.Ведение протокола.

1. Реализация вариантов

ЛР.

От-

чёт

1.Сбор материалов к отчёту от соисполнителей;

2.Оформление и передача Организатору отчёта в

бумажном и электронном виде.

1.Оформление отчёта по

ЛР.

223

Таблица 6. Ролевое участие Аналитика. Этапы

КРИ

Ролевое участие Аналитика в составе КРИ


Подго-

товка

1.Разработка реферата по теме КРИ;

2.Подготовка доклада по теме КРИ.

1.Подготовка к выполнению

вариантов ЛР.

Прове-

дение

1.Реализация доклада по теме КРИ и ответов

на поставленные вопросы. 2.Ведение прото-

кола.

1. Реализация вариантов ЛР.

Отчёт 1.Передача Управляющим в оформленном

виде реферата и доклада по теме КРИ

1.Оформление отчёта по ЛР.

Таблица 7. Ролевое участие Разработчика. Этапы

КРИ

Ролевое участие Разработчика в составе КРИ


Подго-

товка

1. Подготовка примеров практического ис-

пользования теоретических знаний по теме

КРИ на практике

1.Подготовка к выполнению

вариантов ЛР.

Прове-

дение

1.Демонстрация использования теоретиче-

ских знаний по теме КРИ на практике.

2.Ведение протокола.

1.Доклад по содержанию темы

ЛР; 2.Ответы на вопросы по ЛР

Отчёт 1.Оформление и передача Управлению от-

чета о практическом использовании знаний

по теме КРИ

1.Оформление отчёта по ЛР.

Таблица 8. Ролевое участие Объекта обучения.

Сделаем обоснование организационной структуры КРИ, приведённой на

Рис. 3 и в Табл. 3-8.

Любой процесс взаимодействия между субъектом и объектом (см. Рис.

2) по разрешению ПС в составе КРИ и её участников содержит семь фаз сво-

ей реализации [3]:

1) Наличие совокупности предпосылок W или существование основы

процесса (Для участника это Первопричина, личность обучаемого как целое);

Фаза Ролевое участие Объекта обучения в составе КРИ


Подго-

товка

1. Формирование внутреннего и внеш-

него информационного обеспечения,

необходимого для реализации КРИ.

2.Подготовка внутреннего и внешнего

носителя, способного к трансформации

в соответствии с потребностью про-

цесса накопления теоретического ма-

териала и практических умений в ходе

КРИ.

1. Формирование внутреннего и

внешнего информационного обеспе-

чения, необходимого для реализации

ЛР.

2.Подготовка носителя, способного к

трансформации в соответствии с по-

требностью процесса накопления

практических умений.

Прове-

дение

Трансформация внутреннего (памяти

участника) и внешнего (черновика для

отчёта) носителей.

Трансформация внутреннего (памяти

участника) и внешнего (черновика для

отчёта) носителей.

Отчёт Трансформация внешнего носителей

отчёта (печать, CD-R).

Трансформация внешнего носителей

отчёта (печать, CD-R).

224

2) Восприятие (ощущение) текущего состояния S и внутренней по-

требности P из памяти (Для участника это Чувства);

3) Сравнение состояния S с потребностью P и формирование отклоне-

ния желаемого от действительного (Для участника это Ум);

4) Постановка задачи, различение, выбор направления устранения про-

тиворечия между текущим состоянием и потребностью (Для участника это

Разум);

5) Управление локальными целями, или желаниями, устранением от-

клонения через воздействия на основу S и P (Для участника это Ум);

6) Использование сил и средств трансформации процесса (Объ-

ект/Субъект) (Для участника это Органы воздействия);

7) Реализация (поглощение) полученных на этапах 2-6 результатов

процесса W, созревание и проявление обновлённой причины на первом

уровне взаимодействия.

Учитывая выделенные выше семь фаз взаимодействия, сформируем

многослойное структурное представление процесса взаимодействия W для:

личности участников КРИ, организации КРИ, вычислительной системы (ВС).

Результаты выявления аналоги в многослойных представлений процессов

личности, КРИ и ВС приведены в табл.9. Через Ui в табл.9 обозначается про-

цесс взаимодействия, соответствующий слою с номером i.

С учётом введённых выше обозначений многослойный процесс семи-

уровневого взаимодействия D6 представим в виде соотношения:

)))))))//()//(

)//()//()//()/(

666555

4443332221106

YPSYPS

YPSYPSYPSYSYD

(2)

В соотношении (2) при детализации уровней Ui используется соотно-

шение (1) )//( iiii YPSU . Символ обозначает то, что внутренний слой

iU раскрывается или формирует в качестве средств 11, ii PS и 1iY как со-

вокупность элементов внешнего слоя процесса взаимодействия. Фрагмент

)/( 110 YSY выражения (2) соответствует результату рассмотренного

выше нулевого шага детализации,

))/(/)/(( 1

2101 СубъектОбъектWWWD .

Итак, установлено подобие организационных структур процессов, свя-

занных с информационными технологиями, технологиями личности и КРИ.

Это подтверждает то, что положительная обратная связь между процессом

учащегося и процессом предмета обучения «Информационные технологии»

внутренне закономерна и может быть использована для повышения эффек-

тивности обучения и самосовершенствования личности. Выявленные анало-

гии способствуют реализации целостного подхода к обучению, т.е. гармо-

ничному развитию личности как носителя совершенного процесса жизнедея-

тельности.

225

Таблица 9. Многослойное представление процессов личности, КРИ и ВС.

В результате обучения учащиеся формируют компетенции в соответствии со

своими мотивациями. Возникает вопрос: «Как мотивации и компетенции со-

относятся друг с другом?». Этот вопрос рассматривается в работе [4]. В табл.

10 приведено соответствие между общекультурными компетенциями (ОК),

указанными в Федеральном государственном образовательном стандарте

высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) [5] по направлению

подготовки 231000 Программная инженерия (степень «бакалавр») и коор-

динатами Uлi векторов личности (Uл= Uл1, Uл2,… Uл6) и координатами Uкi век-

тора КРИ (Uк= Uк1, Uк2,… Uк6). Данное соответствие указывает то, на каком

уровне (См.табл.9, рис.3) личности (Uлi)и КРИ (Uкi) данная компетенция име-

ет своё преимущественное представительство, местопребывание или реали-

зуемость.

Таблица 10. Общекультурные компетенции и уровни личности и КРИ №

ОК

Содержание общекультурных компетенции №

Uлi

№

Uкi

1

Владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу,

восприятию информации, постановке цели и выбору путей её дости-

жения

3 1,3

2 Умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и

письменную речь

4 1,4

3 Готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе 2 1-5

4 Способность находить организационно-управленческие решения в

нестандартных ситуациях и готовность нести за них ответственность

2 1,2

,3

5 Умение использовать нормативные правовые документы в своей дея-

тельности

3 1,2

,3

6 Стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мас-

терства

2 1-5

7

Умение критически оценивать свои достоинства и недостатки, наме-

тить пути и выбрать средства развития достоинств и устранения не-

достатков

2 1-5

8

Осознание социальной значимости своей будущей профессии, обла-

дание высокой мотивацией к выполнению профессиональной дея-

тельности

2 1-5

Ui

Слой личности

на этапе реали-

зации КРИ

Слой КРИ на этапе реализа-

ции КРИ

Слой ВС на этапе реализа-

ции вычислительного про-

цесса

U0 Основа человека Учебное заведение Информационные техноло-

гии

U1 Потребность Организатор (Потребность в

знаниях)

Потребность

вычислений

U2 Разум Заказчик Пользователь

U3 Ум Управляющий Операционная система

U4 Чувства Аналитики и Разработчики Драйверы ввода и вывода

U5 Физическое тело Участники КРИ Технические средства ВС.

U6 Среда

(Объект)

Дисциплина с её базой данных

и техническими средствами

Пользователи, прикладные

программы и данные.

226

9

Способность использовать основные положения и методы социаль-

ных, гуманитарных и экономических наук при решении социальных

и профессиональных задач, способность анализировать социально-

значимые проблемы и процессы

3 1,3

,4

10

Готовность использовать основные законы естественнонаучных дис-

циплин в профессиональной деятельности, применять методы мате-

матического анализа и моделирования, теоретического и экспери-

ментального исследования

3 1,3

,4

11 Владение одним из иностранных языков на уровне не ниже разго-

ворного

4 1,4

12

Владение основными методами защиты производственного персо-

нала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, сти-

хийных бедствий

1,2 1-5

13

Владение средствами самостоятельного, методически правильного

использования методов физического воспитания и укрепления здо-

ровья, готовность к достижению должного уровня физической подго-

товленности для обеспечения полноценной социальной и профес-

сиональной деятельности

5 1-5

В табл. 11 приведено соответствие между профессиональными компе-

тенциями (ПК), указанными в Федеральном государственном образователь-

ном стандарте высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) [4] по

направлению подготовки 231000 Программная инженерия (степень «бака-

лавр») и координатами векторов Uлi ,Uкi,Uвi. Данное соответствие указывает

то, на каких уровнях личности Uлi , когнитивной игры Uкi , вычислительной

системы Uвi (См. табл.9) данная компетенция (строка табл. 11) имеет своё

преимущественное представительство, местопребывание или реализуемость. Таблица 11.Профессиональные компетенции и уровни личности, КРИ, ВС.

№

ПК

Содержание профессиональных компетенции №

Uлi

№

Uкi

№

Uвi

1 Понимание основных концепций, принципов, теорий и фак-

тов, связанных с информатикой.

1-5 1-5 1-5

2 Способность к формализации в своей предметной области с

учетом ограничений используемых методов исследования.

3 1,3 2

3

Готовность к использованию методов и инструментальных

средств исследования объектов профессиональной деятельно-

сти.

4 1,4 2-5

4

Готовность обосновать принимаемые проектные решения,

осуществлять постановку и выполнение экспериментов по

проверке их корректности и эффективности.

2,3

,4

1-

4

2-5

5

Умение готовить презентации, оформлять научно-технические

отчеты по результатам выполненной работы, публиковать ре-

зультаты исследований в виде статей и докладов на научно-

технических конференциях.

3,4 1,3

,4

2-5

6

Аналитическая деятельность выпускник должен демонстри-

ровать:

способность формализовать предметную область программ-

ного проекта и разработать спецификации для компонентов

программного продукта;

3,4

1,4

2-5

7 способность выполнить начальную оценку степени трудно- 3,4 1,2 2

227

сти, рисков, затрат и сформировать рабочий график;

8 способность готовить коммерческие предложения с вариан-

тами решения.

3 1,3 2

9 Проектная деятельность выпускник должен демонстрировать:

знакомство с архитектурой ЭВМ и систем;

3

1-5

2-5

10

умение применять основы информатики и программирования

к проектированию, конструированию и тестированию про-

граммных продуктов;

3,4 1,4 2,3

11 навыки чтения, понимания и выделения главной идеи прочи-

танного исходного кода, документации;

3,4 1-5 2-5

12 навыки моделирования, анализа и использования формальных

методов конструирования программного обеспечения;

3,4 1,4 2,3

13 способность оценивать временную и емкостную сложность

программного обеспечения;

3,4 1,3 2,3

14 способность создавать программные интерфейсы;

3,4

1,4

2,3

15

Технологическая деятельность выпускник должен демонстри-

ровать:

навыки использования операционных систем, сетевых техно-

логий, средств разработки программного интерфейса, приме-

нения языков и методов формальных спецификаций, систем

управления базами данных;

3,4

1-5

2-5

16 навыки использования различных технологий разработки

программного обеспечения.

3,4 1,3

,4

2,3

17

Производственная деятельность выпускник должен демонст-

рировать:

умение применять основные методы и инструменты разра-

ботки программного обеспечения;

3,4

4

2-5

18

понимание концепций и атрибутов качества программного

обеспечения (надежности, безопасности, удобства использо-

вания), в том числе, роли людей, процессов, методов, инстру-

ментов и технологий обеспечения качества;

2,3 1-3 2

19 понимание стандартов и моделей жизненного цикла. 3,4 1-3 2

20

Педагогическая деятельность выпускник должен демон-

стрировать:

навыки проведения практических занятий с пользователями

программных систем;

3,4

1-5

2-5

21 способность оформления методических материалов и пособий

по применению программных систем.

2-4 1 2

22

Организационно-управленческая деятельность выпускник

должен демонстрировать:

понимание классических концепций и моделей менеджмента в

управлении проектами;

3

1,3

3,4

,5

23

понимание методов управления процессами разработки тре-

бований, оценки рисков, приобретения, проектирования, кон-

струирования, тестирования, эволюции и сопровождения;

2-4 1,2

,3

2

24

понимание основ групповой динамики, психологии и профес-

сионального поведения, специфичных для программной ин-

женерии;

2-4 1-5 1-5

25 понимание методов контроля проекта и умение осуществлять

контроль версий.

1-3 1-3 1-3

228

26

Сервисно - эксплуатационная деятельность - выпускник дол-

жен демонстрировать:

понимание основных концепций и моделей эволюции и со-

провождения программного обеспечения;

2,3

1-4

1,2

27

понимание особенностей эволюционной деятельности, как с

технической точки зрения, так и с точки зрения бизнеса (ра-

бота с унаследованными системами, возвратное проектирова-

ние, реинженеринг, миграцию и рефакторинг).

2,3 1-4 1,2

Состав общекультурных (ОК) и профессиональных компетенций

(ПК), преимущественно используемых и формируемых на уровнях КРИ

в процессе её реализации приведены в табл.12.

Таблица 12. ОК и ПК, формируемые на уровнях КРИ.

Ui

Уровень

личности на

этапе реали-

зации КРИ

Уровень КРИ на

этапе реализации

КРИ

Базовые компетенции, формируемые на

данном уровне КРИ

U1 Потребность Организатор -

преподаватель.

(Потребность в

знаниях и умениях

по теме КРИ)

№ ОК: 1-13;

№ ПК: 1-26.

U2 Разум Заказчик № ОК: 3,4,5,6,7,8,12, 13.

№ ПК: 1,4,7,9,11,15,18,19,20,23,24,25,26,

27.

U3 Ум Управляющий № ОК:1,3,4,5,6,7,8,9,10, 12,13.

№ ПК:1,2,4,5,8,9,11,13,15,16,18,19,20,22,

23,24,25,26,27.

U4 Чувства Аналитики и Раз-

работчики

№ ОК:2,3,6,7,8,9,10,11,12,13.

№ ПК:1,3,4,5,6,9,10,11,12,14,15,16,17,20,

24,26,27.

U5 Физическое

тело

Участники КРИ № ОК:3,6,7,8,12,13.

№ ПК: 1,9,11,15,20,24.

Рассмотрим использование методов телеобучения при реализации

КРИ.

Реализация взаимодействия в форме КРИ выполняется в три этапа

(Табл.3,…,8): подготовка, проведение, отчёт.

Средства телекоммуникации в основном используются на этапах под-

готовки и отчёта. Собственно проведение выполняется с использованием

компьютерных средств аудиторного взаимодействия участников ролевой иг-

ры. Однако, основой взаимодействий на всех этапах КРИ является единая ба-

за данных. Рассмотрим её архитектуру.

Система взаимодействий (W) участников в составе когнитивной роле-

вой игры представляет собой иерархию в форме дерева, содержащего 5 уров-

ней:

1. Уровень группы (W1);

2. Уровень дисциплины (W2);

3. Уровень темы ролевой игры (W3);

229

4. Уровень подгруппы в составе темы ролевой игры (W4);

5. Уровень учащегося в составе подгруппы темы ролевой игры (W5);

Раскроем более детальное представление дерева взаимодействий в со-

ставе когнитивной ролевой игры (DWKRI) в виде последовательности векто-

ров уровней дерева (специализации-кооперации).

Уровень группы (W1) в соответствии с соотношением (2) и табл. 9 пред-

ставим в виде вектора

W1 = (w

1орг, w

1зак, w

1упр, w

1ан, w

1раз, Dw1, DW),

координатами которого, являются внутренние уровни данного взаимодейст-

вия w1орг, w

1зак, w

1упр, w

1ан, w

1раз, локальные данные данного уровня Dw1 и со-

вокупные равнодоступные данные DW интегрального W взаимодействия

КРИ. Содержимое координат данного вектора можно представить в виде

таблицы: W

1 w

1орг w

1зак w

1упр w

1ан w

1раз Dw1 DW

Уро-

вень

группы

Органи-

затор

группы

Глобаль-

ная цель

обучения

Распи-

сание

занятий

Зна-

ния

Уме-

ния

БД те-

кущего

уровня

БД

для

W

Уровень дисциплины (W2) представим в виде вектора

W2 = (w

2орг, w

2зак, w

2упр, w

2ан, w

2раз, DW2, DW).

Содержимое координат данного вектора можно представить в виде

таблицы: W

2 w

2орг w

2зак w

2упр w

2ан w

2раз DW2 DW

Уровень

дисцип-

лины

Органи-

затор

дисцип-

лины

Цель

обуче-

ния

Расписа-

ние заня-

тий

Зна-

ния

Уме-

ния

БД те-

кущего

уровня

БД

для

W

Уровень темы ролевой игры (W3)представим в виде вектора

W3 = (w

3орг, w

3зак, w

3упр, w

3ан, w

3раз, , D W3, DW).

Содержимое координат данного вектора можно представить в виде

таблицы: W

3 w

3орг w

3зак w

3упр w

3ан w

3раз DW3 DW

Уровень

темы ро-

левой

игры

Органи-

затор

ролевой

игры

Цель ро-

левой иг-

ры

Управ-

ление

ролевой

игрой

Ана-

ли-

тики

Раз-

ра-

бот-

чики

БД те-

кущего

уровня

БД

для

W

На уровне темы ролевой игры (W3) формируется столько ветвей дерева,

сколько существует тем ролевой игры в составе текущей дисциплины. Для

каждой темы формируется уровень подгрупп в составе темы ролевой игры

W3 в количестве пяти ролевых игр подгрупп: w

3орг, w

3зак, w

3упр, w

3ан, w

3раз.

Вектор координаты w3

орг вектора W3 имеет вид

w3орг = (w

4-оргорг,w

4-оргзак,w

4-оргупр,w

4-орган,w

4-орг раз,DW4-орг, DW).

Аналогично формируются вектора координат w3зак, w

3упр, w

3ан, w

3раз век-

тора W3:

w3зак = (w

4-закорг,w

4-зак зак,w

4-зак упр,w

4-зак ан,w

4-зак раз,D W4-зак,DW);

230

w3

упр = (w4-упр

орг,w4-упр

зак,w4-упр

упр,w4-упр

ан,w4-упр

раз,D W4-упр,DW);

w3ан = (w

4-анорг,w

4-ан зак,w

4-ап упр,w

4-ан ан,w

4-ан раз,D W4-ан, DW

);

w3раз = (w

4-разорг,w

4-раз зак,w

4-раз упр,w

4-раз ан,w

4-раз раз,D W4-раз, DW

).

Каждый из векторов подгрупп w3орг, w

3зак, w

3упр, w

3ан, w

3раз соответст-

венно представляется в виде таблиц:

Например, для w3орг таблица будет иметь вид:

w3

орг w4-орг

орг w4-орг

зак w4-орг

упр w4-орг

ан w4-орг

раз DW4-орг DW

Уровень

подгруппы в

составе те-

мы ролевой

игры

Органи-

затор ро-

левой иг-

ры Под-

группы

организа-

тора

(Орг)

Цель

роле-

вой

игры

Орг.

Управ-

ление

ролевой

игрой

Орг.

Анали-

тики

Орг.

Разра-

ботчики

Орг.

БД

теку-

щего

уров-

ня

Орг.

БД

Для

сово-

купно-

го

W

На пятом уровне специализации т.е., уровне учащегося в составе под-

группы темы ролевой игры (W4), мы имеем дело с векторами специализации

собственно учащегося, играющего выделенную в составе подгруппы ему

роль. Поэтому, например, координаты w4-орг

орг, w4-орг

зак, w4-орг

упр, w4-орг

ан, w4-орг

раз, вектора w3орг специализируются как вектора:

w4-орг

орг= (w5-орг

орг, w5-орг

зак, w5-орг

упр, w5-орг

ан, w5-орг

раз, DW5-орг, DW);

w4-орг

зак= (w5-зак

орг, w5-зак

зак, w5-зак

упр, w5-зак

ан, w5-закг

раз, DW5-раз, DW);

w4-орг

упр= (w5-упр

орг, w5-упр

зак, w5-упр

упр, w5-упр

ан, w5-упр

раз, DW5-упр, DW);

w4-орг

ан = (w5-ан

орг, w5-ан

зак, w5-ан

упр, w5-ан

ан, w5-ан

раз, DW5-ан, DW);

w4-орг

раз= (w5-раз

орг, w5-раз

зак, w5-раз

упр, w5-раз

ан, w5-раз

раз, DW5-раз, DW).

Каждый из векторов подгрупп w4-орг

орг, w4-орг

зак, w4-орг

упр, w4-орг

ан, w4-орг

раз

соответственно представляется в виде таблиц:

Например, для w4-орг

орг таблица будет иметь вид:

w4-орг

орг w5-раз

орг w5-раз

зак w5-раз

упр w5-раз

ан w5-раз

раз DW5-орг DW

Уровень

учащегося

в составе

подгруппы

ролевой

игры

Органи-

затор ро-

левой иг-

ры уча-

щегося-

организа-

тора

(Орг)

Цель

роле-

вой

игры

Орг.

Управ-

ление

роле-

вой

игрой

Орг.

Анали-

тики

Орг.

Разра-

ботчи-

ки Орг.

БД

уровня

Орг.

БД

W

По результатам работы можно сделать выводы:

1) Установлено подобие организационных структур процессов, связан-

ных с информационными технологиями, технологиями личности и КРИ. Это

подтверждает то, что положительная обратная связь между процессом уча-

щегося и процессом предмета обучения «Информационные технологии»

внутренне закономерна и может быть использована для повышения эффек-

тивности обучения и самосовершенствования личности. Выявленные анало-

гии способствуют реализации целостного подхода к обучению, т.е. гармо-

ничному развитию личности как носителя совершенного процесса жизнедея-

231

тельности.

2) Качество и эффективность формирования компетенций существенно

зависят от системы мотиваций учащихся в процессе обучения, которые, в

свою очередь, определяются вариантами отождествления себя.

3) Необходимым и достаточным условием обеспечения максимальной

эффективности формирования компетенций является отождествление себя с

совокупной системой (универсальным принципом соответствия интеграль-

ной потребности системы на всех фазах, уровнях и компонентах процесса

обучения). Другими словами, специализация без кооперации с точки зрения

достижения предельной цели обучения не имеет перспективы.

4) Когнитивная ролевая игра как форма обучения потенциально обеспе-

чивает эффективное формирование всей совокупности общекультурных и

профессиональных компетенций по направлению подготовки « 231000 Про-

граммная инженерия».

5) Основой организации совокупности взаимодействий на всех этапах и

уровнях и использования средств телекоммуникации для КРИ является еди-

ная база данных, имеющая древовидную архитектуру.


1. Мальшаков В.Д., Степанов В.С. Целостный подход к обучению. 55 Науч-

но-техническая конференция. МИРЭА. Сборник трудов. Ч.4. Гуманитар-

ные науки. Учебно-методические проблемы. - М.: МИРЭА, 2006.- с.29-33.

2. Мальшаков В.Д. Учебная деловая игра «Целостный подход к обучению»

56 Научно-техническая конференция. МИРЭА. Сборник трудов. Ч.4. Гу-

манитарные науки. Учебно-методические проблемы. - М.:МИРЭА, -

2007.- с.79-84.

3. Мальшаков В.Д. Аналогии в организации информационных процессов в

вычислительной системе, личности и системе обучения.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ И КОММУНИКАЦИ-ОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В

ОБРАЗОВАНИИ. Сборник материалов X Международной научно – прак-

тической конференции /Сборник материалов в 2-х томах. Т.1. Борисог-

лебск: ГОУ ВПО «БГПИ».- 2009.- с. 183-187.

4. Мальшаков В.Д., Мелихов А.А. Мотивации и компетенции учащихся в

составе когнитивной ролевой игры. «Информационные и коммуникаци-

онные технологии в образовании» Сборник материалов XII Международ-

ной научно – практической конференции / Борисоглебск, ноябрь 2011г.-

Борисоглебск: ФГБОУ ГОУ ВПО «БГПИ», 2011.- с. 78-93.

5. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего про-

фессионального образования (ФГОС ВПО) по направлению подготовки

231000 Программная инженерия (степень «бакалавр»). Приложение. 2009.

- с.7-11.

232

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ ВО ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЕ

ПО АНГЛИЙСКОМУ ЯЗЫКУ

Павлова М.В.


Эффективность овладения иностранным языком, качество и результат

обучения во многом зависят от формирования положительной мотивации к

предмету. Одним из способов создания мотивации является включение уча-

щихся в процесс внеклассной работы. Внеклассная работа -составная часть

учебно-воспитательного процесса в школе, одна из форм организации сво-

бодного времени учащихся. Применение информационные технологий мо-

жет сделать этот процесс более интересным, отвечающим реалиям сего-

дняшнего дня. Новизна работы с компьютером способствует повышению ин-

тереса к предмету, даёт возможность регулировать предъявление учебных

задач по уровню трудности.

Использование ИКТ на различных уроках английского языка и во вне-

классной деятельности позволяет успешно мотивировать учебную деятель-

ность школьников, формировать информационно-коммуникативную компе-

тентность школьников, повысить активность учащихся, активизировать их

познавательную деятельность.

Использование таких компьютерных программ, как «Bridge to English»,

«Professor Higgins» и«Listen + Read + Learn» (Interactive English Language

Lessons) повышает интерес к изучаемому языку. Мультимедийная обучаю-

щая программа по английскому языку профессора Хиггинса включает инте-

рактивные упражнения и состоит из теоретического раздела и практических

упражнений. Разнообразие видов деятельности, красочность, увлекатель-

ность компьютерных программ вызывают огромный интерес у учащихся.

Таким образом, использование новых информационных технологий

расширяет рамки образовательного процесса, повышает его практическую

направленность. Растет мотивация учащихся, что способствует активизации

их познавательной деятельности. Необходимо продолжить процесс внедре-

ния ИКТ на уроке и во внеклассной работе, так как эффективность их ис-

пользования очевидна.

Литература 1. Головко Е.А. Инфокоммуникационные технологии как средство модели-

рования социокультурного пространства изучения иностранного языка. –

ИЯШ. – 2007. – № 8.

2. Макаревич И.Г. Первые шаги в Интернете. – ИЯШ. – 2007. – № 6.

233

ПОРТФОЛИО УЧИТЕЛЯ В BLOGGER

Пинчукова М.В., Зубанова И.Н.

МБОУ Павловская СОШ №3

ГОБУ СПО ВО «Павловский сельскохозяйственный техникум»

Приемлемым средством интерактивного общения, а также создания

портфолио учителя и ученика является Блог.

Проектирование Блога включает в себя следующие части: содержание,

навигация, дизайн, интерактивность, функциональность.

Содержание должно отвечать названию Болга и не нарушать авторских

прав. Удобная навигация – это признаки эффективности и организованности,

они дают возможность быстро добраться до нужного места и легко охватить

содержание. Дизайн должен быть качественным, уместным и

соответствовать школьной тематике. Хорошая интерактивность не

исчерпывается гиперссылками и меню, он должен обеспечивать диалог

между педагогом и посетителем, возможность обмена информацией.

Высокая функциональность достигается выполнением следующих

критериев:

1. Все страницы должны быть оформлены в одном стиле. Цветов не

должно быть более трёх.

2. Нельзя допускать грамматических ошибок.

3. Не следует злоупотреблять различными приёмами форматирования

шрифта (смена цвета, подчёркивание, курсив и т.п.).

4. Не стоит чрезмерно насыщать страницы мультимедийными

материалами (картинки, музыка, видео и т.п.), если нет в этом определённого

замысла.

5. Для лучшего восприятия текстовой информации все заголовки на

страницах должны быть одинаковыми по размеру и иметь одинаковый цвет.

Рассмотрим первые шаги создания блога на Blogger.com

Цель: создать блог бесплатно в онлайновом редакторе сервиса

Blogger — веб-сервис для ведения блогов, с помощью которого любой

пользователь может завести свой блог, не прибегая к программированию и не

заботясь об установке и настройке программного обеспечения. Blogger был

создан компанией Pyra Labs , которой сейчас владеет Google.

Откройте доступный вам браузер, например, Internet Explorer. В адресной

строке наберите Blogger.com. Нажмите на кнопку «Зарегистрироваться» (рис

1).

Рис. 1. Регистрация

http://en.wikipedia.org/wiki/Pyra_Labs

http://ru.wikipedia.org/wiki/Google_%28%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%29

234

Здесь может потребоваться регистрация, но если у вас уже есть почта

на Google, вы просто вводите логин и пароль вашей почты.

Создайте новый блог: запишите заголовок для вашего Блога, и

придумываете уникальный URL адрес. Обдумайте название блога – оно

должно отображать смысл. Выберите шаблона для ресурса, нажмите на

кнопку «Создать блог!» и начнте его наполнять.

Рис. 2. Работа с блогом

Чтобы увидеть результаты вам надо нажать кнопку «Посмотреть блог».

Вывод: минимум физических усилий и затрат времени; собственный

дизайн; ведение авторских рубрик; пинтерактивная связь с подписчиками и

читателями блога.

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В

КУРСЕ «ТЕОРИЯ ИГР»

Плаксиенко Е.А.


Исторически сложилось так, что экономическое образование рассмат-

ривается как гуманитарное, которое в сложившихся стереотипах противопос-

тавляется естественнонаучному, и часто воспринимается абитуриентами ву-

зов как более «легкое», не требующее высокой математической подготовки.

Однако еще в советский период экономика делилась на «политэкономию»,

предполагавшую, в большей степени, идеологическую подготовку, и «эко-

номкибернетику», делавшую упор на математическое моделирование эконо-

мических систем.

В современной же модели подготовки экономистов одинаково важны

обе составляющие. Математика – это один из наиболее эффективных инст-

рументов решения экономических задач. Студенты должны не только пред-

ставлять, как математика работает для экономики, но и научиться пользо-

ваться этим инструментом. Современный экономист – это профессионал, по-

нимающий суть экономических процессов и должным образом владеющий

математическим аппаратом.

Любому преподавателю известно: чтобы научиться решать задачи, ов-

ладеть тем или иным методом решения задач нужно не только решать их в

большом количестве, но и обязательно рассмотреть задачи, содержащие ча-

стные случаи, исключения, особенности. Для более глубокого понимания су-

235

ти задачи чрезвычайно важно провести ее исследование, изменяя начальные

данные или ограничения. Естественно, выполнение расчетных операций

вручную не эффективно, а в наше время, и не профессионально, так как за-

нимает много времени и, главное, при этом не используются возможности

современного инструментария – современных информационных технологий.

Одним из лучших и широко распространенных инструментов для про-

ведения расчетов и вычислительных экспериментов, практически любых ти-

пов, является табличный редактор MS Excel. Этот редактор обладает доста-

точно простым интерфейсом, и знакомство с ним предусмотрено еще в

школьной программе. Для проведения расчетов редактор MS Excel оснащен

большим количеством встроенных функций. Использование его логических

функций позволяет реализовывать различные алгоритмы численных методов,

а надстройка «поиск решения» – получать решение задачи.

Все выше перечисленные возможности табличного редактора были ус-

пешно использованы при разработке комплекса лабораторных работ по курсу

«Теория игр». В ходе его изучения студентам предлагается решить типовую

задачу сначала вручную, а затем повторить её решение в MS Excel.

Лабораторными работами были охвачены такие разделы курса как ан-

тагонистические, биматричные и статистические игры. В рамках лаборатор-

ных работ студенты научились решать с помощью MS Excel следующие за-

дачи:

определение наличия седловой точки в игре;

решение антагонистических игр размерности 2х2 аналитическим ме-

тодом;

решение антагонистических игр размерности 2хn и mх2 графическим

методом;

упрощение игр;

решение антагонистических игр размерности 3х3 методом сведения

к задачам линейного программирования;

решение антагонистических игр размерности 3х3 итерационным ме-

тодом;

решение биматричных игр размерности 2х2;

определение оптимальной стратегии статистика в играх с природой

по пяти критериям.

Проведение такого рода объемной работы во время аудиторных заня-

тий, к сожалению, невыполнимо в силу значительной ограниченности часов

выделяемых на изучение дисциплины. Выполнение этой работы студентами

полностью самостоятельно возможно лишь только в том случае, когда сту-

денты обеспечены методическим описанием хода технологии решения задач

в MS Excel. В этом случае они могут готовиться или частично выполнять ла-

бораторные работы на домашних компьютерах, так как большинство студен-

тов уже имеют их, а в аудиторные часы заниматься только рассмотрением

сложных частных случаев и исследованием задач.

236

Опыт применения информационных технологий и разработанного ком-

плекса лабораторных работ по «Теории игр» показал, что компьютерный

подход к решению задач и использование для их решения доступных инфор-

мационных технологий значительно повышает интерес студентов к предмету

и улучшает качество полученных знаний.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 13-08-00249.


1. Лященко Т.В И.В. Маринова Использование информационных техноло-

гий при изучении курса математики студентами экономических специ-

альностей Сборник докладов "ИТО-Самара-2011". М.: Самарский филиал

МГПУ, 2011.

2. Лященко Т.В Самостоятельная работа студентов как средство повышения

эффективности обучения математике Сборник докладов н.п.к ТИУ и Э,

Таганрог 2012.

3. Плаксиенко Е.А. Использование тренинг-модулей для проведения инте-

рактивных занятий по курсу экономико-математические модели и методы

Россия: тенденции и перспективы развития. Вып. 5. - М.: ИНИОН РАН,

2010

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УМЕНИЙ

НАПИСАНИЯ ПИСЬМА ЛИЧНОГО ХАРАКТЕРА В РАМКАХ

ПОДГОТОВКИ К ЕГЭ

Красноперова О.С., Полтаец О.В.

МАОУ СОШ №1 им.Ф.Я. Фалалеева п.Монино

Щёлковского муниципального района Московской области

Главные задачи современной школы – раскрытие способностей каждо-

го ученика, воспитание порядочного и патриотичного человека, личности,

готовой к жизни в высокотехнологичном, конкурентном мире. Применение

различного рода инновационно-информационных технологий в процессе са-

мообразования способствует развитию таких качеств личности, как: само-

стоятельности, активности, свободы в принятии решений, ответственности за

выбор решений, творческого преобразования ситуации, на которую направ-

лена деятельность, накопления индивидуального опыта деятельности, взаи-

модействия в решении задач деятельности, переноса / передачи опыта дея-

тельности.

Каждый учитель мечтает приобщить своих учащихся к изучению сво-

его предмета, хочет видеть их более развитыми и любознательными. Все хо-

рошо знают, как непросто воспитать у учащихся потребность изучения ино-

странного языка, убедить каждого учащегося в том, что ему нужно знать этот

предмет, и поддерживать интерес к нему.

Так как главной целью обучения иностранным языкам является форми-

рование и развитие коммуникативной культуры школьников и практическо-

му овладению иностранным языком, то учитель иностранного языка должен

237

создать условия для практического овладения языком каждым учеником.

Выбрать необходимые методы обучения, которые позволили бы каждому

ученику проявить свою активность, свое творчество, а также активизировать

познавательную деятельность учащегося в процессе обучения иностранным

языкам.

Для оптимизации учебного процесса мы используем различные новые

технологии. Современные педагогические технологии – обучение в сотруд-

ничестве, проектная методика. Информационные технологии помогают реа-

лизовать личностно-ориентированный подход в обучении, обеспечивают ин-

дивидуализацию и дифференциацию обучения с учетом способностей детей,

их уровня обученности, склонностей.

Что же такое педагогическая технология? Это совокупность взаимосвя-

занных средств, методов и процессов, необходимых для целенаправленного

воздействия на формирование личности с заданными качествами; это дея-

тельность, направленная на создание условий для формирования уровня. Це-

лью педагогических технологий является повышение эффективности образо-

вательного процесса и гарантирование достижений запланированных резуль-

татов обучения. Для оптимизации учебного процесса мы используем различ-

ные технологии. Но мне хочется остановиться на применении информацион-

ных технологий при обучении английскому языку. Наш стремительный век –

это век информационных технологий.

1) Потенциал использования ИКТ при формировании умений на-

писания письма личного характера в рамках подготовки к ЕГЭ.

Использование новых информационных технологий в преподавании

английского языка и помогает нам подобрать методические средства и прие-

мы, которые позволяют и разнообразить формы работы, и сделать урок инте-

ресным и запоминающимся для обучающихся. Они также позволяют корен-

ным образом изменить организацию процесса обучения детей, сформировать

у них системное мышление.

Применение ИКТ:

расширяет рамки образовательного процесса;

способствует его практической направленности;

повышает мотивацию учащихся в обучении;

создает условия для их успешной самореализации в будущем.

В своей работе я часто использую разнообразные электронные ресур-

сы: мультимедийные программы, материалы из Интернета, интерактивные

тесты, интерактивные программы при обучении по УМК М.З.Биболетовой

«Enjoy English». Они делают уроки разнообразными и интересными, учат де-

тей пользоваться различными новыми технологиями.

Мультимедийные презентации широко применяются почти всеми учи-

телями. Они удобны и для учителя, и для учеников. На многих уроках я ис-

пользую презентации. Презентация кроме текста может включать картинки,

графики, таблицы, видео и музыкальное сопровождение. Текст может быть

начитан носителями языка.

238

Преимущества мультимедийных презентаций заключаются в следую-

щем:

активизация внимания всего класса;

сочетание классной и внеклассной самостоятельной работы учащих-

ся;

экономия учебного времени;

возможность использования для презентации интерактивной, муль-

тимедийной доски, которая позволяет более наглядно семантизировать опор-

ную поддержку при обучении всем видам речевой деятельности.

Но составление презентации требует большой подготовки учителя по

подбору материала, продумывания структура презентации, выбора оформле-

ния и т. д.

2) Практика использования ИКТ при формировании умений напи-

сания письма личного характера в рамках подготовки к ЕГЭ.

Хочу поделиться опытом работы по применению презентации. На базе

нашей школы МАОУ СОШ№1 п. Монино (Щелковского района) проходил

районный семинар «Реализация Национальной образовательной инициативы

«Наша новая школа» в практике работы школы». Темой моего открытого

урока была: «Использование ИКТ при формировании умений написания

письма личного характера в рамках подготовки к ЕГЭ».

Целью урока была: закрепить навыки написания письма личного ха-

рактера при подготовке к ЕГЭ разделу «Письмо». Образовательными задача-

ми урока являлись: 1) актуализировать имеющиеся у учащихся знания по те-

ме «Написание письма личного характера»; 2) разработать ряд упражнений с

применением ИКТ на уроках английского. Развивающими задачами были: 1)

развивать способности к слуховой дифференциации; 2) развивать активность,

внимание. Воспитательными задачами были: 1) воспитывать умения работать

в коллективе; 2) создать благожелательную творческую атмосферу на уроке;

3) воспитывать чувство уважения к стране изучаемого языка и ее традициям.

На уроке использовались следующие компьютерные технологии: 1)

создание презентации в Microsoft Office Power Point; 2) компьютерная ани-

мация; 3) гиперссылка; 4) триггер.

В качестве оборудования урока были использованы: 1) раздаточные

материалы -картинки; 2) звуковые – аудиописьмо; 3) технические – компью-

тер, проектор, экран для проецирования; 4) наглядные –презентация.

Работа по подготовке к разделу «Письмо» проводилась в течение всего

учебного года в 10-х классах на занятиях элективного курса «Практикум по

подготовке к ЕГЭ» и на уроках по УМК К.И.Кауфман «Happy English.ru» (10

кл.)Учащиеся ознакомились с правилами написания письма личного характе-

ра, с отличительными особенностями написания официального и неофици-

ального письма, выучили лексические единицы по теме. Для того, чтобы

урок прошел в живой, занимательной атмосфере я применила ролевую игру.

«Я пригласила свою давнюю подругу из Оксфорда миссис Джексон посетить

Россию, которая была поражена удивительными достопримечательностями

Москвы и очарована русской зимой. Но, к сожалению, старшая племянница

239

миссис Джексон Эмили, очень хотевшая приехать в Россию, не смогла этого

сделать в силу своей занятости. Но она прислала ацудиописьмо. В котором

рассказала о себе, причинах невозможности приехать и увлечении современ-

ной русской литературой и творчеством Б.Акунина. Миссис Джексон пред-

лжила детям написать ответ Эмили. Она обратила особое внимание на отли-

чия написания личных писем в России и в Британии.Но, конечно же. Наши

учащиеся выучили правила написания письма в Британии и похвастались их

владением, проговорив их в режиме «цепочки». Но неугомонная миссис

Джексон, хотя и была приятно удивлена такими познаниями, заинтриговала

детей: А умеют ли они применять данные правила на практике?. Но наши

российские учащиеся и тут «не ударили лицом в грязь» и показали умения

написания письма в серии разработанных упражнений (которые были разра-

ботаны предварительно учащимися 9-х классов для данного урока):

В упражнении №1 учащиеся тренировались в чтении дат и выявили

отличия написания в Британском английском и Американском английском.

В упражнении №2 учащиеся соединяют левую и правую и правую

колонки таблицы (фразы начала – окончания письма).

В упражнении №3 нужно разнести предложенные выражения в две

колонки таблицы «Business Letters/Personal Letters).

В упражнении №4 учащиеся соединяют фразы с разными частями

письма: Greeting, Beginning, Body, Ending, Closing Remarks, Signature.

В упражнении №5 учащиеся выбирают из предложенных 5 цепочек

фраз лишнюю в каждой ( по принципу Business Letters/Personal Letters).

В упражнении №6 предлагается текст письма, написанного в дело-

вом стиле. Задачей учащихся была предложить вместо некоторых данных

фраз письма варианты фраз неофициального письма.

В упражнении №7 предлагается письмо с опущенными фразами,

нужно вписать недостающие фразы.

В упражнении №8 на экране высвечивается лист с квадратами, отра-

жающими структуру письма. Справа даются части письма, которые нужно

вставить в соответствующие квадраты.

Учащиеся коллективно обсуждают варианты ответов увлеченно и даже

с азартом. Миссис Джексон со стороны ( в качестве почетного гостя) наблю-

дает за работой учеников. Она очень довольна результатами работы детей.

Она напоминает им о просьбе своей племянницы Эмили написать ей письмо,

в которой просит поделиться информацией о биографии и творческой дея-

тельности Б.Акунина, так как современная русская литература является ее

увлечением и предметом исследования в ее учебном заведении. Учащиеся

под руководством учителя и миссис Джексон составляют текст письма с ад-

ресом для отправки Эмили.

Примечание: можно написание письма оставить в качестве домашнего

задания. Учитель предлагает выслать письмо на ее личный адрес e-mail. В

последствии будут обсуждаться варианты писем, и лучший вариант «отпра-

вится в Оксфорд для Эмили».

240

Таким образом, на таком увлекательном занятии с применением игро-

вых и компьютерных технологий можно активизировать навыки такой серь-

езной работы, как написание письма личного плана.

В диссертационном исследовании Ю. В. Батеновой, посвященном осо-

бенностям развития личности учителя в условиях применения ИКТ, указыва-

ется, что информационные технологии позволяют повысить активность по-

знающего субъекта, индивидуализировать процесс обучения, преодолевать

стереотипы традиционного (во многом авторитарного) стиля взаимодействия

между обучающимися и педагогом, получить доступ к разнообразным ис-

точникам информации, знакомиться с различными, в том числе дискуссион-

ными точками зрения и т. п.

Использование информационно – коммуникативных технологий имеет

большое практическое значение:

является эффективным средством визуализации учебного материала,

позволяя учителю реализовать свой творческий потенциал;

помогает учителю в осуществлении личностно – ориентированного

подхода к обучению;

является средством повышения мотивации к изучению предмета;

стимулирует поисковую деятельность ученика и способствует разви-

тию его творческих способностей.


1. Медведев Д.А. Национальная образовательная инициатива //«Наша новая

школа», Москва,2010.

2. Л.И.Романова – Английский язык «Письмо» //Айрис Пресс, 2009.

3. Пичугин И.В. «Информационные технологии на уроках английского язы-

ка и во внеурочной деятельности» -uprobr.ucoz.ru.

4. Селевко Г.К. «Энциклопедия образовательных технологий» //НИИ

Школьных технологий, Москва, 2006.

5. Костюк Е.В. «Типичные ошибки в ЕГЭ и как их избежать» // Титул, 2012.

6. Longman Exam Dictionary (Pearson Longman, 2006)

7. Сороковых, Г.В. Субъектно-деятельностный подход в лингвистической

подготовке студентов неязыковых вузов: дис. д-ра пед. наук // Курск,

2004. - 383 с.

8. Батенова, Ю.В. Особенности развития личности будущего учителя в ус-

ловиях применения информационно-коммуникационных технологий: дис.

. канд. псих. наук //Челябинск, 2004.- 156 с.

241

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ

Похващева Т.А.

ГОБУ НПО ВО «Профессиональное училище № 34 г. Борисоглебска»

Развитие науки, внедрение механизации, автоматизации производственных

процессов оказывают значительное влияние на труд современного рабочего.

Согласно приоритетам российского образования в настоящее время уделяет-

ся повышенное внимание подготовке современного рабочего в условиях бы-

стро развивающегося информационного общества, в котором появляются но-

вые профессии и соответственно потребность в них, а следовательно обяза-

тельным требованием является непрерывное повышение квалификации.

Использование компьютеров в учебном процессе привело к тому, что суще-

ственно обновились традиционные методы и приемы в организации учебного

процесса. Ведь современный образовательный процесс требует не только ис-

пользования новых технологических средств, но и форм и методов препода-

вания, нового подхода ко всему процессу обучения. В связи с этим для уча-

щихся создается активная образовательная среда, в которой они, общающие-

ся в Интернет сообществе, имеют доступ к разным источникам информации.

Применение ИКТ на уроках математики способствует расширению образова-

тельного процесса, повышению его практической направленности. Немало-

важным фактором является, то что ИКТ повышает мотивацию учащихся в

обучении, развивает интеллектуальные, творческие способности учащихся,

их умения самостоятельного приобретения новых знаний, что способствует

самореализации в будущем. Компьютер дает мне возможность больше вре-

мени тратить на творческую деятельность и создания для каждого учащегося

индивидуального образовательного маршрута. Несомненно, использование

ИКТ на уроках математики существенно ускоряет процесс обучения, повы-

шает интерес учащихся к предмету, способствует улучшению качества ус-

воения материала, а также индивидуализации процесса обучения.

Использование ИКТ на уроках математики делает их разнообразными, инте-

ресными, и, что немаловажно, эффективными. На сегодняшний день в учеб-

ном процессе мною используются такие средства ИКТ, как электронные

учебники, которые демонстрируются с помощью компьютера,CD и DVD

диски, программы тестирования, тренажеры, исследовательские проекты, об-

разовательные Интернет-ресурсы, электронные энциклопедии. Причем эти

средства ИКТ эффективно используются на уроках разных типов: и при зна-

комстве с новым материалом, и на этапе тренировки решения примеров или

задач, и при обобщении, закреплении, систематизации изученного материала,

и на этапе контроля знаний и умений. Кроме того, компьютер применяю при

составлении и выполнении различных заданий, учитывая при этом личност-

ные особенности учащихся.

Часто использую мультимедийные презентации с текстовым материалом, с

основными формулами, чертежами, определениями, рисунками, которые по

242

ходу урока учащиеся записывают в свои тетради. С помощью компьютерных

презентаций учащийся интенсивно вовлекается в образовательный процесс.

Это, способствует повышению эффективности и лучшему запоминанию

учебного материала. На этапе контроля часто использую компьютерное тес-

тирование, поскольку оно способствует повышению эффективности учебно-

го процесса, а также познавательной деятельности учащихся.

Использование компьютерных технологий на уроках математики делает их

интересными, способствует более прочному запоминанию и развитию навы-

ков учебной деятельности. Уроки с применением ИКТ проходят интересно и

интенсивно.


1. Гин А.А. Приемы педагогической техники : пособие для учителя /

А.А.Грин.- 7-е изд.- М.: Вита- Пресс,2006.

2. Педагогические и информационные технологии в образовании- научно

методический журнал. Scholar.urc.ac.ru:8002/Teachers/methodics.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В

ЛОГОПЕДИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Приходько Л.А.

МБДОУ №18 «Яблонька», г. Ногинск, Московская область

Новые информационные технологии стали одним из эффективных

средств коррекционно-развивающей работы с детьми с нарушением речи.

В последнее время большое внимание уделяется содержанию, формам,

методам специального обучения. Анализ литературы показал, что компью-

терные средства представляют для специалиста дополнительные возможно-

сти коррекции отклонений в развитии ребенка. Логопед, использующий в

своей работе компьютерную технику, решает две основные задачи:

формирование у детей умений пользоваться компьютером;

применение компьютерных технологий для коррекции психофизио-

логических нарушений.

Психологи утверждают, что раннее знакомство ребенка с ЭВМ снимает

психологический барьер между ним и машиной. У детей практически нет

страха перед техникой. Они воспринимают его как новую игрушку.

Коррекционно-воспитательная работа с детьми, имеющими отклонения

в развитии, предполагает использование специализированных или адаптиро-

ванных компьютерных программ (главным образом обучающих, диагности-

ческих и развивающих).

Целью компьютерных программ является развитие способностей детей

дошкольного возраста посредством использования современных информаци-

онных технологий.

В процессе проведения коррекционно-развивающей работы в дошко-

льном учреждении, мной используются развивающие логопедические про-

граммы. Хочу остановиться на некоторых из них.

243

Компьютерная логопедическая программа "Игры для Тигры". Она

предназначена для коррекции общего недоразвития речи (ОНР) у детей

старшего дошкольного и младшего школьного возраста.

Программа позволяет эффективно работать над формированием пра-

вильного произношения звуков, фонематических процессов, лексико-

грамматических средств языка.

Применение программы "Игры для Тигры" способствует индивидуали-

зации и повышению эффективности коррекционно-образовательного процес-

са.

Компьютерная логопедическая программа "Солнечный замок" пред-

ставляет собой серию упражнений, направленных на коррекцию фонетико -

фонематической стороны речи. Программа позволяет эффективно работать с

детьми, имеющими различные речевые нарушения. Программа "Солнечный

замок" предназначена для работы с детьми младшего дошкольного возраста

(3 - 4 лет), среднего дошкольного возраста (4 - 5), старшего дошкольного

возраста (5 -6 лет), может применяться при работе с младшими школьника-

ми.

Результаты деятельности ребенка представлены в программе как зву-

ковое и визуальное действие. Объективная оценка деятельности осуществля-

ется в устной форме, если задание выполнено верно, или звуковой коммента-

рий указывает на неправильное выполнение задания. По усмотрению логопе-

да события могут озвучиваться голосовыми сообщениями (молодец, пра-

вильно, попробуй еще) или же звуковыми эффектами (фанфары, детский

смех).

Компьютерная программа "Солнечный замок" предназначена для ис-

пользования на индивидуальных и подгрупповых занятиях.

Компьютерная программа «Дэльфа-141» помимо упражнений на кор-

рекцию произношения включает в себя модуль подготовки детей к пользова-

нию компьютером, изучение клавиатуры, микрофона и мыши, а также уп-

ражнения на дифференциацию в письменной речи парных глухих и звонких

согласных. Упражнение для овладения манипулятором-мышью, где изобра-

женные на экране домашние животные обладали своим голосом, нашли при-

менение в качестве дополнительного средства в работе по развитию остаточ-

ного слуха, звуковой дифференциации, соотнесению звука и слова.

Обновленный компьютерный тренажер (Дэльфа-142 (О.Е. Грибова))

включает упражнения, направленные на коррекцию и совершенствование

всех сторон речи дошкольника. Он помогает сформировать языковой навык в

ходе достаточно большого количества упражнений, при этом у ребенка со-

храняется устойчивый интерес к их выполнению. Тренажер – это игра. В

тренажере заложено несколько уровней сложности выполнения одного зада-

ния, что позволяет последовательно формировать навык на более сложном

материале и создает предпосылки для его автоматизации. Тренажер – это

экономия сил и времени педагога. Отпадает необходимость в разработке и

оформлении многочисленных карточек, перфокарт и другого дидактического

материала.

244

Таким образом, применение компьютерных технологий в процессе

коррекции недоразвития речи у детей дошкольного возраста позволяет соче-

тать коррекционные и учебно-развивающие задачи логопедического воздей-

ствия, учитывать закономерности и особенности психического развития до-

школьников. Оптимальному решению данных задач способствуют специали-

зированные компьютерные игры, такие как: «Игры для Тигры», «Солнечный

замок», логопедический тренажёр «Дэльфа – 141», и др..

Современные технические устройства, позволяют проектировать прин-

ципиально новые педагогические технологии, способствующие активизации

и эффективному функционированию компенсаторных механизмов в целях

коррекции различных нарушений речи.


1. Беспалько В. П. Образование и обучение с участием компьютеров (педа-

гогика третьего тысячелетия)// - Москва - Воронеж, Изд-во Моск. псих.-

пед. ин-та; Изд-во: НПО «Модэк», 2002.

2. Белобородова Е.Г., Горвиц Ю.М., Любимова М.М. Использование ком-

пьютерных игр «Кид/Малыш» для коррекции и развития речи у детей

младшего возраста// М.: МИФИ, 1999.-с.186-187.

3. Выгодский Л.С. Развитие высших психических функций. М., 1960

4. Волкова Л.С. Логопедия. М., 2004

5. Грибова О.Е. Методика работы с тренажером Дэльфа-142. М.

6. Давыдов Н.А. Педагогика -М: ИЭП, 1997, -134с.

7. Кукушкина О. И. Компьютер в специальном обучении. Проблемы, поис-

ки, подходы //Дефектология. 1994. - № 5.

8. Машбиц Е. И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации

обучения. - М.: Педагогика. 1988. - 191 с.

9. Репина 3. А., Лизунова Л. Р. Компьютерные средства обучения: пробле-

мы разработки и внедрения //Вопросы гуманитарных наук. 2004, № 5 (14),

стр. 283-285.

10. Репина 3. А., Лизунова Л. Р. Новые информационные технологии: спе-

циализированная компьютерная логопедическая программа «Игры для

Тигры» // Вопросы гуманитарных наук, 2004, № 5 (14), с. 285 287.

11. Создание эффективных программных, информационных и методических

средств для поддержки учебного процесса в различных предметных об-

ластях: Отчет о НИР // HИИBO рук. Сазонов, 1996 г. 104 с.

12. Уваров А.Ю Компьютерная коммуникация в учебном процессе // Педаго-

гическая информатика, 1993, № 1.

245

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ НА УРОКАХ МАТЕМАТИКИ В

НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Рябовол Т.А.

МБОУ БГО МОУ СОШ № 4

«Важнейшая задача современной школы - нау-

чить человека жить в информационном мире»

Семенов А.Л

В настоящее время происходит активное внедрение новейших инфор-

мационных компьютерных технологий в различные сферы деятельности че-

ловека. Время диктует новый подход к изучению всех школьных дисциплин,

в том числе и такого предмета, как математика. Роль математики как

учебного предмета чрезвычайно велика в плане формирования

мировоззрения и творческого мышления учащихся. Знания, которые

формируются при изучении данной дисциплины в школе, должны быть

максимально приближены к реальной жизни. Использование информацион-

ных компьютерных технологий в процессе преподавания математики в на-

чальной школе даёт возможность учителю сочетать все средства, способст-

вующие более глубокому и осознанному усвоению материала во время уро-

ка, насыщает его информацией. К.Д. Ушинский когда-то сказал, что знания

будут тем прочнее и полнее, чем большим количеством чувств они воспри-

нимаются. Поскольку наглядно-образные компоненты мышления играют

важную роль в жизни человека, то использование их в изучении материала с

использованием ИКТ повышают эффективность обучения.

Формы и методы использования ИКТ на уроках математики, зависят,

на мой взгляд, от содержания урока и цели, которые ставит учитель перед

собой и учениками. Наиболее эффективные приемы, которые используются

мною на уроках математики в начальной школе:

при изучении нового материала – позволяет иллюстрировать тему

разнообразными наглядными средствами;

при проведении устного счета – даёт возможность оперативно пред-

ставлять задания и корректировать результаты их выполнения;

при проверке фронтальных самостоятельных работ – обеспечивает

быстрый контроль результатов;

при решении задач обучающего характера – помогает выполнить ри-

сунок, составить план работы, контролировать промежуточный и оконча-

тельный результаты работы по плану.

Существуют различные виды уроков с применением ИКТ:

урок-лекция;

урок постановки и решения задачи;

урок введения нового материала;

интегрированные уроки и т.д.

Считаю, что наиболее эффективно ИКТ на уроках математики приме-

няют при мотивации введения нового понятия; демонстрации; моделирова-

ние; отработке определенных навыков и умений; контроле знаний.

246

Таким образом, использование ИКТ на уроках математики в начальной

школе позволяет:

сокращать время при выработке технических навыков учащихся;

увеличивать количество тренировочных заданий;

достигать оптимальный темп работы ученика;

повышать мотивацию учебной деятельности.

По моим наблюдениям: использование ИКТ повышает работоспособ-

ность, активность учащихся на уроке, те повышают познавательную мотива-

цию (личностные УУД). Применение ИКТ позволяет сделать процесс обуче-

ния гибким, эффективным, динамичным, формировать все УУД в комплексе

на каждом уроке.

Использование ИКТ на уроках математики в начальной школе показа-

ло, что обучающиеся более активно принимают участие в уроке, меняется их

отношение к работе даже у самых проблемных учеников. Учителю необхо-

димо в первую очередь освоит возможности ИКТ, тщательно подготовить

содержание урока и планировать работу учеников на каждом этапе. Время на

подготовку учителя к уроку с использованием ИКТ, конечно, увеличивается

на первом этапе. Но постепенное накапливание опыта и методической базы

значительно облегчает подготовку уроков. Однако, нельзя сказать наверняка,

что результаты обучающихся значительно повысятся благодаря использова-

нию ИКТ, но они будут больше интересоваться тем, что происходит на уро-

ке, будут активнее работать и быстрее запоминать материал. Важно пони-

мать, что использование ИКТ не решит всех проблем моментально. Однако

ученик постепенно входит в реальный мир взрослых и производственную

деятельность современного человека. А учитель стоит перед выбором – идти

в ногу со временем и учить по-современному, с использованием ИКТ или ос-

таться в стороне и уйти из профессии. Использование ИКТ – реальность со-

временного урока.


1. Селевко Г.К. Современные педагогические технологии: Учебное пособие.

М.: Народное образование, 1998, 256 с.

2. Матрос Д. Ш. Внедрение информационных и коммуникативных техноло-

гий в школу//Информатика и образование, 2000. – №8. – С. 9-12.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОГРАММЫ

POWER POINT НА УРОКАХ РУССКОГО ЯЗЫКА И ЛИТЕРАТУРЫ

Савчук Л.П.

МКОУ Аннинская СОШ № 6

В современных условиях главной задачей образования является не

только получение учениками определенной суммы знаний, но и формирова-

ние у них умений и навыков самостоятельного приобретения знаний. Мой

опыт работы показал, что у учащихся, активно работающих с компьютером,

формируется более высокий уровень самообразования, навыков, умений ори-

247

ентироваться в бурном потоке информаций, умение выделять главное, обоб-

щать и делать выводы. Поэтому очень важна роль учителя в раскрытии воз-

можностей новых компьютерных технологий. Информационно-

компьютерное обучение требует от учителя не только хороших знаний, но и

высокого методического уровня.

Одним из инструментов ИКТ на уроках русского языка и литературы

является программа Power Point, которую использую я и мои ученики. Про-

грамма Power Point – информационная поддержка при подготовке к урокам,

потому что в создании презентаций участвуют и учитель, и дети. Так чем же

эта программа интересна и в чем ее преимущество?

Учителю презентация позволяет иллюстрировать свой рассказ, обу-

чающим – подготовить доклад или реферат с интересными красочными

слайдами. Сначала учащиеся с большим интересом воспринимали это в силу

зрелищности. Со временем появилась система в этих разработках. Сначала

биография писателя, затем слайды, помогающие анализировать произведе-

ние, план анализа эпизодов или образов героев, контрольно-измерительные

материалы: вопросы для самостоятельных и зачетных работ; тесты, темы для

творческих работ. Программа Power Point позволяет не перегружать зритель-

ное пространство, фиксируя внимание на изучаемом объекте, «заставляет»

учащегося самостоятельно добывать знания. Для подготовки презентации

ученик должен провести огромную исследовательскую работу, использовать

большое количество источников информации, а такая работа позволяет из-

бежать шаблонов и превратить каждую презентацию в продукт индивиду-

ального творчества. Затем в процессе демонстрации презентации ученики

приобретают опыт публичных выступлений, который, безусловно, пригодит-

ся в их дальнейшей жизни. И еще не менее важное при работе с программой

Power Point: включается элемент соревнования, что позволяет повысить са-

мооценку учащегося, потому что сейчас умение работать с компьютером яв-

ляется одним из элементов современной молодежной культуры.

Презентацию эффективно использую на различных этапах урока, пото-

му что зрительное восприятие позволяет быстрее и глубже воспринимать из-

лагаемый материал. При объяснении нового материала создание слайдов дает

возможность использовать анимацию, которая поможет поэтапно излагать

учебный материал. Выделение объектов, передвижение их акцентирует вни-

мание учащихся на главном в изучаемом материале. А это обеспечивает не

только активную степень восприятия материала учеником, но и результатив-

ность в освоении любой темы любого предмета. Равнодушных учеников, при

такой подаче материала, в классе не останется. На уроках литературы, чтобы

усилить эффект, сопровождаю свои объяснения музыкой, соответствующей

тому времени, эпохе или стилю излагаемого материала. Все это помогает

ученику на уровне подсознания активизировать восприятие информации.

При закреплении знаний, используя программу Power Point, организую

на уроке групповую деятельность учащихся, совместное творчество по соз-

данию слайдов. Все это создает на уроке благоприятный психологический

климат, делает урок интересным и нестандартным.

248

Таким образом, используя программу Power Point, я убедилась в том,

что она открывает широкие возможности, так как проста в использовании,

почти не требует специальных навыков, но позволяет создавать в ней не

только иллюстративный ряд, но и интерактивные игры, тесты и даже мульт-

фильмы. Дети могут делать в этой программе доклады, виртуальные экскур-

сии, использовать для защиты проектов. Таким образом, для системы образо-

вания использование этой программы имеет множество преимуществ.


1. Компьютерные презентации: от риторики до слайд-шоу.// Т. М. Елизаве-

тина. – М.: Издательство: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2007.

2. Мануйлов В. Г. Мультимедийные компоненты презентаций Power Point

XP, Информатика и образование № 12 – 2004, №1, №2, №5 – 2005.

3. Селевко Г.К Педагогические технологии на основе информационно-

коммуникационных средств. – М.,2005. – с.100-116.

ПРИМЕНЕНИЕ ИКТ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ГОСУДАРСТВЕННОЙ

(ИТОГОВОЙ) АТТЕСТАЦИИ ПО РУССКОМУ ЯЗЫКУ

ВЫПУСКНИКОВ 9 КЛАССА

Санникова А.И.


Современный урок невозможно представить без использования ИКТ.

Организация урока с помощью ИКТ дает возможность решать актуальные

задачи современного образования, в том числе вопросы подготовки учащих-

ся к ГИА. Активное использование ИКТ на уроках русского языка позволяет

индивидуализировать процесс подготовки, систематизировать и обобщать

полученные предметные ЗУН учащихся, мотивировать выпускников на ус-

пешное освоение учебного материала и психологически подготовить их к ус-

пешной сдаче ГИА.

В процессе подготовки учащихся к ГИА хорошо зарекомендовала себя

следующая методика работы по темам подготовки:

диагностика уровня владения ЗУН;

актуализация, систематизация и обобщение знаний по теме;

отработка практических навыков, формирование умений и навыков

при наличии пробелов в знаниях и умениях;

корректировка умений и навыков;

контроль готовности к выполнению экзаменационных заданий.

Подготовку учеников к ГИА провожу планово. Все части экзаменаци-

онной работы отрабатываются в том порядке, в котором они представлены в

КИМах.

В форме презентации была показана вся технология написания изло-

жения, в которой содержалась информация для обучащихся, необходимая

для данного вида работы: наличие трех микротем, способы компрессии, объ-

ем изложения, критерии оценивания. Далее на текстах, выведенных на экран,

249

отрабатываются способы сжатия. Учащиеся могут увидеть, как нужно ис-

пользовать эти способы. Затем работа над сжатым изложением проводится на

тренажерах, а потом самостоятельно с обязательным анализом ошибок.

Вторая часть экзаменационной работы – тестовые задания. На повторе-

ние теоретического материала, необходимого для выполнения каждого тес-

тового задания, уходит 10-15 минут. Для этого с помощью компьютера, вы-

вожу теоретический материал на экран проектора, остальное время уделяю

отработке этого материала. Таким образом, базовый уровень получает весь

класс, затем перехожу к дифференцированному обучению. Для этого исполь-

зую дополнительный дидактический материал из КИМов, проектирую на эк-

ран задания по каждой теме, аналогичные тем, которые представлены в де-

моверсии ГИА. Затем учащиеся самостоятельно проверяют правильность

выполнения, а над теми заданиями, с которыми они не смогли справиться,

работаем всем классом. Среди источников информации следует отметить

сеть Интернет, рекомендую учащимся сайты, где собран теоретический ма-

териал, а также сайты, где ученики могут самостоятельно проверить уровень

своей подготовки в режиме онлайн.

Презентация, содержащая материал по технологии написания экзаме-

национного сочинения – рассуждения на лингвистическую тему, представля-

ет собой пошаговую инструкцию по написанию этого вида экзаменационного

испытания. С помощью возможностей презентации - переключателей, триг-

геров, гиперссылок - показываю, что сочинения не надо бояться, что этот вид

работы вполне по силам. Это своего рода психологическая подготовка к эк-

замену, потому что выпускники больше всего боятся этого вида работы.

ИКТ являются исключительно плодотворной образовательной техноло-

гией благодаря присущим ей качествам интерактивности, гибкости и инте-

грации различных типов мультимедийной учебной информации, возможно-

сти учитывать индивидуальные особенности учащихся.

Использование ИКТ при подготовке к ГИА дает учащимся:

повышение мотивации и познавательной активности за счет разно-

образия форм работы;

возможность включения игрового момента, что позволяет получать

удовольствие от увлекательного процесса познания;

получение объективных результатов с указанием ошибоксразу после

выполнения задания.

Средств ИКТ для помощи в подготовке выпускников к итоговой атте-

стации много. Остается лишь один момент – положительная мотивация уча-

щихся на данную подготовку. Дети относятся к компьютеру с интересом, по-

этому он помогает создать подлинно познавательную мотивацию, без кото-

рой невозможно подготовить учащихся к итоговой аттестации.


1. Беспалько В.П. Образование и обучение с участием компьютеров (педаго-

гика третьего тысячелетия). – М.: Воронеж: Издательство НПО

«МОДЭК», 2002.

250

2. Окопелов О.П. «Процесс обучения в виртуальном образовательном про-

странстве». // Информатика и образование. – 2001. – №3

3. Сайт «Сеть творческих учителей» (электронный ресурс) - http:// school

collection.edu.ru/

4. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии// Москва, «На-

родное образование». - 1998. с.114 -119.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПУЛА СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

СЕРВЕРНЫХ СТРАНИЦ JAVA К БАЗЕ ДАННЫХ

Сергеева М.Ю.

Балашовский институт

Саратовского государственного университета им. Н.Г.Чернышевского

Обычная реализация интерфейса DataSource устанавливает только

одно соединение с источником данных, которое осуществляет подключение к

базе данных с помощью объекта, реализующего интерфейс Connection.

Когда этот объект выполняет свой метод close() или приложение заверша-

ет работу, соединение с источником данных разрывается. Даже при среднем

масштабе веб-приложение содержит достаточное количество страниц, каж-

дая из которых должна устанавливать физическое соединение с базой дан-

ных, что приводит к неоправданным накладным расходам.

Решением описанной проблемы может быть, например, использование

контроллера подключений. Альтернативным вариантом является реализация

Database Connection Pool (dbcp) — пула соединений. Он подразумевает, что в

нашем распоряжении имеется некоторый набор («пул») соединений к базе

данных. Когда новая страница запрашивает доступ к БД, ее выдаётся уже от-

крытое соединение из этого пула. Если все открытые соединения уже заняты,

создаётся новое. Как только страница освобождает одно из уже существую-

щих соединений, оно становится доступно для других страниц. Если соеди-

нение долго не используется, оно закрывается.

Базаданных

Страница 2

Страница 1

Страница n

...

Пулсоединений

Рис. 1. Пул соединений

В Java имеется стандартизированная концепция пула соединений в

JDBC. Дополнительные интерфейсы и все основные серверы приложений

имеют реализации этих интерфейсов.

Как правило, настраивается пул соединений в конфигурационных фа-

лах сервера приложений, и доступ к нему осуществляется через Java Naming

251

и Directory Interface (JNDI). Используя класс контекста InitialContext,

компонент приложения может найти нужный ресурс. Класс контекста

InitialContext предоставляет доступ к окружению идентификации при-

ложения. Следующий код показывает, как можно использовать пул соедине-

ний из JSP-страниц, развернутых в веб-сервере или сервере приложений

J2EE (таблица 1).

Таблица 1. Доступ к пулу соединений из JSP-страницы

<%

InitialContext ctx = new InitialContext();

DataSource ds =

(DataSource)ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/myTest");

%>

Текст java:comp/env в составе параметра задает, что метод

lookup должен осуществлять поиск ресурса в записях окружения компо-

нента приложения (т.е. в списке имен ресурсов, задаваемых при развертыва-

нии). Текст jdbc/myTest задает, что ресурс представляет собой источник

данных JDBC под именем myTest.

Интерфейс DataSource предоставляет возможность получения со-

единения с базой данных, абстрагируясь от местоположения сервера СУБД и

типа драйвера конкретного производителя. Объекты, реализующие

DataSource, используются для получения физического соединения с базой

данных и являются альтернативой DriverManager. При этом нет необхо-

димости регистрировать драйвер. Необходимо только установить соответст-

вующие параметры для установки соединения и выполнить метод

getConnection() (см. таблицу 2). При создании объекта типа

DataSource локально (прямо в приложении) параметры соединения зада-

ются соответствующими методами, предусмотренными поставщиком драй-

вера. Таблица 2. Установка соединения через пул

Connection conn = null;

conn = ds.getConnection();

Поскольку подобный подход наиболее полезен в случае enterprise- и

веб-приложений, вполне логично, что такой популярный контейнер сервле-

тов, как Apache Tomcat предоставляет собственное решение для создания

dbcp. Чтобы реализовать поддержку пула соединений в своём приложении,

нужно пройти через несколько этапов.

Во-первых, нужно объявить новый ресурс в контексте приложения —

файл context.xml. Таблица 3. Настройка ресурса в файле context.xml

<Context antiJARLocking="true" path="/Pool2"> <Resource name="jdbc/myTest" auth="Container" type="javax.sql.DataSource"

252

maxActive="4" maxIdle="2" username="root" maxWait="5000" driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver" password="montana" url="jdbc:mysql://localhost:3306/test"/> </Context>

Теперь нужно добавить ссылку на этот ресурс в web.xml.

Таблица 4. Настройка ресурса в файле web.xml

<resource-ref> <res-ref-name>jdbc/myTest</res-ref-name> <res-type>javax.sql.DataSource</res-type> <res-auth>Container</res-auth> <res-sharing-scope>Shareable</res-sharing-scope> </resource-ref>

После этих настроек пул соединений становится доступным для под-

ключения JSP-страниц к базе данных.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И

КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ

ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОГО ИСКУССТВА

Сидорова Л.Н.


Урок изобразительного искусства по своей специфике отличается от

ряда предметов, преподаваемых в школе. Это урок, который учит ребенка

смотреть и видеть свое окружение, понимать красоту природы, знакомиться с

традициями народа и культурными ценностями. Это урок творчества, фанта-

зий и вдохновения, на котором дети учатся говорить на языке искусства.

Чтобы ребенок на уроке смог почувствовать себя маленьким гением, испы-

тать чувство гордости за выполненную работу, доставить себе радость и уди-

вить окружающих,ему, прежде всего, необходим определенный эмоциональ-

ный заряд, который подтолкнет его к творческим открытиям и свершениям,

который заставит его выполнять задание не по принуждению, а с большим

удовольствием и желанием. Поэтому для создания творческой атмосферы на

каждом своем уроке изобразительного искусства стараюсь широкоиспользо-

вать информационные средстваобучения, позволяющие обеспечить урок не-

обходимымнабором наглядностей, познавательным материалом и эффектами

для эмоционального настроя ребенка.

Наглядность – одна из специфических особенностейизобразительного

искусства как учебного предмета. Считаю, что нельзя провести беседы по

искусству, рассказать детям о народных умельцах и их мастерстве, не опира-

253

ясь на зрительный ряд. Информационные технологии и Интернет позволя-

ютмнеорганизовывать виртуальные посещения музеев, где дети могут уви-

деть мировые шедевры, познакомиться с творениями мастеров, которые ос-

тавили для нас свое наследие как образец высочайшего мастерства в области

изобразительного искусства. Народные промыслы и русские традиции стано-

вятся ближе и понятнее современным детям, когда знакомлю их с видеомате-

риалами, презентациями по данной тематике.

Полноценное эстетическое воспитание невозможно только на основе

пассивного ознакомления с произведениями искусства. Современные ком-

пьютерные технологии позволяют ребенку побыть в роли художника, дизай-

нера, архитектора, не требуя материалов, которые детям порой недоступ-

ны.Ученикиактивно включаются в созидательную деятельность. По своей

природе маленькие дети любят рисовать, но, к сожалению, взросление не

всегда благотворно влияет на творческую активность учащихся. Дети стано-

вятся наиболее самокритичными, они боятся ошибиться и не справиться с

поставленной задачей. Поэтому в такие моменты важен эмоциональный на-

строй и поддержка. Учащиеся должны комфортно чувствовать себя на уроке

и не оставаться один на один с поставленной задачей. Им важно не только

знать этапы выполнения творческой работы, но и почерпнуть вдохновение в

результате просмотра фотографий, рисунков, различных экспозиций по дан-

ной тематике. Дети загораются желанием создать что-то подобное, забывая

про неуверенность и скованность в выборе творческих решений, когда видят

перед собой в качестве образца работы мастеров своего дела. Мне только ос-

тается подхватить и одобрить возникшие идеи и с помощью музыкального

оформления поддержать их творческий настрой.

Применять компьютер на уроках изобразительного искусства может не

только учитель, но и ученики. Дети проводят исследовательские работы, раз-

рабатывают проекты, в ходе проведения работы они самостоятельно находят

материалы в поддержку своих собственных идей и исследований, а затем с

помощью ярких презентаций вовлекают в процесс споров и обсуждений сво-

их одноклассников. Учащиеся девятых классов, обрабатывая материалы фо-

тосъемок, пользуются программами «Photoshop»и «MovieMaker».Выполняя

такие виды работ, дети показывают высокий уровень самостоятельности, ак-

тивности и заинтересованности в выполнении творческих заданий.

Преимущества в использовании компьютерных технологий на уроках

ИЗО очевидны, так как любая тема может сопровождаться:

подбором видеофрагментов, презентаций, картин и фотографий;

демонстрацией графических материалов;

«посещением» крупнейших музеев мира;

погружением в пространство и время;

использованием музыкального оформления.

Таким образом, применяя компьютерные технологиина уроках изобра-

зительного искусства, мне удаетсясделать урок насыщенным, интересным и

комфортным для детей.

254


1. Новиков С.П. Применение новых информационных технологий в образо-

вательном процессе. Педагогика. – 2003. – №9.

2. Полат Е.С.Новые педагогические и информационные технологии в систе-

ме школьного образования. – М., АСНДЕМА, 2001.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА» ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ

«ТЕХНОЛОГИЯ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО»

(В ПОРЯДКЕ ОБСУЖДЕНИЯ)

Стариков В.Н.

Мичуринский государственный аграрный университет

Введение

Ниже предлагается для обсуждения фрагмент рабочей программы спе-

циальной дисциплины «Теория и практика научного эксперимента» для сту-

дентов специальности «Технология и предпринимательство».

Материалы и методы

Задачи дисциплины: Формировать целостное представление об ос-

новных этапах становления современной теории и практики научного экспе-

римента и их структуре, об основных категориях, понятиях и методах, о роли

и месте научного эксперимента в профессиональной подготовке учителя, го-

товность будущего учителя к эффективному преподаванию в школе, форми-

ровать у студентов устойчивые навыки в использовании прикладных про-

грамм и др.

Объем дисциплины и виды учебной работы: Лекции - 30 ч. Лабора-

торно-практические занятия - 30 ч. Самостоятельная работа - 60 ч.

Лекции. 30 часов

Лекция 1. Предмет и основные понятия технометрики. Дидактиче-

ские единицы. Цель, методы и задачи технометрики. Место технометрики

среди других наук. Технометрика, биометрия, социометрия, эксперименталь-

ная социология, наукометрия, психометрия, хемометрия, эконометрика, ква-

лиметрия..

Лекция 2. Методология науки и техники. Дидактические единицы.

Основные понятия и определения. Основные признаки эмпирического уров-

ня познания. Структура эмпирического исследования. Теория научного экс-

периментирования. Практика научного экспериментирования. Оформление и

оценка результатов выполненного научного эксперимента. Эргономика на-

учных экспериментальных работ.

Лекция 3. Научный метод. Дидактические единицы. Теории и гипотезы.

Типы экспериментальных гипотез по Р. Готтсданкеру: основная гипотеза;

контргипотеза; конкурирующая экспериментальная гипотеза; точная экспе-

риментальная гипотеза; экспериментальная гипотеза о максимальной (или

255

минимальной) величине; экспериментальная гипотеза об абсолютных и про-

порциональных отношениях – точное предположение о характере постепен-

ного (количественного) изменения зависимой переменной с постепенным

(количественным) изменением независимой (проверяется в многоуровневом

эксперименте); экспериментальная гипотеза с одним отношением; комбини-

рованная экспериментальная гипотеза.

Научные законы. Абсолютные и относительные. Детерминированные и

статистические. Научное моделирование. Эмпирический научный метод.

Эксперименты. Научные исследования. Наблюдения. Измерения. Истина и

предубеждение. Фальсификации. Критерий Поппера для фальсифицируемых

теорий. Знание и неявное знание.

Лекция 4. Методы научного познания и физическая картина мира. Ди-

дактические единицы. Роль эксперимента и теории в процессе познания

природы. Погрешность (ошибки) измерения. Гауссова теория ошибок. Роль

математики в физических исследованиях. Предсказания значений величин по

результатам экспериментов. Модели объектов и явлений. Гипотезы и их экс-

периментальная проверка. Границы применимости законов. Принцип при-

чинности. Физическая картина мира. Принцип соответствия. Виды теорий.

Содержательная теория. Адекватность эксперименту. Несодержательная тео-

рия. Количественная подгонка (аппроксимация) теоретической кривой под

экспериментальные значения. Интерполяция и экстраполяция. Виды интер-

поляции.

Лекция 5. Этапы проведения и оформления научных исследований.

Дидактические единицы. Обоснование актуальности выбранной темы.

Планирование эксперимента. Этапы планирования эксперимента. Установ-

ление цели эксперимента. Уточнение условий проведения эксперимента. Вы-

явление и выбор входных и выходных параметров. Установление требуемой

точности результатов измерений. Составление плана и проведение экспери-

мента. Статистическая обработка результатов эксперимента. Объяснение по-

лученных результатов.

Лекция 6. Методы научного познания. Дидактические единицы. Де-

дуктивный и индуктивный методы умозаключения. Выбор методов, проверка

гипотезы исследования, формулировка выводов. Использование современ-

ных информационных технологий при поиске в изучении литературных ис-

точников и обработке результатов. Методы научного познания: сравнение —

выделение общих и частных черт у объектов; анализ — мысленное разделе-

ние целого на части; синтез — объединение частей в целое; обобщение —

выявление общих признаков, свойств; абстрагирование — выделение суще-

ственных признаков, важных в данных условиях, и отвлечение от несущест-

венных, второстепенных; индукция - переход от частного к общему; дедук-

ция от общего частного; аналогия; моделирование: исторический метод, ло-

гический метод, классификация.

Лекция 7. Особенности психолого-педагогических, химических и дру-

гих экспериментов. Дидактические единицы. Виды экспериментов: идеаль-

ный (безупречный), реальный, лабораторный, промышленный, полевой, по-

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D1%8B%D0%B1%D0%BE%D1%80

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80_%28%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D0%BA%D0%B0%29

256

исковый, факторный. Особенности экспериментов: валидность (validity), ве-

рификация, воспроизводимость, повторяемость, детерминированный харак-

тер эксперимента, случайный характер эксперимента, статический и динами-

ческий. Ошибки эксперимента: систематические ошибки, случайные ошибки,

грубые ошибки – промахи.

Лекция 8. Особенности вычислительных экспериментов. Дидактиче-

ские единицы. Вычислительный эксперимент - это эксперимент над матема-

тической моделью объекта на ЭВМ, который состоит в том, что по одним па-

раметрам модели вычисляются другие её параметры и на этой основе дела-

ются выводы о свойствах явления, описываемого математической моделью.

Основные этапы вычислительного эксперимента. Проведение на-

турного эксперимента. Построение первой математической модели. Выбор и

применение численного метода для нахождения решения. Обработка резуль-

татов вычислений. Сравнение с результатами натурного эксперимента. При-

нятие решения о продолжении натурных экспериментов. Продолжение на-

турного эксперимента для получения данных, необходимых для уточнения

модели. Накопление экспериментальных данных. Построение новой матема-

тической модели. Преобразование математической модели. Планирование

вычислительного эксперимента.. Построение программной реализации мате-

матической модели. Отладка и тестирование программной реализации. Про-

ведение вычислительного эксперимента. Документирование эксперимента.

Принятие решения о продолжении натурных экспериментов.

Лекция 9. Сферы применения вычислительного эксперимента и мате-

матического моделирования. Дидактические единицы. Энергетическая

проблема. Космическая и авиационная техника. Технологические процессы.

Экологические проблемы и метеорология. Гео- и астрофизические явления.

Химия (расчёт химических реакций, определение их констант, исследование

химических процессов на макро- и микроуровне для интенсификации хими-

ческой технологии). Биология (генетика, морфогенез, новые методы биотех-

нологии). Теоретическая физика. Результаты расчёта последствий ядерного

конфликта.

Лекция 10. Погрешности измерений и вычислений. Введение в метро-

логию. Дидактические единицы. Абсолютная и относительная погрешности

измерений и вычислений. Предельные абсолютная и относительная погреш-

ности измерений и вычислений. Основные теоремы для них. Нижняя и верх-

няя границы истинной величины и их связь с погрешностями. Правила ок-

ругления. Измерения. Выбор метода измерений. Выбор средств измерений и

вспомогательных устройств. Подготовка к измерениям и опробование

средств измерений. Контроль условий выполнения измерений. Измерения с

однократными и многократными наблюдениями. Учет систематических по-

грешностей и способы их уменьшения. Учет случайных погрешностей. Не-

исключенные остатки систематических погрешностей (НСП). Методы (прие-

мы) для уменьшения (исключения) НСП в ходе выполнения измерений: Ме-

тод замещения. Метод противопоставления. Метод компенсации погрешно-

257

сти по знаку. Метод рандомизации (перевода систематической погрешности

в случайную). Метод симметричных наблюдений.

Лекция 11. Корреляционный и регрессионный анализы. Дидактиче-

ские единицы. Парная корреляция, r-критерий Фишера для проверки гипо-

тезы существенного отличия корреляции от нуля. Множественная корреля-

ция. Частные корреляции. Коэффициент детерминации. Корреляционная

матрица. Корреляционный анализ.

Лекция 12. Однофакторный дисперсионный анализ: Модели I и II. Ди-

дактические единицы. Сбалансированный и несбалансированный планы

эксперимента. Случайная ошибка эксперимента. Модель с фиксированными

эффектами, или модель I. Модель не с фиксированными эффектами или мо-

дель II. общая или полная сумма квадратов. Сумма квадратов между группа-

ми. Сумма квадратов внутри групп. Число степеней свободы. Критерий зна-

чимости F. Множественные сравнения. Множественный t-критерий. Матрица

множественных сравнений. Ранговый U-критерий Вилкоксона в дисперсион-

ном анализе. Ранговый критерий Фридмана в дисперсионном анализе.

Лекции 13. Двухфакторный дисперсионный анализ. Дидактические

единицы. Независимость факторов. Схема двухфакторного дисперсионного

анализа.

Лекция 14. Полный факторный эксперимент (ПФЭ). Дидактические

единицы. Предварительные сведения. Оценка параметров системы. Матрица

эксперимента. Решение системы. Возврат к ненормированным факторам.

Полный факторный эксперимент. Матрица ПФЭ в общем виде. Свойства

матрицы ПФЭ. Вычисление коэффициентов линейной модели. Преобразова-

ние естественных факторов в нормированные и обратно.

Лекция 15. Математическая модель. Дидактические единицы. Опре-

деления. Классификация моделей. Формальная классификация моделей.

Классификация по способу представления объекта. Содержательные и фор-

мальные модели. Содержательная классификация моделей. Виды моделей: 1.

Гипотеза. 2. Феноменологическая модель. 3. Приближение. 4. Упрощение. 5.

Эвристическая модель. 6. Аналогия. 7. Мысленный эксперимент. 8. Демонст-

рация возможности. Прямая и обратная задачи математического моделирова-

ния. Компьютерные системы моделирования.

Лабораторно-практические занятия. 30 часов.

Числовые расчеты выполняются в Excel с использованием готовых

данных реальных экспериментов.

Занятие 1. Виды признаков и их измерений. Дидактические единицы.

Виды признаков (количественные и качественные) и причины их варьирова-

ния (изменчивости) и их измерений при регистрации. Формы учета. Качест-

венные и количественные признаки. Количественные признаки дискретные и

непрерывные. Точность измерений. Действия над приближенными числами.

Вариационный ряд. Ранжирование. Абсолютная, относительная и кумуля-

тивная (накопленная) частота признака и их теоретико-вероятностные анало-

ги. Гистограмма и полигон частот. Огива.

258

Занятие 2. Числовые характеристики варьирующих признаков. Ди-

дактические единицы. Совокупность и выборка. Виды отбора. Зависимость

свойств выборки от вида отбора (от способа ее получения). Виды выборок.

Математическое ожидание и ее оценка. Дисперсия и ее оценка (среднее квад-

ратическое отклонение). Поправка Бесселя и Щеппарда для оценки диспер-

сии. Ковариация и коэффициент корреляции. Коэффициент асимметрии и

эксцесса для распределения.

Занятие 3. Законы распределения. Дидактические единицы. Случай-

ные величины (дискретные и непрерывные случайные величины). Вероят-

ность значений случайной величины в заданных пределах. Функция распре-

деления случайной величины, Плотность распределения непрерывной слу-

чайной величины. Вероятность отдельного значения дискретной случайной

величин.

Примеры дискретных распределений: распределение Бернулли, бино-

миальное, Пуассона и др. Примеры непрерывных распределений: равномер-

ное, нормальное и другие.

Занятие 4. Выборочный метод и оценка генеральных параметров. Ди-

дактические единицы. Совокупность и выборка. Виды отбора. Зависимость

свойств выборки от вида отбора (от способа ее получения). Виды выборок.

Точечные и интервальные оценки генеральной средней и дисперсии нор-

мальной генеральной совокупности.

Занятие 5. Критерии достоверности оценок. Дидактические едини-

цы. Нулевая и альтернативная гипотезы. Параметрические t-критерий

Стьдента и F-критирий Фишера для нормальной совокупности. Q-критерий

Тьюки для нормальной совокупности. Проверка статистических гипотез (ти-

пы гипотез) Проверка гипотезы о равенстве средних с помощью t-критерия.

Проверка гипотезы о равенстве дисперсий с помощью F-критерия). Числовые

характеристики случайных величин (начальные и центральные моменты).

Математическое ожидание и дисперсия непрерывных и дискретных случай-

ных величин. Соотношение между первыми и вторыми центральными и на-

чальными моментами. Понятие параметров распределения.

Занятие 6. Непараметрические критерии о виде вероятностного рас-

пределения (критерии согласия. Дидактические единицы. Простая (непара-

метрическая) гипотеза о виде вероятностного распределения. Критерии для

проверки простой гипотезы: U- и T- критерии Уилкоксона. Критерии Колмо-

горова-Смирнова, критерий знаков, критерий 2 для простой (непараметри-

ческой) гипотезы.

Занятие 7. Параметрические критерии о виде вероятностного распре-

деления (критерии согласия). Дидактические единицы. Сложная (парамет-

рическая) гипотеза о виде вероятностного распределения. Критерий 2.

Ошибки 1-го и 2-го рода.

Занятие 8. Однофакторный дисперсионный анализ. Дидактические

единицы. Однофакторный дисперсионный анализ. Результативные призна-

ки. Регулируемые факторы. Градации. Принцип рандомизации. Случайный

отбор из нормально распределенной совокупности. Равночисленные (равно-

259

мерные) и неравночисленные (неравномерные) дисперсионные комплексы.

Схема однофакторного дисперсионного анализа. Q-критерий Тьюки. F-

критерий Фишера. Степени свободы. Общая дисперсия. Межгрупповая (фак-

торная) дисперсия. Внутригрупповая (остаточная) дисперсия. Метод Шеффе.

Ранговый U-критерий Вилкоксона в дисперсионном анализе. Ранговый кри-

терий Фридмана в дисперсионном анализе.

Занятие 9. Двухфакторный дисперсионный анализ. Дидактические

единицы. Независимость факторов. Схема двухфакторного дисперсионного

анализа.

Занятие 11. Корреляционный анализ. Дидактические единицы. Кова-

риация. Дисперсия. Парная корреляция, r-критерий Фишера для проверки

гипотезы существенного отличия корреляции от нуля. Множественная кор-

реляция. Частные корреляции. Коэффициент детерминации. Корреляционная

матрица. Корреляционный анализ.

Занятие 12. Регрессионный анализ. Дидактические единицы.

Линейная одномерная регрессия. Оценка параметров. Метод наимень-

ших квадратов. Метод наименьших квадратов. Нелинейная одномерная рег-

рессия. Подгонка экспериментальных кривых с помощью элементарных

функция. Линейная многомерная регрессия.

Занятие 13. Непараметрические показатели корреляции. Дидактиче-

ские единицы. Ранжирование. Ранги. Коэффициент ранговой корреляции

Кендалла. Коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Коэффициент кор-

реляции знаков Фехнера. Коэффициент множественной ранговой корреляции

(конкордации).

Занятие 14. Подгонка одновершинного частотного распределения с

помощью рядов Грамма-Шарлье и Эджворта. Дидактические единицы.

Оценка параметров: распределения: среднего, дисперсии, третьего и четвер-

того моментов. Вычисление первых членов рядов Грамма-Шарлье и Эджвор-

та. Сравнение с частотным распределением.

Занятие 15. Анализ таблиц сопряженности. Дидактические единицы.

Прямоугольные частотные таблицы сопряженности mn. Проверка независи-

мости признаков в таблице сопряженности по критерию 2.

Примечания.

1) Для независимых данных, сгруппированных в равноотстоящие

(xi-xi-1=const и yj-yj-1=const) классовые полуинтервалы [xi-1;xi) и [yj-1;yj) соот-

ветственно для признаков X и Y, введем их середины ix =(xi+xi-1)/2 и jy =(yj+yj-

1)/2 и частоты попадания в них объектов соответственно ri и sj. Тогда оценки

математических ожиданий Gx и Gy дисперсий 2

XGs и 2

YGs группированных

данных находят по формулам соответственно i

r

i

iG xrn

x

1

1 и j

s

j

jG ysn

y

1

1 и

12)(

1

1 222

1

2 xGi

r

i

ixG

hxnxr

ns

и 12

)(1

12

22

1

2 y

Gj

s

j

jyG

hynys

ns

. Здесь объем (раз-

260

мер) выборки равен n=

r

i

ir1

=

s

j

js1

, поправки Шеппарда на группировку соот-

ветственно равны 12

2

xh и

12

2

yh, типичные длины классовых полуинтервалов со-

ответственно равны xh =min(xi-xi-1) и yh =min(yj-yj-1), i=1,2,…r, j=1,2,…s. Здесь

Шеппарда количества классовых полуинтервалов соответственно равны r и s,

множители 1

1

n (вместо множителей

n

1) называются поправками Бесселя для

оценок дисперсий (при больших объемах выборок их можно не использо-

вать).

Таблица сопряженности признаков X и Y

Признаки

объекта: X

(строки),

Y(столбцы)

y1 … yj … ys Суммы

x1 n11 … n1j … n1s r1

… … … … … … …

xi ni1 … nij … nis ri

… … … … … … …

xr nr1 … nrj … nrs rr

Суммы s1 … sj … ss n

2) Для независимых несгруппированных данных в вышеприведен-

ных формулах формально полагают Gx = x и Gy = y , 22

xxG ss и 22

yyG ss , ii xx и

jj yy , нулевые поправки Шеппарда xh = yh =0, единичные частоты ri=sj=1 при

i=1,2,…n и j=1,2,…n, поэтому r=s=n.

3) Для зависимых данных, сгруппированных в так называемые кор-

реляционные решетки (в прямоугольные таблицы сопряженности) размера

rs аналогично введем равноотстоящие (xi-xi-1=const и yj-yj-1=const) классовые

полуинтервалы [xi-1;xi) и [yj-1;yj) соответственно для зависимых признаков X

(строки) и Y (столбцы), введем их середины ix =(xi+xi-1)/2 и jy =(yj+yj-1)/2 и

частоты попадания в них объектов соответственно ri (по i-ой строке) и sj (по

j-ому столбцу). Пусть на пресечении i-ой строки и j-го столбца стоит клетка с

частотой nij (см. табл. ниже) Тогда можно ввести коэффициент rxy парной

261

корреляции:

2/1

1

22

2/1

1

22

1 1

121

1

121

1

1

1

s

j

y

jj

r

i

xii

r

i

s

j

jiij

xy

hyys

n

hxxr

n

yyxxnn

r , причем -

1rxy1,

s

j

iji nr1

,

r

i

ijj ns1

, n=

r

i

s

j

ijn1 1

r

i

ir1

s

j

js1

,

r

i

iixrn

x1

1,

s

j

jj ysn

y1

1.

4) Для зависимых несгруппированных данных в выше приведенных

в п. 3 формулах формально полагают nij=0 при ij и nij= ni=1 при i=j, единич-

ные частоты ri=sj= ni =1, поэтому i=1,2,…n, j=1,2,…n и r=s=n. Смысл средних

x и y не меняется, ii xx и jj yy , нулевые поправки Шеппарда xh = yh =0,

единичные частоты ri=sj= ni=1 при i=1,2,…n и j=1,2,…n, поэтому r=s=n.

5) В статистике критерия

2 выделяют простую и сложную гипотезы.

Для сложной гипотезы для критерия 2 рассматривают значение статистики

X2=

r

i i

ii

np

npn

1

2

)ˆ(

)ˆ(

r

i i

i np

n

n 1

2

)ˆ(

1. При этом сравнивают экспериментальное

вероятностное распределение ni с теоретическим )ˆ(inp , где n – объем выбор-

ки, )ˆ(ip = )ˆ;()ˆ;( 1 ii xFxF есть теоретическая вероятность попадания значе-

ний признака X в i-ый классовый полуинтервал [xi-1;xi), i=1,2,…r. Здесь r –

общее число классовых полуинтервалов, )ˆ;( xF - функция теоретического

распределения признака X. В случае сложной гипотезы ̂ - q-мерный вектор

неизвестных и оцениваемых по выборке значений параметров этого распре-

деления (q – общее число оцениваемых параметров распределения), что

уменьшает число степеней свободы до значения r-q-1. В случае простой ги-

потезы ̂ - q-мерный вектор полностью известных значений параметров это-

го распределения, т. е. 0ˆˆ . Потому

)ˆ( 0ip = )ˆ;()ˆ;( 010 ii xFxF = )()( 1 ii xFxF = ip , что увеличивает число степеней

свободы до значения r-1.

6) В случае сгруппированных и несгруппированных данных они за-

носятся непосредственно в ячейки таблицы Excel в виде столбцов или строк

или импортируются в таблицу Excel из таблицы Word. При выполнении

262

нужных вычислений по вышеприведенным и другим формулам широко ис-

пользуются функции Excel, в частности функция суммирования строки или

столбца (функции «сумма» и «среднее»), например, как показано на фраг-

менте таблицы Excel выше.

Выводы

По нашему мнению, предложенная программа будет способствовать

росту профессионального уровня будущих специалистов. Однако практиче-

ские занятия лучше проводить не в Excel, а с помощью других известных

программ, например, Statistica, Maple, Mathematica, Mathcad, MATLAB,

VisSim. К сожалению, все эти программы платные.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ

В ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО

ДИСЦИПЛИНЕ «РУССКИЙ ЯЗЫК И КУЛЬТУРА РЕЧИ»

Степанова М.И.


Образовательный процесс в высшей школе неразрывно связан с ин-

формационными технологиями, по сути, ИКТ стали его неотъемлемой ча-

стью. Информационные технологии предоставляют неограниченную воз-

можность использования традиционных методов обучения, одновременно

делая их более гибкими и мобильными. В этой связи электронная образова-

тельная среда (ЭОС) вуза позволяет по-новому взглянуть на организацию са-

мостоятельной работы студентов.

Благодаря ЭОС преподаватель создает необходимые условия для ус-

пешного решения поставленных образовательных задач перед студентами,

определив цели обучения. Теперь в центре образовательного процесса нахо-

дится не преподаватель (он курирует деятельность студентов), а студенты,

которые получили возможность самостоятельно контролировать процесс

своего обучения: выбирать уровень сложности заданий, форму отчетности о

его выполнении и т.д. Из привлечения такого мощного ресурса, как ЭОС,

студенты извлекают колоссальные преимущества:

1. Обучение в режиме «онлайн», обучение вне зависимости от место-

положения студентов и преподавателя;

2. Возможность адаптации образовательного процесса под нужды ка-

ждого студента;

3. Предоставление вспомогательного материала по тематике, про-

граммного обеспечения, различных ресурсов, специализированных веб-

сайтов, глоссариев и т.д.;

4. Возможность проводить самооценку в сочетании с оцениванием

преподавателя.

Многогранность ЭОС проявляется в различных формах проверочных

работ: междисциплинарных проектах, тестовых заданиях, лингвистических

анализах текстов, решениях кейс-стади и т.д.

263

Ценностью тестовых задания является оперативная проверка качества

усвоения материала, не медленное исправление ошибок, высокая степень

объективности получаемых результатов. Электронное тестирование дает

возможность провести проверку знаний студентов с минимальными затрата-

ми времени, а также позволяет быстро и качественно обработать результаты

тестов.

ЭОС позволяет расширять не только базу тестовых заданий, но и ис-

пользовать разнообразные виды тестов. В ЭОС используются следующие ви-

ды тестовых заданий: тесты-тренажеры и контрольные тесты. К преимущест-

вам тестов-тренажеров в ЭОС относят: оценка уровня усвоения знаний сту-

дентов по разделам, постоянная отсылка к теоретическому материалу, отта-

чивание знаний и умений по выбранным темам.

Тесты-тренажеры позволяют использовать разного вида вопросы:

5. Вопросы открытого типа, где студент в качестве ответа вписывает

одно слово или словосочетание. Например: Произносительные правила уст-

ной речи регулируются (орфоэпическими) нормами.

6. Тестовые задания с альтернативными типами ответа предполагают

наличие двух вариантов ответа (да\нет). Этот вид заданий хорош для усвое-

ния теоретических положений (правил, определений и т.д.). Например: Троп -

это оборот речи, в котором слово или выражение употреблено в перенос-

ном значении (да/нет).

7. Для заданий с множественным выбором ответа характерна вариа-

тивность выбора ответа, т.е. правильных ответов может быть несколько. Этот

вид задания поможет выявить уровень усвоения студентами не столько тео-

ретические, сколько практические умения. Например: Укажите правильно

составленную предложно-падежную конструкцию:

абстрагироваться событиями

исследования рынка

подтверждение о заказе

план работы

8. Задания на соответствие, в которых необходимо восстановить смы-

словое единство элементов двух списков (слову или фразе из одного списка

найти пару из другого). Востребованность этого вида тестовых заданий об-

наруживается при контроле усвоения объемного учебного материала, и ком-

пактная форма задания позволяет отследить уровень усвоения материала.

Например: Соответствие каналов восприятия устной речи основным сред-

ствам передачи информации:

вербальный (1) изображение (3)

акустический (2) звук (2)

визуальный (3) слово(1)

Контрольные тесты являются проверочным материалом знаний студен-

тов. Контрольные тесты составляются на базе тестов-тренажеров и преду-

сматривают задания повышенной сложности.

Таким образом, использование ИКТ в организации самостоятельной

работы расширяют рамки самостоятельного обучения и оценивания, обуче-

264

ния в сотрудничестве пополняют формы проверки знаний студентов, а также

помогают оттачивать знания и умения по дисциплине «Русский язык и куль-

тура речи».

ОРГАНИЗАЦИЯ ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО

ИНФОРМАТИКЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИГРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Стрельникова Л.П.

Новотроицкая СОШ Терновского района

Профессия учителя требует постоянного творческого поиска, самосо-

вершенствования, повышения профессионального уровня. В наибольшей

степени это касается учителя информатики вследствие непрерывного изме-

нения содержания и целей обучения, возрастания уровня компьютерной гра-

мотности учащихся. Решить многие задачи в обучении информатике и ИКТ

помогает внеурочная работа. Разнообразная внеурочная деятельность спо-

собствует:

раскрытию индивидуальных способностей ребенка, которые не все-

гда проявляются на уроке;

самореализации ребенка, повышению его самооценки, уверенности в

себе;

включению учащихся в различные виды внеклассной работы обога-

щению их личного опыта, знаний о разнообразии человеческой деятельности,

формированию необходимых практических умений и навыков.

Игровые технологии могут весьма разнообразно использоваться во

внеурочной работе. В практике работы Новотроицкой СОШ по информатике

и ИКТ применяются различные формы внеурочной работы с применением

игровых технологий. Популярностью у школьников 7-8 класса пользуются

командные соревнования, например, КВН. Ниже представлены фрагменты

методической разработки КВН «Ты, я и информатика».

Начало КВН

1-ый ведущий:

Добрый день, дорогие друзья!

КВН проводим мы

Уже который раз!

Выступления на сцене

Будут просто класс!

2-ой ведущий:

Все участники крутые

Выступать им не впервой,

И ребята удалые –

Так и рвутся прямо в бой! -

Итак, мы начинаем КВН! «ТЫ, Я И

ИНФОРМАТИКА»

265

Представление команд 8 класса

1команда «Мониторы 2 команда «Мышки»

Приветствие команд:

Команда «Мониторы»

Девиз: Ученье, труд, веселье и задор

Вот девиз команды Монитор!

Мы приветствуем «Мышей» от хво-

ста и до ушей.

Мы приветствуем жюри, строго нас

ты не суди.

Мы команда просто класс, вы болей-

те все за нас

Команда «Мышки»

Девиз: Мышки это круто,

Мышки это класс,

Кто не видел мышек

Посмотри на нас.

Разминка. Викторина

1. Для того чтобы вынести контекстное меню объекта… (Укажете

верный ответ…)

А) *Щелкнуть правой кнопкой мыши.

Б) Щелкнуть левой кнопки мыши.

В) Щелкнуть средней кнопки мыши.

Г) Выбрать соответствующую команду строки меню.

3. Правильный порядок выключения компьютера…(Укажите верный

ответ…)

А) Выключить экран и затем выключить системный блок.

Б) Выключить все устройство компьютера.

В) Закрыть все открытые окна с помощью кнопки Х и затем выключить

системный блок.

Г) * Выбрать команду из Главного меню Завершение работы. Поста-

вить флажок.

4. Как посмотреть, какие программы установлены в вашем компьюте-

ре?

А) В окне Мой компьютер щелкнуть значок Установки и удаления про-

грамм.

266

Б) Под кнопкой Пуск.

В) По ярлыкам на Рабочем столе.

Г) *В Панели Управления щелкнуть значок Установки и удаления про-

грамм.

5. Как быстро найти файл, запускающий программу?

А) В окне Проводник меню Файл, команда Найти.. Указать имя файла.

Б) В окне Мой компьютер меню Файл, команда Найти.. Указать имя

файла.

В)* Под кнопкой Пуск команда Найти.. Указать имя файла.

Г) На Панели задач, в контекстном меню, команда Найти.. Указать имя

файла.

6. Какую функцию выполняют командные клавиши калькулятора MC,

MR, MS, M+?

(Укажите неверный ответ…)

А) *Выполняют логические операции.

Б) Очищают память.

В) Выполняет арифметические операции.

Г) Выводят числа из памяти на индикатор

7. Что такое компьютерные вирусы? (Укажите верный ответ…)

А) *Программы, размножаемые самостоятельно (необязательно совпа-

дение с оригиналом) и способные нанести вред объектам, находящимся в

операционной системе и в сети.

Б) Информация, хранящаяся на жестком или на гибком диске, но не-

считываемая оттуда.

В) Исчезающие без удаления и не восстанавливаемая программы, кото-

рые в конечном итоге приводят диски к непригодности.

Г) Скрытые программы, которые невозможно уничтожить с помощью

команды Удалить.

1 ведущий:

Информатика - жизни основа,

Она скучать не дает никогда

Информатика в яслях и школах Мы

будем верными ей навсегда!

2 ведущий:

Она нам мир объяснить помогает,

Она как друг и зовет, и ведет,

Кто с информатикой в сердце шагает,

Тот никогда и нигде не пропадет.

Конкурс капитанов.

Задание: составить слова из букв, составляющих слово «информатика».

Выигрывает та команда, которая составит больше слов за одну минуту.

267

Конкурс стихоплетов-частушечников.

Задание команде: сочинить четверостишия, посвященные информати-

ке. Готовит задание вся команда 5 минут.

Конкурс Танцевальный.

1ведущий: Есть много мультфильмов и кинофильмов про роботов. В

этих фильмах роботы ходят, бегают, летают и – почти постоянно – стреляют.

Но, пожалуй, нет ни одного фильма, в котором роботы танцевали бы. Пока-

жите, как они могли бы это сделать. Пусть каждая команда по-очереди стан-

цует как роботы. Танцоры – готовьте танец.

Конкурс «Создай рекламу». (Домашнее задание)

Ведущий 1: В наше время невозможно прожить без рекламы.

По телевидению и радио постоянно звучат рекламные слоганы.

Ведущий 2:Сегодня наши команды придумали рекламу музейным экс-

понатам – старинным компьютерам.

Вопросы болельщикам

Вопрос 1

1. Это или 1 или 0, иного быть не может.

2. Об этом говорят, когда идет речь о данных, об объеме информации.

3. Единица измерения информации.

Ответ: бит.

Вопрос 2

1. Она встречается в программе, в вычислениях, в рассуждениях.

2. Хорошие ученики ее находят сразу, а плохие ее вообще не могут

найти.

3. Она появляется из-за того, что вы неправильно думали, неправильно

вычисляли.

Ответ: ошибка.

Вопрос 3

1. В персональном компьютере ее много. Она есть внутри и наружи.

2. О ней говорят, что в молодости она хорошая, а в старости пропадает.

Ее можно тренировать.

3. В ней хранится информация.

Ответ: память.

Вопрос 4

1. Она может быть у вас дома и у компьютера.

2. Появление ее дома – редкое явление, а у компьютера – обычное дело.

3. А в компьютерной графике без нее как без рук!

Ответ: мышь.

Можно предложить болельщикам еще один вопрос: Кто больше знает

инструментов для счета? Например: пальцы, счеты, палочки, логарифмиче-

ская линейка, арифмометр и т.д.

268

Подведение итогов: Слово жюри.

1ведущий:

Друзья мои! Поверьте: год за годом

Не отпадёт нам в информатике нуж-

да,

Компьютер перестанет быть нам бо-

гом –

Мы подчиним его себе, и –

НАВСЕГДА

2ведущий:

В XXI веке мы живём –

Век компьютеров, технических от-

крытий.

Наукой века – информатику зовем.

От информатики весь мир зависит.


1. Малеев, В.В. Внеклассная работа по информатике: Учебно-методическое

пособие для студентов физико-математического факультета. В 2-х ч. -

Ч.П. Методика вне классной работы по информатике / В.В. Малев,

А.А.. Малева. - Воронеж: ВГПУ, 2002.

2. Макарова, Н.В. Информатика и ИКТ: Практикум. 8-9 класс / Н. В. Мака-

рова. – СПб.: Питер, 2007.

ФРАГМЕНТ УРОКА РУССКОГО ЯЗЫКА В 5 КЛАССЕ ПО ТЕМЕ

«ЛИЧНЫЕ ОКОНЧАНИЯ ГЛАГОЛА» С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

МАТЕРИАЛА ЕДИНОЙ КОЛЛЕКЦИИ ЦИФРОВЫХ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

Суздальцева И.А.

МОУ лицей № 2 г. Волгоград

Методический комментарий для учителей. Данный ЭОР может быть

использован на уроках повторения материала по теме «Личные окончания

глагола», изученного в начальной школе. Правописание личных окончаний

глагола – достаточно трудная тема, ее изучение требует такой организации

работы, которая помогла бы сформировать навык опознавания орфограммы,

умение строить рассуждение на основе применения правила орфографии.

Данный ресурс может быть использован на начальном этапе повторения те-

мы «Правописание личных окончаний глагола» и позволяет учителю, рабо-

тающему с пятиклассниками, закрепить умение детей распознавать слабые

позиции в окончании глагола. Как показывает практика, у многих детей пра-

вильное распознавание ударного слога вызывает трудности (как, впрочем, и

подбор проверочных слов). Учитель к тому моменту, как начинается повто-

рение по теме «Глагол», уже знает уровень подготовки ребят и их трудности

в этом вопросе, так как уже повторен материал по теме «Безударные гласные

в корне слова». Поэтому учитель в зависимости от уровня подготовки класса

может выбрать различные пути применения данного ресурса. Например, в

более слабом классе это может быть фронтальная работа на интерактивной

доске под руководством учителя. Выполнение задания может принять форму

игры, когда дети по очереди выходят к доске и выделяют при помощи инте-

рактивного карандаша безударные личные окончания глагола. Результат этой

269

коллективной работы потом проверяют все вместе. Если же класс достаточно

сильный, можно предложить такое задание, как самостоятельную работу при

условии, например, проведения урока в компьютерном классе. Наличие

кнопки ответа позволит учителю проконтролировать правильность выполне-

ния задания. С другой стороны, интересен сам материал, подобранный в этом

задании. Это пословицы. Поэтому учитель может предложить ребятам рабо-

ту по толкованию смысла пословиц.

Ход урока

Тема урока: Личные окончания глаголов (так данная тема сформу-

лирована в учебнике под ред. Т.А. Ладыженской).

1. Оргмомент.

2. Актуализация.

На доске пословица, в ней пропущено слово.

Всякая птица о своем гнезде …

Учитель. Ребята, перед вами на доске русская пословица. Но одно сло-

во в ней, к сожалению, потерялось. Как вы думаете, какое это слово? (поет).

Запишем пословицу. Как вы думаете, о чем эта пословица, какова ее

тема? (Это пословица о родине).

Скажите, к какой части речи относится восстановленное нами слово?

(Это глагол).

Докажите, что это глагол. (Слово обозначает действие, отвечает на во-

прос что делает? Стоит в форме настоящего времени, может иметь и другие

формы времени: пел, будет петь). Глагол стоит в форме 3 лица, единственно-

го числа). Можно ли сделать ошибку в написании этого глагола? (Нет).

Ребята, какие орфограммы глагола мы уже повторили? (-тся и –ться в

глаголах, не с глаголами).

На доске пословица: Без углов дом (не) строит..ся, без пословицы речь

(не) молвит...ся.

Вопрос: Поясните, как нужно правильно написать эти глаголы? Разбе-

рем глаголы по составу. В какой части этих слов можно сделать еще одну

ошибку? (В окончании).

Правописание личных окончаний глаголов и будет темой нашего

сегодняшнего урока.

3. Переход к теме урока и фронтальная работа с ЭОР.

Учитель. Ребята, посмотрите на экран. Там вы тоже увидите послови-

цы. Давайте их внимательно прочитаем. К какой части речи относятся выде-

ленные слова?

В каких глаголах в правописании гласных можно ошибиться? В

какой части глаголов находятся специально выделенные буквы? Выде-

лим безударные гласные в окончаниях глаголов при помощи синего ка-

рандаша. (Дети рассматривают слайд, читают пословицы вслух.

Ребята произносят слова, выделяют безударные гласные в окончаниях,

называя окончания. Синий карандаш на экране «оживает» при помощи мы-

ши).

270

Учитель. Проверим, правильно ли мы выделили безударные оконча-

ния глаголов? (Проверка осуществляется нажатием специальной кнопки.

Ошибки, если они есть, исправляем вместе).

Учитель. О чем нам нужно помнить, чтобы правильно писать безудар-

ные личные окончания глаголов? (Далее повторяется спряжение глаголов).

Определяя спряжение, мы не можем гадать, нам не нужно торопиться,

а нужно построить грамотное рассуждение. Ведь поспешишь – людей на-

смешишь, гласит пословица.

Задание. В качестве первичного закрепления учитель может вернуться

к слайду с пословицами и попросить учеников построить рассуждение по оп-

ределению спряжения и буквы в окончании некоторых глаголов.


1. Электронное задание. – Режим доступа: http://files.school-

collection.edu.ru/dlrstore/79cf5c99-0a01-00ee-013f-1f92d6a1c4dd/

%5BRUS5_006%5D_%5BQS_220%5D.html

2. Русский язык. 5 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений в 2

ч./ Т.А. Ладыженская, М.Т. Баранов, Л.А. Тростенцова и др. – М., Про-

свещение, 2012.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИКТ В ДОСТИЖЕНИИ КАЧЕСТВА

БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Татаринцева Е.М.


Современный урок невозможен без использования информационно-

коммуникационных технологий. Ранее информацию по любой теме ребенок

мог получить по разным каналам: учебник, справочная литература, лекция

учителя, конспект урока. Но, сегодня, учитывая современные реалии, учи-

http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/79cf5c99-0a01-00ee-013f-1f92d6a1c4dd/%5BRUS5_006%5D_%5BQS_220%5D.html



271

тель должен вносить в учебный процесс новые методы подачи информации.

Возникает вопрос, зачем это нужно. Мозг ребенка, настроенный на получе-

ние знаний в форме развлекательных программ, гораздо легче воспринимает

предложенную на уроке информацию с помощью медиасредств.

Информационно-коммуникационные технологии включают в себя раз-

нообразные технические, программно-методические средства, предназначен-

ные для организации обучения, ориентированные на взаимодействие всех

субъектов образовательного процесса. Использование ИКТ на уроках биоло-

гии позволяет решать следующие задачи:

обеспечение деятельности по информированию учащихся;

освоение предмета на разных уровнях глубины;

формирование общеучебных и специальных умений и навыков;

развитие способностей к определенным видам деятельности (про-

ектной, исследовательской и др.);

применение электронных средств обучения: электронных учебников,

энциклопедий, обучающих компьютерных программ.

Примененяемые информационные технологии на уроках биологии:

способствуют рациональной организации деятельности учителя и

ученика;

способствует индивидуализации учебного процесса;

помогает отразить существенные стороны биологических объектов;

позволяет воплотить в жизнь принцип наглядности;

дает возможность применять опережающие задания.

Компьютерные технологии являются мощным средством обучения, ко-

торое способно значительно повысить его эффективность. Информационные

технологии мною применяются:

при проведении уроков;

при подготовке к уроку с использованием домашних компьютеров

учителем и учеником;

при объяснении нового материала в качестве интерактивной иллюст-

рации;

при самостоятельном изучении учебного материала учащимися;

при организации практических и лабораторных работ;

при повторении, закреплении и контроле знаний;

при организации и проведении исследовательской деятельности

учащихся.

К наиболее эффективным формам представления материала по биоло-

гии следует отнести мультимедийные презентации. Данная форма обеспечи-

вает наглядное представление материала, возможность эффективной провер-

ки знаний, многообразие организованных форм в работе учащихся и методи-

ческих приемов в работе учителя.

Мультимедийные презентации позволяют представить учебный мате-

риал как систему ярких опорных образов, наполненных исчерпывающей ин-

формацией. Подача материала в таком виде наиболее полно соответствует

272

триединой цели урока. Задействованы различные каналы восприятия, рабо-

тают различные виды памяти учащихся. Применять презентации можно на

любом этапе урока, при этом учителю проще излагать материал. Это дает

возможность устанавливать межпредметные связи, рационально использо-

вать время урока, повышать уровень наглядности, вносить элементы занима-

тельности, облегчают труд современного учителя, делают его более интерес-

ным, эффективным. Повышают мотивацию учащихся к изучению биоло-

гии.Многие биологические процессы отличаются сложностью. Дети с образ-

ным мышлением тяжело усваивают абстрактные обобщения, без картинки не

способны понять процесс, изучить явления. Мультимидийные анимационные

модели позволяют сформировать в сознании учащегося целостную картину

биологического процесса. Интерактивные модели дают возможность само-

стоятельно «конструировать» процесс, исправлять свои ошибки, самообу-

чаться.

Использование компьютера в учебном процессе дает возможность на-

копить в банке данных необходимый дидактический материал: варианты

контрольных, экзаменационных, самостоятельных работ; подборку задач,

упражнений и тестов; облегчает подбор индивидуальных заданий для уча-

щихся.

В целом следует отметить, что применение ИКТ в процессе обучения

биологии способствует повышению познавательного интереса к предмету,

росту уровня информационной культуры, повышению качества знаний уча-

щихся, росту профессионализма учителя, не допускают «обнищания души

при обогащении информацией».


1. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании.

М.,1994

2. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании:

дидактические проблемы, перспективы использования. – М., Москва-

Пресс, 1994.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ В

УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЫ

Филатова Н.А.

МБОУ БГО Борисоглебская СОШ № 4

С появлением новых информационных технологий возникают новые

методы контроля. Применение компьютера позволяет сделать этот процесс

более разнообразным, многофункциональным, а главное систематичным.

К новым методам контроля относятся компьютерные тесты. В своей

работе использую компьютерные тесты по математике Cool Test, созданные в

программе «Hot Potatoes». Авторы тестовых заданий: Истомина Н.Б., Горина

О.П. Программная реализация: Проскуряков Н.Н.. Интерактивные тестовые

задания соответствуют логике построения содержания и тематическому пла-

273

нированию начального курса математики по программе и учебникам Н. Б.

Истоминой. Программа предназначена для тестирования учащихся 2–4 клас-

сов по математике при помощи заданий с выбором одного верного ответа.

Ориентируясь на сформулированные цели, тесты используются как на этапе

самоконтроля, так и на этапе текущей и итоговой проверки знаний, умений и

навыков учащихся. Результаты тестирования позволяют выявить вопросы,

вызывающие у детей затруднения, скорректировать деятельность педагога и

деятельность учащихся, направленную на усвоение математического содер-

жания. Тесты (1-18) для второго класса, относящиеся к теме «Проверь себя!

Чему ты научился в первом классе?», можно использовать в первом классе,

так как ученики сами читают задания. Тесты проверяют не только предмет-

ные знания, умения, навыки, но и сформированность общеучебных умений:

внимательное чтение текста задания, умение соотносить условие задания с

требованием к его выполнению, анализ, сравнение, обобщение. Результаты

тестирования сохраняются в базе данных программы и используются для

проведения анализа учебной деятельности (степень усвоения материала, вы-

явление трудных тем). Результаты могут быть представлены в виде отчета, в

виде диаграмм, иллюстрирующих степень усвоения учениками той или иной

темы.

Программа состоит из двух модулей – модуля для учителя и модуля

для ученика. В модуль учителя входит программа обработки результатов, ба-

за данных тестов и база данных результатов тестирования. В модуль ученика

включена программа тестирования. Для запуска своего модуля ученик вво-

дит фамилию и имя, выбирает класс и номер теста. После того как все необ-

ходимые данные введены, внизу окна появляется кнопка «Начать тестирова-

ние». Ученик приступает непосредственно к выполнению тестов. Для каждо-

го задания есть несколько вариантов ответа. После выполнения всех заданий,

в верхней правой части окна появляется кнопка «Твой результат». Открыва-

ется окно, в котором отображается таблица результатов, общее количество

заданий теста и количество верно выполненных из них. К неверно выполнен-

ным заданиям ученику можно вернуться (они выделены красным цветом) и

попробовать разобраться, в чем ошибка.

Вся информация о прохождении тестов (отметка, количество правиль-

ных ответов) заносится в базу данных, которая расположена в модуле учите-

ля. После того, как все ученики прошли нужный тест, запускается модуль

учителя. При нажатии на первую кнопку происходит переход к окну, где

предлагается выбрать класс и цель тестирования, после указания конкретного

класса и номера теста. После задания всех необходимых параметров нажима-

ется кнопка «Готово». Программа формирует соответствующий отчет. В от-

чете отображаются отметки учеников, количество верно выполненных зада-

ний, ответы в формате «номер задания – ответ ученика», время, затраченное

учениками на прохождение теста, и дата тестирования. Верные варианты от-

ветов выделяются зеленым цветом, ошибочные – красным. В конце отчета

отображается общее количество учеников класса, проходивших тест, и сред-

ний балл. Доступны следующие критерии статистики: средний балл, соотно-

274

шение отметок, распределение ошибок. После указания параметров и нажа-

тия кнопки «Готово» открывается окно со статистической таблицей или диа-

граммой в соответствии с выбранным критерием статистики. В режиме ре-

дактирования базы данных информация обо всех учениках, проходивших

тестирование, отображается в виде таблицы. Существует возможность по-

смотреть любой тест, заложенный в программу. Полученный тест и диаграм-

му можно распечатать на принтере.

Применение на уроке компьютерных тестов позволяет за короткое

время получить объективную картину уровня усвоения изучаемого материа-

ла и своевременно его скорректировать. Систематическое использование (на-

ряду с другими) метода контроля в форме компьютерного тестирования по-

зволило получить высокие результаты высоких результатов мониторинга ин-

дивидуальных учебных достижений обучающихся 4-х классов в режиме on-

line в апреле 2013года на базе тестового центра МБОУ БГО Борисоглебская

СОШ № 4. Средний балл обучающихся 4 «В» класса по математике - 68,90

при среднем по области - 60,96; по русскому языку – 78,60, при среднем по

области – 68,36.

Таким образом, применение ИКТ в образовательном процессе, позво-

ляет решать одну из важных задач обучения – повышение уровня знаний.


1. Николаев Л.Л. Тестирование как форма контроля знаний учащихся на-

чальных классов.// Начальная школа. - 2008. - №1.

2. Горина, О.П., Проскуряков, Н.Н. Тестовые задания в начальном курсе ма-

тематики.-№10-2008г.

3. Отчет о выполнении научно-исследовательской работы по теме: «Мони-

торинг индивидуальных учебных достижений обучающихся 4, 5, 6-х и 8-х

классов государственных и муниципальных общеобразовательных учреж-

дений Воронежской области» (апрель-май 2013 г.)». Воронеж 2013 г. Ин-

тернет сайт http://cro36.ru/

ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ НА УРОКАХ АНГЛИЙСКОГО ЯЗЫКА

Фисунова Т.В.


Современность предъявляет все более высокие требования к обучению

практическому владению иностранным языком в повседневном общении и

профессиональной сфере. Преимущество внедрения Интернет-технологий в

процесс обучения иностранному языку в настоящий момент уже не вызывает

сомнений и не требует дополнительных доказательств. Это не только новые

технические средства, но и новые формы и методы преподавания, новый

подход к процессу обучения.

Коммуникативный подход подразумевает обучение общению и форми-

рование способности к межкультурному взаимодействию, что является осно-

вой функционирования Интернета. Вне общения Интернет не имеет смысла -

http://cro36.ru/docs/2013/lab/reports/%D0%98%D1%82%D0%BE%D0%B3%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9%20%D0%BE%D1%82%D1%87%D0%B5%D1%82%20%D0%B0%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%BB%D1%8C-%D0%BC%D0%B0%D0%B9%202013.pdf

275

это международное многонациональное, кросс-культурное общество, чья

жизнедеятельность основана на электронном общении миллионов людей во

всем мире, говорящих одновременно - самый гигантский по размерам и ко-

личеству участников разговор, который когда-либо происходил. Включаясь в

него на уроке иностранного языка, мы создаем модель реального общения. В

наше время именно эта цель является одной из наиболее востребованных в

обществе. Умение вести диалог со всем миром, переступать через культур-

ные барьеры и проявлять толерантность ко всем мировым культурам являют-

ся теми задачами, которые могут быть решены на занятиях иностранного

языка. Включение онлайн-общения в ход урока позволяет воссоздать естест-

венную англоязычную среду, которая недоступна для учащихся в русскоя-

зычном обществе, что и одновременно является как стимулом для дальней-

шего изучения языка, так и своеобразным тестом на качество знаний – смог

ли учащийся понять сверстника из Англии или нет.

В качестве иллюстрации, приведу пример задания с использованием

сети Интернет «Поиск друга по переписке». Цель задания: развитие навыков

поискового чтения, чтения с полным пониманием и письма.

1 этап. Учащиеся обсуждают информацию, которую они могли бы пре-

доставить о себе на сайт знакомства с целью найти друзей по переписке. По-

вторяется лексика по теме внешность и увлечения.

2 этап. Учащиеся должны выйти на сайт http://its-online.com определи-

тесь с выбором друга по переписке, с учётом их интересов и предпочтений.

Они должны прочитать письма и заполнить таблицу о двух или трех наибо-

лее заинтересовавших их людях.

3 этап. Учащиеся делятся в группах результатами своей работы. Рас-

сказывают о том кого они выбрали своим другом по переписке и почему. В

качестве домашнего задания они пишут ответ своему потенциальному другу

или подруге по переписке и на следующем уроке отправляют его этому чело-

веку. Если время позволяет, учащиеся могут написать и отправить свои отве-

ты сразу на первом уроке.

Значительна роль Интернет-ресурсов и в подготовке к ЕГЭ. Необходи-

мо планировать индивидуальную траекторию языковой подготовки каждого

учащегося, в которой обязательной составляющей является самостоятельная

работа учащихся во внеурочное время, эффективность которой поддержива-

ется цифровыми образовательными ресурсами и ресурсами сети Интернет.

Сегодня новые методики с использованием Интернет-ресурсов проти-

вопоставляются традиционному обучению иностранным языкам. Понятие

традиционный ассоциируется в первую очередь с заучиванием правил и вы-

полнением языковых упражнений, то есть «с разговорами О языке вместо

общения НА языке». Многие до сих пор убеждены, что «словарный запас +

необходимые структуры = язык», и это лежит в основе процесса обучения.

Но ведь язык - это не математика (хоть и языковые структуры есть не что

иное, как формулы, необходимые для запоминания) и не просто интеллекту-

альная субстанция. Интеллект не вступит в действие без определенной моти-

вации и редко функционирует без элемента эмоций, а именно этих состав-

276

ляющих часто не хватает в методическом материале. Чтобы научить обще-

нию на иностранном языке, нужно создать реальные, настоящие жизненные

ситуации (т.е. то, что называется принципом аутентичности общения), кото-

рые будут стимулировать изучение материала и вырабатывать адекватное

поведение. Эту ошибку пытаются исправить новые технологии, в частности

Интернет.

Используя информационные ресурсы сети Интернет, можно, интегри-

руя их в учебный процесс, более эффективно решать целый ряд дидактиче-

ских задач на уроке английского языка. Формировать навыки и умения чте-

ния; совершенствовать умения аудирования на основе аутентичных звуковых

текстов сети Интернет; совершенствовать умения письменной речи; попол-

нять свой словарный запас лексикой современного английского языка; зна-

комиться с культуроведческими знаниями и традициями страны изучаемого

языка; речевым этикетом, особенностями речевого поведения различных на-

родов в условиях общения, формировать устойчивую мотивацию иноязыч-

ной деятельности учащихся на уроке на основе систематического использо-

вания «живых» материалов, обсуждения не только вопросов к текстам учеб-

ника, но и актуальных проблем, интересующих всех и каждого.

Однако одно только наличие доступа к Интернет-ресурсам не является

гарантом быстрого и качественного языкового образования. Существует не-

мало описаний того, как методически неграмотно построенная работа уча-

щихся с Интернет-ресурсами способствовала формированию у них не только

ложных стереотипов и обобщений о культуре страны изучаемого языка, но

даже расизма и ксенофобии. Поэтому на современном этапе обучения ино-

странным языкам, когда используются новейшие Интернет-технологии, воз-

никает острая необходимость в разработке новых учебных Интернет-

ресурсов. Доктор пед. наук, профессор П.В. Сысоев выделяет и описывает

методические возможности пяти видов учебных Интернет-ресурсов.

«Hotlist»– «список по теме» представляет собой список Интернет сайтов (с

текстовым материалом) по изучаемой теме. «Multimedia scrapbook»– «муль-

тимедийный черновик» представляет собой своеобразную коллекцию муль-

тимедийных ресурсов. «Treasure hunt»– «охота за сокровищами» – во многом

напоминает хотлист и скрэпбук. Он содержит ссылки на различные сайты по

изучаемой теме. Единственное отличие заключается в том, что каждая из

ссылок содержит вопросы по содержанию сайта. «Subject sampler» стоит на

следующей ступени сложности по сравнению с трежа хантом. Здесь также

содержатся ссылки на текстовые и мультимедийные материалы сети Интер-

нет (фотографии, аудио- и видеоклипы, графическую информацию). После

изучения каждого аспекта темы учащимся необходимо ответить на постав-

ленные вопросы. И, наконец, «webquest»– «Интернет-проект» – самый слож-

ный тип учебных Интернет-ресурсов. Вебквест – это сценарий организации

проектной деятельности учащихся по любой теме с использованием ресурсов

сети Интернет. Достаточно большой банк англоязычных учебных Интернет-

ресурсов находится в сети Интернет на сайте www.kn.att.com. Их внедрение в

277

учебный процесс будет способствовать развитию коммуникативно-речевых

умений учащихся.

Нам, педагогам, стоит учитывать и помнить, что современные дети с

раннего возраста начинают пользоваться компьютером, айфоном, планшет-

ником и другими средствами информационных технологий. Порой они луч-

ше учителя владеют ими и готовы работать на этих гаджетах круглые сутки,

поэтому нельзя забывать о том, что Интернет - лишь вспомогательное техни-

ческое средство обучения, и для достижения оптимальных результатов необ-

ходимо грамотно интегрировать его использование в процесс урока. Следует

отметить, что как бы ни было заманчиво применять средства ИКТ на уроках

постоянно, ничто не заменит учителя и живого общения. Компьютерные тех-

нологии должны являться одним из компонентов учебного процесса и при-

меняться там, где это целесообразно, а также необходимо учитывать возраст

учеников, их психологические особенности и тщательно отбирать материал,

требующий компьютерной поддержки.


1. Кариер М. Аудирование в web-среде. Интернет-ресурсы и программы в

помощь учителю иностранного языка / М. Кариер; пер. с англ. О. Корчаж-

киной // ИКТ в образовании. - 2009.

2. Полат Е.С. Интернет на уроках иностранного языка// ИЯШ -2001-№ 2.

3. Сысоев, П. В. Современные учебные интернет-ресурсы в обучении ино-

странному языку / П. В. Сысоев // Иностранные языки в школе. – 2008. –

№ 6.

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ

Фомина Л.В.

МОУ Верхнекарачанская СОШ Грибановского района

Воронежской области

Сложно переоценить значение информационно-коммуникационных

технологий в современном образовательном процессе. Именно в школе за-

кладываются основы развития думающей, самостоятельной личности, спо-

собной к самоопределению и самореализации. В связи с этим возрастает вос-

требованность таких педагогических технологий, которые способствуют по-

вышению качества образовательного процесса, воспитанию интереса к учебе,

к развитию познавательных и творческих способностей детей.

Применение информационных технологий в проектно-

исследовательской деятельности позволит научить ребенка самостоятельно

работать с информацией, полученной из различных источников, создавать

диаграммы, рисунки, использовать таблицы, сделает работу не только позна-

вательной, но и увлекательной.

Исследовательские проекты – сложный вид деятельности. Он включает

в себя несколько этапов. Вначале ученик выбирает тему работы, затем опре-

278

деляет ее цели и задачи. Немало времени занимает подбор источников ин-

формации, выбор методов работы с ними. И, наконец, написание самой ис-

следовательской работы с дальнейшим ее оформлением и презентацией.

Заключительный этап – представление проекта на ежегодной районной

научно-исследовательской конференции «Первый шаг в науку», которая про-

ходит в конце апреля. Компетентное жюри, состоящее из учителей-

предметников, завучей, работников РОНО оценивает оригинальность рабо-

ты, актуальность и новизну предлагаемых решений, оригинальность решения

проблемы, самостоятельность суждений, ораторское мастерство и выдает

экспертную оценку, согласно которой работы моих учениц неоднократно за-

нимали первые места. Одной из самых ярких, на мой взгляд, является работа

«Школьный жаргон».

На каждом этапе исследовательской деятельности не обошлось без ис-

пользования информационно-коммуникационных технологий.

Работа на компьютере началась со сбора материала, исследования те-

мы, выбранной детьми. Для того чтобы найти нужную информацию ученицы

пользовались Интернетом, а также электронными энциклопедиями и учебни-

ками, затем делали обзор литературы и анализ полученной информации.

На этапе выполнения проекта девочки задействовали видеокамеру для

записи интервью. В последующем избранные видеофрагменты были исполь-

зованы для оформления презентации. Материал с презентацией доступен по

адресу http://fomina-lv.ucoz.ru/

В ходе исследовательской работы ученицы применяли компьютерную

программу Microsoft Power Point.

Презентация включает в себя не только таблицы и диаграммы, но и те-

матически подобранные анимированные смайлики. Этот, на первый взгляд,

несерьезный элемент слайда выражал, по-моему, не только детскую любовь к

анимации и желание сделать работу оригинальной, но и стремление придать

свои, детские черты научно-исследовательской работе.

Таким образом, применение компьютерных технологии целесообразно

на всех этапах исследовательской и проектной деятельности. Работа с ис-

пользованием информационно- коммуникационных технологий, безусловно,

нравится детям, а значит, поможет вовлечь их в активную работу и вызвать

стремление знать как можно больше.

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ НА УРОКАХ МУЗЫКИ

Чернавцева С.С.


Быстрое развитие и использование информационных и коммуникаци-

онных технологий не только открывает новые возможности, но и ставит но-

вые задачи перед учителем. Цифровая технология сделала своего рода рево-

люцию, она позволяет объединить в цифровой форме текст, графическое и

видеоизображение, речевое и музыкальное сопровождение; на основе этой

технологии создаются мощные новые средства представления и передачи

279

знаний, а так же средства обучения. В нашу жизнь, в быт, в производствен-

ную деятельность все настойчивее входят информационные технологии.

Прошло не так много времени, как компьютер вошел в нашу жизнь, а сегодня

уже невозможно себе представить, как без него решать многие профессио-

нальные и бытовые проблемы.

Применение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) на

уроках музыки позволяет учителю расширять кругозор учащихся, сделать

урок ярче и интереснее. Современные дети требуют и современных уроков.

Им интересно, если вместо доски в классе стоит компьютер с мультимедий-

ным проектором или SMART доска, есть принтер и во время урока учитель

использует современные наглядные средства. Существует множество про-

грамм для работы с музыкой на компьютере. Условно их можно разделить на

следующие группы:

Музыкальные проигрыватели.

Программы для пения караоке.

Музыкальные конструкторы.

Музыкальные энциклопедии.

Обучающие программы.

В своей практике использую несколько видов программ, что позволяет

сделать мои уроки разнообразнее и интереснее.

Первая группа программ знаком любому пользователю ПК – это Win-

dows Media Player, AIMP3 и т.д. Возможности этих программ достаточно

широки: воспроизведение музыкальных файлов, построение списка мелодий,

запись в различных форматах. Выстраивая свой урок, я выставляю песенный

материал в том порядке, в котором он мне понадобится в процессе занятий.

При разучивании песен, я использую программу Vocal Jam. Она по-

строена по принципу: проигрывается «минус», а на экране выводятся слова

песни. На уроках музыки в начальной школе достаточно широко использую

интерактивные обучающие - развивающие программы с игровым сценарием,

ориентированные на дошкольников и младших школьников. Такими являют-

ся игра «Чайковский. Щелкунчик», «Музыкальный класс». Здесь ребята

имеют возможность поиграть в музыкальные крестики-нолики, познакомится

со стилями музыки, с историей музыкальных инструментов, освоить теорию

музыки.

С учащимися 5 – 6-х классов мы начинаем работать мультимедийными

учебными пособиями, художественными программами от компаний «Про-

свещение - МЕДИА», «Медиа Хауз». Программы интересны тем, что учебная

информация представлена в них в интересной форме с использованием ри-

сунков, схем, звука, видеоизображения. Учащиеся 7-8 классов для подготов-

ки докладов, рефератов и творческих работ пользуются музыкальными эн-

циклопедиями. Они представляют собой электронные аналоги обычных

справочно-информационных изданий – энциклопедий, словарей, справочни-

ков – объединяющие в себе функции демонстрационных и справочных мате-

риалов. Основными достоинствами этих пособий является то, что они под-

280

держивают удобную систему поиска по ключевым словам и понятиям, вклю-

чают в себя аудио- и видеофрагменты, поддерживают функцию печати, ко-

пирования и вставки в другие документы энциклопедических статей и иллю-

страций. Здесь можно назвать «Энциклопедия классической музыки» («Ин-

терактивный мир»), «Шедевры музыки» («Кирилл и Мефодий»), «Энцикло-

педия театра» – «Опера», «Балет» («Эконика»), сборники произведений раз-

личных композиторов («Дискавери»), серия «Музыка и живопись для детей»

и т.д.

С удовольствием учащиеся выполняют домашние задания, связанные с

работой в Интернете. Они узнают биографию композиторов, историю созда-

ния произведений или другую информацию. Например, предлагается уча-

щимся опережающее домашнее задание перед уроком по творчеству Петра

Ильича Чайковского цикл «Времена года».

Ребятам доставляет удовольствие, если им удается найти и познако-

миться с авторскими поэтическими иллюстрациями к его произведениям, а

на уроке они стараются угадать, какое именно произведение из цикла звучит.

Конечно, можно приготовить все заранее самому учителю, но сам поиск ин-

формации более интересен для ребят. Еще одной формой использования ин-

формационно – коммуникационных технологий на уроках музыки является

выполнение докладов, тестов, проектов с электронной презентацией в про-

грамме Power Point. Цель использования этих форм – организовать комфорт-

ные условия обучения, при котором все ученики активно взаимодействуют

между собой. Очень важную роль играет принтер. Если раньше текст песен

писали в тетради, и на это уходило время, то теперь достаточно распечатать

текст и можно работать быстро и мобильно.

Наличие мультемидийной аппаратуры в кабинете музыки не только

предоставляет помощь учителю, но и вызывает у учащихся интерес к пред-

мету. Демонстрация на уроках презентаций, использование CD, DVD, MP3-

дисков с записями лучших образцов классической музыки, оперных и балет-

ных спектаклей, мюзиклов и рок - опер – всё это способствует развитию не

просто подрастающего поколения, а в первую очередь культурно развитой

личности. Информация, представленная на компьютерных дисках, позволяет

проводить виртуальные экскурсии по музею музыкальных инструментов, пу-

тешествовать по странам и эпохам, знакомясь с образцами музыкального ис-

кусства, с лучшими исполнителями мира, с разнообразными стилями и на-

правлениями в музыкальном искусстве. Все это помогает реализовать на

практике те идеи, которые способствуют эффективному решению образова-

тельных задач, достижению нового качества обучения. Думаю, что главное в

работе современного учителя – это приучить ребят к самостоятельной рабо-

те, вызвать интерес к своему предмету. Таким образом, применение совре-

менных информационных технологий возможны и необходимы на уроках

музыки. Дети с удовольствием будут ходить на уроки, повысится результа-

тивность и, главное, интерес детей к уроку музыки.

281


1. Кривошеева А.О. Разработка и использование компьютерных обучающих

программ. Информационные технологии. –1996, № 2.

2. Свирина Н.О. Роль музыки в художественном развитии школьников. –

СПб, 2002.

3. Черненко О.Н. Информационные технологии в учебном процессе: норма-

тивное обеспечение, рекомендации из опыта работы / сост. – Волгоград:

Учитель, 2007. – 135с.

4. Информатизация учебного процесса и управления образованием. Сетевые

и Интернет-технологии, 2004 и 2005, ВОИПКиПРО.

КОНТРОЛЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫПОЛНЕНИЯ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ НА ОСНОВЕ ИКТ БЕЗ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВРЕМЕНИ УРОКА

Чернов А.С.

ГОБУ НПО ВО «Профессиональное училище №34 г.Борисоглебска»

Развитие информационных и коммуникационных технологий позволя-

ет современному преподавателю решать те задачи, которые ещё некоторое

время назад казались неразрешимыми. Одна из таких задач – отслеживание

выполнения учащимися домашнего задания практической направленности в

режиме реального времени вне урока. Для любого преподавателя эта воз-

можность позволяет повышать интерес учащих (студентов) к своему предме-

ту, выходить на новый уровень психолого-педагогического взаимодействия с

обучающимися. Кроме того, такая практика даёт возможность работать с

контингентом класса (учебной группы) даже тогда, когда занятия в учебном

заведении не проводятся по тем или иным объективным причинам (погодные

условия – только один из примеров).

В этом материале хотелось бы представить вариант проведения онлайн

контроля выполнения домашнего задания, предложенного учащимся накану-

не (на одном из уроков), а также вариант контроля выполнения учащимися

домашнего задания, которое учитель даёт не в классе, а посредством гло-

бальных сетевых технологий.

Итак, для осуществления онлайн контроля над ходом выполнения до-

машней работы учащимися необходимо воспользоваться возможностями оп-

ределённых интернет-ресурсов. Благо, что таких ресурсов в Рунете сегодня

достаточное количество. В качестве уже имеющегося положительного опыта

по контролю хода и результатов выполнения домашнего задания учащимися

стоит порекомендовать два ресурса: социальная сеть «Вконтакте», а также

интернет-ресурс для педагогов и учащихся «ПроШколу». Возможности этих

сетевых ресурсов позволяют создавать не только персональные страницы, но

также кабинеты или группы, которые будет администрировать сам учитель.

В качестве примера учителю можно предложить создать тематическую

группу «Домашние задания по физике для учащихся ___ курса (класса)». В

282

эту интернет-группу необходимо привлечь учащихся, которые и будут участ-

вовать в работе. При современном уровне интернетизации в России в группу

могут войти все учащиеся, которых обучает преподаватель.

Получив определённый набор задач или вопросов по предмету на уро-

ке, учащиеся могут уделить время для выполнения этих заданий, после чего

опубликовать результаты непосредственно в группе социальной сети. Если

учитель требует развёрнутого решения, то его (решение) можно оформить на

обычном листе, данные с которого впоследствии отсканировать (или сфото-

графировать) и отправить в соответствующий раздел электронной группы.

Преимущество использования групп «Вконтакте» для контроля выпол-

нения домашнего задания в режиме реального времени состоит в том, что

здесь учитель может оформлять тестовые задания в формате онлайн опросов.

Кроме того, он может прикреплять таймер, который продемонстрирует, кто

из учащихся сумел уложиться в отведённое время (в том случае если домаш-

нее задание нужно было выполнить за определённый интервал времени). Это

существенно упрощает мониторинг учителем результатов работы, т.к. для

педагога как администратора тематической интернет-группы будут отобра-

жаться ответы всех без исключения учащихся, подключившихся к рассмат-

риваемому виду деятельности. Учитель получает ещё и возможность делать

комментарии на те ответы и решения, которые выдают его подопечные. В

комментариях он может корректировать направление их работы, а также вы-

ставлять оценки.

Такое интерактивное сотрудничество учителя и обучающегося посред-

ством интернет-технологий позволяет интенсифицировать совместную рабо-

ту, повысить её эффективность и сделать контроль выполнения домашнего

задания фронтальным, не отнимая время урока на проведение другой работы

(например, на изучение нового материала).

ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ В ДИЗАЙНЕ

Шайкина А.Ю.

Филиал Воронежского ГАСУ в городе Борисоглебске

В наш век, называемый веком компьютерных технологий, компьютер

стал использоваться практически во всех областях деятельности человека. В

сфере дизайна, изобразительного искусства, проектной графики компьютеры

активно помогают выполнять не только рутинные работы, но и творческие.

В современном обществе все больше внимания уделяется проблеме

преобразования среды обитания человека в условиях оторванности его от

природы. Многие аспекты этой проблемы могут быть успешно решены лишь

при условии повышения общей культуры всего общества.

Компьютерное проектирование своеобразная отрасль знаний, соеди-

няющая технологию и эстетику рисунка и живописи с компьютерными тех-

нологиями. Так как программные средства являются средством создания

произведений искусства и различных отраслей дизайна, необходимо учиты-

283

вать опыт традиционного художественного образования то есть: развивать

умение анализировать объекты; совершенствовать навыки общения по про-

блемам искусства и дизайна; развивать умение сопоставлять различные виды

искусства, осознавать их связи; разрабатывать и уметь использовать и во-

площать собственные впечатления в профессиональный и художественный

опыт; формировать умения выражать свои впечатления с помощью визуаль-

ных образов [1].

Множество целей задает последовательность этапов обучения: овладе-

ние техническими навыками рисования и проектирования с использованием

профессиональных пакетов программ; изучение законов создания художест-

венного образа в произведении, выполненном с применением ПК; значение

теоретических основ дизайна; оценка качества визуальной информации, вы-

работка умении избирательности, критического и креативного мышления;

развитие творческого потенциала с помощью программных средств [2].

Необходимость и актуальность данной технологии продиктована со-

временной жизнью.

Студенты могут использовать 3D-графику для представления проектов

на итоговых просмотрах и защитах курсовых и дипломных проектов

.Оформление планшетов по дисциплинам происходит с использованием па-

кетов CorelDRAW, Corel PHOTO-PAINT, Adobe Photoshop, Ilustrator - пред-

ставляется идея проекта, демонстрируются знания о правилах и приемах

композиции, законах колористики, особенностях формы и конструкции про-

ектируемых объектов.

Трехмерное моделирование применяют во многих сферах дизайнер-

ской деятельности. С его помощью решается проблема представления объ-

ёмного изображения в пространстве. Среди множества 3D - пакетов, наибо-

лее популярным является 3D Studio MAX. При рациональном применении

новых и улучшенных средств модификаторов, дающих полный контроль над

внешним видом сложной модели, можно эффективно реализовать любые

творческие замыслы в процессе компьютерного проектирования интерьеров,

мебели, сувениров, ювелирных изделий. Архитектурное проектирование

предполагает большую самостоятельную работу с необходимой информаци-

ей: СНиПы, ГОСТы и т.д., которые помогают изучить специализированные

программы. При работе над проектом студенты приобретают профессио-

нальные навыки по оценке: потребностей заказчика, эргономических требо-

ваний; функциональной нагрузки и конструктивных возможностей помеще-

ний [3].

В программах AutoCAD, 3D Studio MAX, ArhiCAD, Architectural

Destop в процессе работы над проектом студенты обучаются выстраивать

технологическую последовательность автоматизированного компьютерного

проектирования, приобретают умение и навыки выполнения дизайнерских

проектов в постоянно обновляемых, изменяющихся версиях компьютерных

графических программ. Использование компьютерных технологий в проек-

тировании дает студентам значительно больше времени и возможностей для

развития образного мышления и творческих способностей. При работе над

284

заданием соблюдаются основные требования к проектной документации,

обеспечиваются требования «заказчика» к формированию внутреннего про-

странства, учитываются факторы, влияющие на интерьер, такие как: место-

положение здания, природный ландшафт, ориентация помещений, особенно-

сти объемно-пространственной структуры интерьера, зонирование основных

помещений, наличие коммуникаций, санитарно-гигиенические требования и

т.д.

Таким образом, компьютерные технологии не только упрощают про-

цесс создания творческой работы, но и выводят её на абсолютно новый, со-

временный уровень.


1. Смолян Г.Л. Человек и компьютер. М., 2001.

2. Блатнер Д. Adobe Photoshop: Искусство допечатной подготовки: Всеобъ-

емлющее учебное и справочное пособие по Photoshop / Д. Блатнер,

Б. Фрейзер. - СПб.: ООО «ДиаСофтЮП», 2005.

3. Петров М.Н., Молочков В.П. Компьютерная графика. 2-е издание. Пи-

тер, 2004

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА

УРОКАХ МАТЕМАТИКИ В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Шестакова В.А.

МБОУ БГО СОШ №4

Информатизации нашего общества требует от учителя в процессе обу-

чения использовать новые информационные технологии. Информационные

технологии можно использовать при ознакомлении детей с новым материа-

лом на школьных предметах, так же их можно использовать для закрепления

и повторения изученного. В частности, на уроке математики информацион-

ные технологии служат не только для разнообразия на уроке, но и для того,

чтобы учебный материал обладал большей наглядностью, был более понятен.

Урок математики может решить проблему дефицита подвижной на-

глядности, когда дети с помощью интерактивной доски сравнивают способом

наложения геометрические фигуры, анализируют взаимоотношения мно-

жеств. Компьютер является и мощнейшим стимулом для творчества детей.

Интерактивная доска притягивает внимание, которого порой нельзя добиться

при фронтальной работе с классом. Можно быстро выполнить преобразова-

ния в деформированном тексте, превратив разрозненные предложения в

связный текст.

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 математике в частности; оказать учебно-методическую

помощь обучающимся в самостоятельной работе над учебным материалом.

Информационные технологии целесообразно применять в следующих

случаях: диагностического тестирования качества усвоения учебного мате-

285

риала; в тренировочном режиме для отработки элементарных умений и на-

выков после изучения темы; в обучающем режиме; при работе с отстающими

учениками; в режиме самообучения; в режиме графической иллюстрации

изучаемого материала.

Для формирования и развития ключевых компетенций в контексте ин-

формационной культуры учителю начальных классов необходимо разрабо-

тать последовательную, логически завершенную систему учебных заданий,

выстроенную в соответствии с возрастанием полноты, проблемности, новиз-

ны, жизненности, практичности, деятельность обучающихся в выборе ин-

формации, её обработки, должна контролироваться учителем.

Использование информационных технологий на уроке математики в

начальной школе рассмотрим на примере темы урока «Знакомство с число-

выми выражениями».

Целью данного урока является формирование понятий «числовое вы-

ражение», «математическое выражение»; «значение числового выражения»;

понятия «соответствия»; закрепление умения находить значение любого чи-

слового выражения; развитие внимания, памяти, трудолюбия; привитие ин-

тереса к математике посредством использования информационных техноло-

гий. Обучающимся предлагается определить, какой из рисунков соответству-

ет выражению 4 + 3. В качестве рисунков выбраны изображения конечных

множеств, элементами которых являются геометрические фигуры.

Работая с числовыми выражениями, обучающиеся опираются на коли-

чественную теорию целого неотрицательного числа, на умения соотносить

множество предметов этого множества и установления соответствия между

данным числовым выражением и рисунком. Выполнив задание, обучающие-

ся переходят к более сложному заданию. Выполнение задания требует от

учащихся проявления таких качеств, как способность видения и перенесения

знакомой ситуации к новой проблеме.

Для выполнения задания обучающимся необходимо установить взаим-

но однозначное соответствие между множеством математических (числовых)

выражений и множеством рисунков. Выполнение задания требует актуализа-

ции усвоенных знаний: умения привлечь ранее полученные знания для уста-

новления соответствия между предложенным рисунком и числовым выраже-

нием. Выполняя задание, ученики осознают состав числа в пределах десяти

на основе прибавления по частям. Представленные задания усложняются: на

рисунках изображены ряды объектов конечных множеств, упорядоченных по

возрастанию количества элементов, содержащихся в конкретном множестве,

ряды числовых выражений. Ученики должны определить соответствие меж-

ду рядом предметных множеств и рядом числовых выражений, установив

правило и получения каждого следующего предметного множества и соот-

ветственно - числа.

Математическое определение числового выражения является сложным

и недоступным для понимания младшим школьникам. Поэтому в соответст-

вии с дидактическими принципами формирования понятий работа с число-

выми выражениями должна строиться последовательно, от этапа к этапу, с

286

соблюдением логики преемственности математического образования. Пред-

ложенная система заданий направлена на закрепление умений и навыков и

создает условия для выполнения учебных задач на более высоком уровне са-

мостоятельности.

Практика работы в школе показывает, что при условии дидактически

продуманного применения информационных технологий в рамках урока по-

являются неограниченные возможности для индивидуализации и дифферен-

циации учебного процесса, гарантируется развитие у каждого школьника

собственной образовательной траектории в получении знаний.


4. Барышникова Г.Б. Психолого-педагогические теории и технологии на-

чального образования. – Я.: ЯГПУ, 2009.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА

УРОКАХ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Щербакова Г.В.

ГОБУ НПО ВО «Профессиональное училище №34 г. Борисоглебска»

Специфика каждого предмета разнообразна, но общий принцип, один –

задача учителя состоит в том, чтобы создать условия практического овладе-

ния знаниями. Применяя этот принцип к уроку физической культуры, можно

отметить, что задача учителя, выбрать такие методы обучения, которые по-

зволили бы каждому ученику проявить свою активность, своё творчество, ак-

тивизировать двигательную и познавательную деятельность учащегося.

Компьютерные технологии всё шире входят в нашу жизнь, хотя они не

могут заменить непосредственное общение ученика с живым человеком,

учителем. Однако использование этих технологий в качестве дополнительно-

го инструмента для качественного обучения своих подопечных – необходи-

мая потребность своевременного и будущего времени. Целью этих техноло-

гий является усиление интеллектуальных возможностей учащихся в инфор-

мационном обществе, а также гуманизация, индивидуализация, интенсифи-

кация процесса обучения и повышение качества обучения.

С чего же начиналось применение ИКТ в моей практике применитель-

но к урокам физической культуры. Вначале информационные технологии в

области физического воспитания использовались без непосредственного

привлечения учащихся: это в основном текстовые документы – заявки, отчё-

ты, положения о соревнованиях, печатание грамот. Параллельно с текстовы-

ми документами создала базу данных по итогам выступлений команд учили-

ща на спортивных соревнованиях. При разработке уроков с ИКТ я четко по-

нимала, что компьютерные технологии - только средство и посредник между

учениками и мною. Я выделила для себя критерии необходимости, возмож-

ности и целесообразности использования компьютерных технологий. Разра-

батывая технологию применения компьютера на уроке физической культуре,

287

я руководствовалась одним принципом: компьютер в обучении использовать

лишь тогда, когда он обеспечивает получение знаний и умений, которые не-

возможно или достаточно сложно сформировать при использовании тради-

ционных технологий.

Работа в программе МicrosoftРowerРoint, позволила мне сделать урок

физкультуры более интересным, наглядным и динамичным. Многие учащие-

ся умеют самостоятельно создавать презентации . Электронная презентация –

это логически связанная последовательность слайдов, объединенных одной

тематикой и общими принципами оформления .Сама презентация, являясь,

по сути, конспектом урока может быть использована как средство самообу-

чения и самостоятельной работы. Электронная презентация может содержать

большой теоретический материал, который, тем не менее, легко усваивается

из-за неординарной формы ее подачи. Использование электронных презента-

ций на теоретических уроках оказывают самое непосредственное влияние на

мотивацию обучаемых, скорость восприятия информации делает материал

более приемлемым и доступным учащимся.

Другой формой использования ИКТ на уроках физкультуры, явилось

применение тестирующих программ. Компьютерные тесты могут содержать

неограниченно большое количество разделов и вопросов, что позволяет

варьировать тесты под непосредственные нужды и конкретных участников

тестирования. Компьютерные тесты предусматривают как работу с подсказ-

кой ответов, так и без них. Использование компьютерных тестов на теорети-

ческих уроках физической культуры дает возможность:

осуществлять реальную индивидуализацию и дифференциацию обу-

чения;

вносить обоснованные изменения в процесс преподавания;

достоверно оценивать качество обучения и управлять им.

В компьютеризованном использовании тестов возможен вариант само-

обучения, идущий в 2-4 раза быстрее, чем при традиционном коллективном

разборе результатов тестирования. Вариант самообслуживания дает возмож-

ность понять такой объем материала, который не удается осуществить в дру-

гом случае – именно в этом преимущество компьютеризованных тестов.

Таким образом, использование ИКТ позволяет успешно совмещать не

только физическую, но и умственную работу, развивать интеллектуальные и

творческие способности учащегося, расширять общий кругозор.

Компьютерная поддержка позволяет вывести современный урок на ка-

чественно новый уровень, повысить статус учителя, использовать различные

виды деятельности на уроке, эффективнее организовать контроль и учёт зна-

ний учащихся.

Действительно, использование компьютерных технологий на уроках

физической культуры дает возможность воздействовать на три канала вос-

приятия человека: визуальный, аудиальный, кинестетический, а значит, спо-

собствует эффективному усвоению учебного материала. Увеличивается объ-

ем материала за счет экономии времени. Расширяются возможности приме-

нения дифференцированного подхода в обучении, осуществляются меж-

288

предметные связи. Но, самое главное преимущество использования ИКТ на

уроках - повышение мотивации обучения, создание положительного настроя,

активизация самостоятельной деятельности учащихся.


1. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. – М.: Народное

образование, 1999 г.

2. «ИТО – Ростов -2010» - Дядюшкина Т.С. Использование информацион-

ных технологий на уроках физической культуры. –

http://ito.edu.ru/2010/Rostov/II/4/II-4-11.html

ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ И КОММУНИКАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ДОМАШНИХ ЗАДАНИЙ

Якушко Н.В.

МБОУ БГО СОШ № 4 г. Борисоглебска

«Послушай – и ты узнаешь,

Посмотри – и ты поймешь,

Сделай и ты научишься»

- гласит китайская мудрость.

Учитель, используя в своей работе ИКТ, перестаёт быть для ученика

единственным источником информации, носителем истины и становится

партнером в процессе обучения.

Я предлагаю использовать ИКТ при выполнении домашних заданий.

Домашняя работа является разновидностью самостоятельной деятельности

учащихся. Ее роль заключается в закреплении и углублении знаний и умений

школьников, в подготовке к восприятию нового материала. Домашнюю рабо-

ту выполняют добросовестно, но не все ученики находят готовые ответы на

вопросы по компьютеру по просьбе или заданию учителя. Свою инициативу

– выполнить домашнее задание с использованием средств ИКТ проявляют

ученики крайне редко. Хотя приходят из школы и много времени проводят за

компьютером.

Особенностью домашней работы является то, что при выполнении до-

машних заданий школьникам предоставляется большая самостоятельность.

Качество выполнения домашней работы учениками зависит и от того, какими

средствами обучения располагает и как их использует каждый ученик.

При грамотном использовании средств ИКТ при подготовке домашнего

задания может быть решен ряд проблем: использование наглядных пособий,

проведение исследований и измерений на местности, моделирование. В 8

классе мы изучаем тему: «От чего зависит климат России» и рассматриваем

модели циклона и антициклона и устанавливаем причины их образования.

Для закрепления темы, ученики получают домашнее задание с использовани-

ем ИКТ:

289

1. Выделить основные признаки циклона и антициклона.

2. Какая погода устанавливается при их действии.

Работа не трудная, ученики, без моделей, могут выполнить домашнее

задание.

На урока краеведения ученики используют электронные справочники и

энциклопедии. Получают домашнее задание, составить проект «Моя Красная

книга Борисоглебского района».

Цель проекта создать учебный фильм о птицах, занесенных в Красную

книгу Воронежской области, встречающихся на территории нашего района.

Используя интернет, записывают голоса работают с определением птиц. До-

машнее задание очень интересное, но только для учеников среднего звена.

Одной из основных причин того, что компьютер мало используется в

процессе выполнения домашней работы является отсутствие четких методи-

ческих рекомендаций для изучение конкретных тем с использованием но-

вейших источников информации и средств обучения.

Схема 1. Место домашней работы, выполненной с использованием средств ИКТ, в

учебном процессе (на уроке)

Схема 2. Место домашней работы, выполненной м использованием средств ИКТ,

во внеклассной работе

Схема 3. Место домашней работы, выполненной м использованием средств ИКТ,

во внеурочной работе учащихся

290

С целью получения информации об эффективности использования

ИКТ был проведен опрос. Ученикам было предложено задание: «Продолжи

предложение»:

1. Компьютер – это друг, твердый учебник, помощник, собеседник.

2. Интересно ли тебе на уроке с компьютером

3. Используешь ли ты компьютер в учебных целях.

На первые два вопроса - положительно ответили 100%, все используют,

а на третий – 80%.

При выполнении домашней работы ИКТ не все используют.

Вывод, надо грамотно подойти к использованию при выполнении до-

машнего задания.

Необходимо:

1. Четко и ясно ставить цели.

2. Разумно сочетать ИКТ с традиционными средствами обучения.

3. Оформлять выполненную работу.

4. Проверять и оценивать работу.

Во многом, именно от учителя зависит, каким будет ребенок – будущее

страны. А это значит, учитель должен быть в одном ряду с развивающимся

обществом, должен знать и уметь, как научить того, за кого ты в ответе.

291


1. Кожевников Ю.В. Инновационные образовательные технологии в препо-

давании. Высшая школа, 2005 г.

2. Лызлов А.В. Организация уроков с использованием ИКТ / А.В. Лызлов //

Вопросы Интернет-образования. - 2006. - № 26.

3. Клейман Г.М. Школы будущего. Компьютеры в процессе обучения /

Г.М. Клейман // Современная школа - 2005 № 4

292

ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА

ДИСКРЕТНЫЕ ЗАДАЧИ ВЫБОРА И МЕТОДЫ ИХ РЕШЕНИЯ

Карелин В.П.


Многие задачи выбора являются по своей сути дискретными или цело-

численными. Поиск оптимального решения таких задач – проблема сущест-

венно более сложная, чем задачи непрерывной оптимизации.

Средством анализа оптимизационных задач с дискретной структурой

являются комбинаторные алгоритмы или комбинаторные вычисления. Дис-

кретная оптимизация и комбинаторный анализ не имеют единой теории, т.е.

некоторого набора основных положений, теорем, правил, позволяющих по-

лучать общие результаты и рекомендации [1-4]. Вместе с тем многочислен-

ные исследования и опыт разработки комбинаторных алгоритмов показали,

что в ряде случаев все же существуют единые принципы организации вычис-

лений, отражающие особенности того или иного класса моделей. Примерами

являются: исследования на графах, метод ветвей и границ, разновидности

динамического программирования, методы теории расписаний и др. Общая

идея этих методов состоит в замене полного перебора всех вариантов час-

тичными переборами меньших объемов. Это достигается в результате ис-

ключения из рассмотрения ряда подмножеств, заведомо не содержащих ис-

комого экстремума [5-7].

В некоторых случаях, когда размерность задачи относительно невели-

ка, методы комбинаторной оптимизации позволяют за приемлемое время

найти наилучшее решение. Однако для большинства практических задач из-

за "проклятия размерности" этого сделать не удается и приходится создавать

приближенные алгоритмы. Наряду с этим существует также класс задач, где

сама постановка требует точного решения. Например, задача распознавания

наличия или отсутствия некоторых свойств, присущих данной модели, зада-

чи на существование и др. Примерами могут быть: задача распознавания

изоморфизма графов, изоморфного вложения, о существовании размещения

вершин графа, отвечающему заданному критерию и др. [2-5].

Многие задачи дискретной оптимизации, сводятся к известным моде-

лям упорядочения, согласования, размещения, распределения. Примерами

таких задач являются многие задачи на графах, задачи календарного и сете-

вого планирования, задачи, связанные с оптимизацией перевозок, с отыска-

нием оптимальной упаковки транспортных средств, задачи распределения

заданий для исполнителей и т. п. [1, 2- 6].

Все эти задачи относятся к классу задач целочисленного или дискрет-

ного программирования. Как правило, поиск точного решения подобных за-

дач связан с необходимостью просмотра большого числа вариантов, что ста-

новится затруднительным с ростом размерности задач. Поэтому целесооб-

разным является разработка эвристических (приближенных) алгоритмов.

Вместе с тем важно также уметь оценивать степень близости полученного

293

приближенного решения к оптимальному (наилучшему). Возможные подхо-

ды и методы решения некоторых из перечисленных задач предложены авто-

ром в [2, 4-8].

При разработке методов решения задач выбора важной является про-

блема понижения сложности, которая является центральной не только в тео-

рии оптимизации, но и в теории искусственного интеллекта.

К основным из известных методов понижения сложности задач отно-

сятся следующие [1, 2, 6]:

сведение исходной задачи к совокупности более простых;

метод, ориентированный на типовые конфигурации (образцы);

метод агрегирования (обобщения, факторизации), когда лучшее ре-

шение отыскивается не на исходном множестве, а среди значительно мень-

шего числа выделенных представителей;

методы ветвлений с отсечениями, ветвей и границ;

методы, основанные на применении различных эвристик;

методы эволюционных вычислений, основанные на применении эво-

люционно-генетических процедур, методы генетического поиска, методы

случайного поиска.


1. Гордеев Э.Н. Задачи выбора и их решение. В сб. Компьютер и задачи вы-

бора / Автор предисл. Ю.И.Журавлёв. М.: Наука, 1989.

2. Карелин В.П. Теория и средства поддержки комбинаторных моделей при-

нятия решений в организационно-технологических системах. Дисс. докт.

техн. наук. Таганрог. ТРТУ, 1995.

3. Мелихов А.Н., Карелин В.П. Методы распознавания изоморфизма и изо-

морфного вложения чётких и нечётких графов. Учебное пособие.- Таган-

рог: Изд-во ТРТУ, 1995.

4. Берштейн Л.С., Карелин В.П., Целых А.Н. Методы и модели принятия

решений в интегрированных интеллектуальных системах. Монография.

Ростов-на-Дону. Изд-во. РГУ. 1999.

5. Карелин В.П., Целых А.Н. Методы и модели принятия решений в социо-

технических системах. Препринт. Ростов-на-Дону: Изд-во Северо-

Кавказского научного центра высшей школы.1999.

6. Карелин В.П., Лозовский А.В. Методы понижения сложности и сокраще-

ния перебора при решении комбинаторных задач в распределенных ин-

формационных системах поддержки организационного управления. Та-

ганрог. Изд-во ТИУЭ, // Вестник ТИУиЭ. Вып. № 1, 2005. С. 81-87.

7. Карелин В.П., Глушань В.П. Методы сокращения перебора при отыскании

гамильтонова цикла и решении задачи коммивояжера на плоском графе. //

Известия ТРТУ, тематич. вып. "Интеллектуальные САПР", № 1(79), 2007.

Таганрог. Изд-во ТРТУ. С. 102-109.

294

8. Афанасьев А.Ю., Глушань В.М., Карелин В.П. Исследование алгоритмов

оптимизации тестовых заданий. // "Известия ЮФУ. Технические науки",

Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ. 2010. C. 203-211.

КОГНИТИВНЫЕ МОДЕЛИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Карелин В.П.


Предельно возросшие в последние десятилетия уровень конкуренции и

нестабильность внешнего мира требуют, в отличие от «традиционного»

управления, использования иных принципов и подходов к управлению таки-

ми сложными организационными системами (СОС) как социотехнические,

социально-экономические и т.п., к принятию решений (ПР) в этих системах.

Сложность проблемы управления такими системами, обусловлена не

только внешними факторами, но и спецификой самого объекта управления.

Для такого объекта невозможно однозначно предсказать способ действия и

экстраполировать его состояние ни при каком априорном знании свойств

объекта и ситуации. Свойства таких активных объектов управления обычно

уникальны [1].

СОС являются системами со слабопредсказуемыми свойствами, обла-

дающими скрытыми или самостоятельными тенденциями поведения, в част-

ности – целенаправленного. Анализ функционирования подобных систем по-

казывает весьма важный аспект: управление ими осуществляется в условиях

частичной или полной неопределенности исходной информации. Свойство

неопределенности, как и нестационарности (это два близких по своей приро-

де свойства СОС), присуще всем объектам, находящимся в развитии, чье по-

ведение изменяет их внутреннее строение и свойства.

Для описания и действенного анализа СОС нужны подходы, в которых

точность и строгость количественных методов анализа не являются абсолют-

но необходимыми и в которых используются методы качественного анализа,

допускающие нечеткости и частичные истины. При качественном анализе

систем исходная информация имеет качественный вид, если она носит се-

мантический характер, задана в виде классов взаимосвязанных элементов

системы, представляется в виде отношения или взвешенного графа связей

между элементами системы [2].

К моделям и методам качественного анализа относятся такие, как де-

композиция системы на подсистемы, модели классификации и упорядочения

элементов системы, модели распознавания, методы выявления существенных

связей между элементами системы, методы укрупненного представления

систем, обобщения ситуаций и формирования понятий, согласованности

предпочтений и т.д. Качественное описание и качественный анализ прово-

дятся с целью исследования систем на ранних этапах их проектирования, при

исследовании и обработке экспертной информации и эмпирических данных

структурными методами, при исследовании процессов ПР человеком с целью

295

формирования обобщенных понятий, классов ситуаций, соответствующих

принимаемым решениям [1-3].

Во всех этих задачах, так или иначе, используются когнитивные моде-

ли – графы G = {X,E} или когнитивные карты, где X – вершины, E – дуги

графа, интерпретируемые в терминах изучаемой предметной области, а так-

же гиперграфы, функциональные графы. Таким образом, когнитивная модель

представляет собой графическое отображение соотношения между элемен-

тами и параметрами системы [1,3,4].

Когнитивные модели (КМ) являются основой для когнитивного анали-

за, который позволяет строить системную модель на основании эмпириче-

ских или предположительных данных. КМ являются структурными моделя-

ми СОС, они предназначены для выявления причинных связей между эле-

ментами системы, сложного объекта, определения как явных, так и неявных,

скрытых связей и отношений между элементами системы и оценки последст-

вий, происходящих под влиянием воздействия на эти элементы или измене-

ния характера связей.

Когнитивный подход к анализу и моделированию СОС или сложной

проблемной ситуации позволяет дать описание внутренней структуры иссле-

дуемой системы (или ситуации) и различных процессов, протекающих в ней

и их взаимодействие и взаимозависимости с внешним миром, выявить влия-

ние внешней среды и происходящих в ней изменений на управление систе-

мой, а также таящихся угроз и возможностей их снижения [5].

Технологии когнитивного моделирования (КМод) используются при

решении проблем стратегического управления развитием СОС в нестабиль-

ной внешней среде. Это позволяет прогнозировать поведение СОС и свое-

временно принимать меры по снижению степени риска и неопределенности.

На КМ можно проводить разнообразные исследования системных свойств

самих СОС и по результатам исследований разрабатывать необходимые

управленческие решения, направленные на совершенствование изучаемых

объектов.

Целый ряд существенных особенностей и проблем СОС могут быть

проанализированы и объяснены с помощью КМод. При этом помимо наибо-

лее распространенных в настоящее время задач КМод (идентификация объ-

екта в виде когнитивной карты, анализ путей и циклов, сценарный анализ,

анализ устойчивости и др.), представляет интерес рассматривать наряду с

традиционными следующие задачи: наблюдаемости, управляемости, сложно-

сти, связности, адаптивности, оптимизации, самоорганизации, исследование

чувствительности решений к вариациям структуры и параметров когнитив-

ной карты; принятие решений [1,3,4].

Осуществление исследований в названном направлении и практическая

реализация получаемых результатов невозможны без применения компью-

терных информационных технологий и интеллектуальных систем поддержки

принятия решений (ИСППР).

В настоящее время при изучении и моделировании слабоструктуриро-

ванных СОС когнитивный подход и сценарный анализ получают все более

296

широкое распространение. Характерными областями приложения когнитив-

ного подхода являются не только моделирование СОС и управление ими в

условиях неопределённости и высокого динамизма ситуационной изменчи-

вости, но также анализ и решение различных экономических, биологических,

экологических и др. задач [6].

КМ часто являются моделями, формирующими блок разработки и ана-

лиза управленческих решений в ИСППР, моделируя процессы познания и

решения проблем в сложных системах. Примеры таких ИСППР рассмотрены

в работах [6-8].


1. Горелова Г.В., Карелин В.П., Захарова Е.Н. Когнитивные модели как эле-

мент интеллектуализации систем принятия управленческих решений.

Альманах научн. трудов "Экономические и институциональные исследо-

вания". Вып. №4 (16). – Ростов-на-Дону: Изд. РГУ, 2005. С. 21-32.

2. Вагин В.Н. Дедукция и обобщение в системах принятия решений. М.:

Наука, 1988.

3. Карелин В.П., Целых А.Н. Методы и модели принятия решений в социо-

технических системах. Препринт. – Ростов-на-Дону: Изд-во Северо-

Кавказского научного центра высшей школы.1999.

4. Горелова Г.В. , Верба В.А., Захарова Е.Н., Карелин В.П. Когнитивный

подход к исследованию условий развития региональной системы // Извес-

тия Таганрогского радиотехнического университета. – 2004. № 9. С. 110-

122.

5. Абдикеев Н.М., Алибалаева Л.И. Когнитивные технологии и модели

управления агропромышленным комплексом // Сб. научных трудов «Ин-

новационные технологии когнитивного управления в экономике, менедж-

менте и образовании». Вып.2 – М.: ГОУ ВПО «РЭУ им. Г.В. Плеханова»,

2010. С. 13-20.

6. Абдикеев Н.М., Аверкин А.Н. Когнитивные сети поддержки принятия

решений в экономике // Сб. научных трудов «Инновационные технологии

когнитивного управления в экономике, менеджменте и образовании».

Вып.2. – М.: ГОУ ВПО «РЭУ им. Г.В. Плеханова», 2010. С. 8-12.

7. Карелин В.П. Методы и средства информационно-аналитической под-

держки принятия решений в организационных системах.

// Вестник Таганрогского института управления и экономики. – 2009. – №

2(10). С. 74-81.

8. Карелин В.П. Интеллектуальные технологии и системы искусственного

интеллекта для поддержки принятия решений // Вестник Таганрогского

института управления и экономики. – 2011. – № 2(14). С. 79-84.

297

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА SCILAB ДЛЯ

РЕКОНСТРУКЦИИ СМАЗАННЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Мосин В.С., Волков В.В.


Scilab [1] — кроссплатформенный прикладной математический пакет

для инженерных и научных расчётов, поставляемый с исходным кодом. В от-

личие от многих других математических пакетов (MATLAB, Mathematica,

MathCAD и др.), Scilab является бесплатным и (начиная с версии 5) свобод-

ным программным обеспечением.

Пакет Scilab можно использовать для решения задач численных мето-

дов, статистического анализа, обработки сигналов и изображений и многих

других.

Scilab поддерживает написание скриптов с использованием собствен-

ного языка программирования высокого уровня, ориентированного на чис-

ленные методы. По синтаксису данный язык похож на очень популярный

среди учёных язык программирования MATLAB.

В рамках настоящей работы математический пакет Scilab использовал-

ся для решения прямой и обратной задачи реконструкции смазанного изо-

бражения. Указанная задача является весьма распространённой и актуальной

научно-технической задачей (см., например, [2, 3]).

Кратко рассмотрим математическую постановку задачи реконструкции

смазанных изображений, а также подходы к её решению. Более подробную

информацию по данной теме можно найти, например, в книге [3]. Будем рас-

сматривать только изображения в оттенках серого.

Итак, при регистрации изображений с использованием технических

систем могут возникать различные искажения. Одним из простейших и наи-

более распространённых примеров таких искажений является смазывание

изображения. Соответственно, нередко возникает потребность восстановле-

ния математико-компьютерными методами смазанных изображений.

Изображение будем рассматривать в прямоугольной системе коорди-

нат, где ось x направлена горизонтально (определяет строки пикселей для

цифрового изображения), а ось y — вертикально (определяет столбцы пик-

селей для цифрового изображения). Для простоты будем считать, что смазы-

вание изображения происходит только вдоль оси x (горизонтально). Указан-

ное предположение не снижает общности рассматриваемой постановки зада-

чи, т. к. любое другое направление «смаза» может быть приведено к горизон-

тальному путём поворота изображения на некоторый угол.

Пусть — величина «смаза». Тогда на некоторую точку ,x y изо-

бражения в результате смазывания проецируется непрерывный набор точек с

абсциссами от x до x и различными интенсивностями ,z y . Ре-

зультирующая интенсивность (обозначим ее через b ) в некоторой точке

,x y изображения будет равна сумме (интегралу) интенсивностей ,z y ,

,x x [3]:

298

1

, ,

x

x

z y d b x y

. (1)

Множитель 1

перед интегралом гарантирует, что в отсутствие смаза

( 0 ) зарегистрированное изображение совпадает с исходным:

, ,b x y z x y .

Соотношение (1) является основным в задаче восстановления смазан-

ных изображений [3]. В нём ,b x y — измеренное распределение интенсив-

ности на смазанном изображении, причем ось x направлена вдоль смаза,

— величина смаза, а ,z x y — распределение интенсивности на неиска-

женном изображении.

Соотношение (1) представляет собой совокупность одномерных инте-

гральных уравнений (для каждой строки изображения) и может быть записа-

но в следующем виде:

1

x

y y

x

z d b x

. (2)

Для удобства решения уравнение (2) может быть преобразовано к инте-

гральному уравнению Фредгольма I рода типа свертки:

y yh x z d b x

,

где

1 , 0, 0, иначе,

xh x

или к интегральному уравнению Фредгольма I рода общего вида:

,

b

y y

a

h x z d b x , (3)

где

1 , ,,

0, иначе.x x

h x

Здесь ядро интегрального уравнения h играет роль функции рассеяния

точки (ФРТ) определяющей, во что превращается каждая точка при смазыва-

нии [3].

Рассмотрим прямую задачу — получение смазанного изображения из

неискажённого (это необходимо для создания модельных примеров).

В дискретном виде уравнение (3) может быть представлено следующим

выражением:

y yb Az , (4)

где yb — вектор-строка интенсивностей пикселей смазанного изображения в

строке с номером y ; A — матрица, связанная с ФРТ; yz — вектор-строка ин-

тенсивностей пикселей неискаженного изображения в строке с номером y .

299

Пусть исходное изображение размером m n пикселей задано матри-

цей интенсивностей m nz

.

Заметим, что при моделировании искажения отдельно нужно обрабо-

тать края изображения размером , т. к. у расположенных здесь пикселей

нет «соседей», необходимых для расчёта интенсивности соответствующих

пикселей искажённого изображения. Эта проблема может быть решена, на-

пример, с использованием «схемы с размытыми краями» или «приёма усече-

ния изображения» (подробнее, см. [3]).

В настоящей работе используется приём усечения смазанного изобра-

жения. В этом случае будет сформировано изображение шириной n , а

соотношение (4) для данного метода моделирования может быть записано в

виде конечной суммы по пикселям:

1

1

j

i i

k j

b j z k

, 1,2,...,j n , 1,2,...,i m , (5)

где i — номер строки, j (и k ) — номер столбца.

Для решения обратной задачи — собственно, восстановления (реконст-

рукции) исходного изображения по смазанному, может быть использовано

достаточно большое число различных методов (см., например, [2, 3]).

В настоящей работе для решения обратной задачи используется метод

конечных сумм (квадратур) с регуляризацией Тихонова. Кратко изложим ос-

новные идеи этого метода.

Интегральное уравнение (3) преобразуется к системе линейных алгеб-

раических уравнений (СЛАУ) методом квадратур: интеграл заменяется ко-

нечной суммой по пикселям, имеющим натуральные значения координат [3]:

,

1

1

1

m

i jk i k

k

Az j h z

, 1,2,...,j n , 1,2,...,i m , (6)

где

1 1 , , 0, иначе.jk

j k jh

В этом выражении A — ленточная матрица, состоящая из элементов

jkh и не зависящая от номера строки i .

Таким образом, при каждом фиксированном номере строки i получаем

СЛАУ относительно искомого вектора z . Чтобы реконструировать всё изо-

бражение, нужно при каждом i решить подобную СЛАУ. Другими словами,

реконструкция изображения выполняется построчно.

Запишем рассматриваемую СЛАУ (6) более компактно в матричном

виде:

Az b (7)

Заметим, что в зависимости от используемой схемы дискретизации и

моделирования смазывания изображения указанная СЛАУ может быть как

определённой, так и недоопределённой или переопределённой. Кроме того,

решения уравнения (6) и, соответственно, СЛАУ (7) сильно неустойчивы [3].

300

Для преодоления упомянутых проблем при решении СЛАУ вида (7)

воспользуемся классическим методом регуляризации Тихонова (см., напри-

мер, [4]).

Для решения СЛАУ вида (7) данным методом используют приём све-

дения указанной системы к системе уравнений Эйлера:

T TA A I z A b , (8)

где I — единичная матрица размера n n , — параметр регуляризации.

Известно (см., например, [4]), что система (8) при заданном параметре

регуляризации 0 имеет устойчивое решение z .

В рамках настоящей работы моделирование равномерного прямоли-

нейного горизонтального смазывания изображения и восстановление исход-

ного изображения осуществлялись с использованием пакета Scilab с установ-

ленными модулями Scilab Image and Video Processing (SIVP) версии 0.5.3.1-2

и Image Processing Design (IPD) версии 8.3.1-1. Отметим, что решение похо-

жей задачи (в более общем виде) с помощью Scilab рассмотрено, например, в

[5].

Были реализованы собственные скрипт-файлы для системы Scilab, по-

зволяющие решать прямую и обратную задачу реконструкции смазанных

изображений. В вычислительных экспериментах для тестовых изображений

моделировалось смазывание по формуле (5), а затем проводилось построчное

восстановление изображение путём решения системы (8). Оптимальное зна-

чение параметра регуляризации определялось методом подбора.

Ниже представлены результаты двух экспериментов.

В качестве тестового изображения для эксперимента №1 из базы дан-

ных Института обработки сигналов и изображений Университета Южной

Калифорнии [6] было выбрано изображение «Часы».

На рис. 1 представлены результат первого эксперимента: рис. 1 а) —

исходное изображение, рис. 1 б) — смазанное изображение, рис. 1 в) — вос-

становленное изображение при значении параметра регуляризации 43.8 10 .

а) б) в)

Рис. 1. Результаты эксперимента с модельным изображением «Часы»

301

В эксперименте №2 использовалось одно из самых известных тестовых

изображений — «Лена» (Lenna).

На рис. 2 представлены результаты второго эксперимента: рис. 2 а) —

исходное изображение, рис. 2 б) — смазанное изображение, рис. 2 в) — вос-

становленное изображение при значении параметра регуляризации 43.8 10 .

а) б) в)

Рис. 2. Результаты эксперимента с модельным изображением «Лена»

По результатам экспериментов можно сделать вывод, что, несмотря на

появившиеся характерные искажения, в целом, восстановленные изображе-

ния стали заметно чётче. В частности, на модельном изображении «Часы»

стало возможно разобрать цифры на циферблате.


1. Open source software for numerical computation – Домашняя страница

Scilab. — http://www.scilab.org/

2. Дайнеко М. В. Реконструкция смазанных и зашумленных изображений

методами регуляризации и усечения в технических системах обработки

информации: Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук. – СПб., 2011. – 23 с.

3. Сизиков В. С. Обратные прикладные задачи и Matlab: Учебное пособие. –

СПб.: Издательство «Лань», 2011. – 256 с.

4. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. – М.:

Наука, 1986. – 288 с.

5. Горячкин О. В., Березовский А. А. Задания и методические указания к

выполнению курсовой работы по курсу «Идентификация и диагностика

систем» / ГОУ ВПО «Поволжский государственный университет теле-

коммуникаций и информатики». – Самара, 2011 – 36 с.

6. University of Southern California: Signal and Image Processing Institute Image

Database. – http://sipi.usc.edu/database/

http://www.scilab.org/

http://sipi.usc.edu/database/

302

РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА К ИМИТАЦИОННЫМ МОДЕЛЯМ

Насонова Е.Д.

Балашовский институт (филиал) ФГБОУ ВПО «Саратовский государствен-

ный университет имени Н.Г. Чернышевского»

Разработка имитационных моделей может проводиться в различных

современных системах моделирования, имеющих собственный дружествен-

ный графический интерфейс пользователя, к таким развитым имитационным

средам можно отнести AnyLogic, Arena, IThink и другие. Однако наиболее

доступной средой продолжает оставаться язык GPSS World, с помощью ко-

торого можно разрабатывать и изучать дискретные и непрерывные процессы

обработки транзактов. Данный язык обладает достаточно мощными возмож-

ностями моделирования, но не имеет встроенных средств интерактивного

ввода и вывода данных, визуализации имитационного процесса. Данную

проблему программист может решить путем разработки собственной формы

для ввода данных на любом высокоуровневом языке программирования, од-

нако такой путь является достаточно сложным. Другой способ заключается в

использовании различных программ, создаваемых вокруг моделирующего

ядра и расширяющих его возможности. Одной из таких программ является

«Универсальный редактор форм», с помощью которого можно создавать

приложения, позволяющие проводить одиночный эксперимент или серию

экспериментов с имитационными моделями, получать и анализировать ре-

зультаты с использованием различных диаграмм и графиков, оптимизировать

показатели модели.

Рис. 1. Форма ввода одиночного эксперимента.

303

Готовую GPSS-программу подгружают в универсальный редактор

форм, предварительно удалив транзакт-таймер, отвечающий за управление

временем моделирования, уменьшающий значение счетчика завершений, так

как данный редактор имеет встроенные возможности задания момента начала

и окончания моделирования. Такое достоинство является одновременно и

недостатком редактора, так как в нем отсутствует возможность выбора типа

транзакта, который должен управлять процессом моделирования.

Процесс разработки формы имитационной модели достаточно прост.

Редактор позволяет разрабатывать форму для ввода исходных данных оди-

ночного эксперимента, на основании которой может быть также построена

форма для серии экспериментов. На форме ввода одиночного эксперимента

могут располагаться такие объекты, как надписи, рисунки, вкладки, рамки

групп данных, кнопка «Запуск» и поля ввода, привязанные к соответствую-

щим операндам блоков GPSS (рис. 1). При этом для числовых полей могут

быть наложены ограничения вхождения введенного значения в заданный

диапазон. Эти поля затем могут быть добавлены в список факторов, участ-

вующих в построении серии экспериментов. Изменение значений СЧА в ходе

выполнения модели можно наблюдать с помощью специальной формы дина-

мики хода эксперимента, на которой можно располагать такие объекты, как

диаграммы, позволяющие наглядно прослеживать изменение одного или не-

скольких выбранных параметров, поля, отображающие значения одиночных

количественных показателей, а также часы и календарь для отслеживания

изменения модельного времени (рис. 2).

Рис. 2. Форма динамики хода эксперимента.

Готовую форму можно запустить в тестовом режиме, а можно скомпи-

лировать в исполняемый файл. По окончании процесса моделирования мож-

но увидеть достаточно представительные результаты, размещенные на шести

304

вкладках. Они включают в себя общую информацию о модели (время моде-

лирования, имя модели), исходный код модели, форму начальных данных,

диаграммы, иллюстрирующие протекание эксперимента, временные графики

для всех СЧА имитационной модели (рис. 3), а также сам отчет GPSS-модели

в стандартном и русифицированном виде.

Рис. 3. Результаты имитационного эксперимента.

Для серии экспериментов по окончании процесса моделирования мож-

но увидеть таблицу результатов серии экспериментов, графики серии экспе-

риментов, отражающие влияние изменения значения выбранного фактора на

величину отдельного критерия эффективности. Также с помощью подсисте-

мы «Оптимизация» возможен поиск «наилучших» среди проведенных экспе-

риментов вариантов посредством построения и обучения нейронной сети и с

использованием генетических алгоритмов поиска оптимальных решений. Все

результаты экспериментов, в том числе и графические объекты, могут быть

сохранены во внешнем файле.


1. Исаев, Ф.В., Девятков, В.В. Универсальный редактор форм для моделей

на GPSS World // Сборник докладов V Всероссийской научно-

практической конференции «Имитационное моделирование, теория и

практика», Санкт-Петербург, 2011, Т. 1, С. 355-359.

2. Элина-Компьютер. – http://elina-computer.ru.

http://elina-computer.ru/

305

АКТУАЛЬНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННОЙ ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ЕЕ ПРЕПОДАВАНИЯ В ВУЗЕ И ШКОЛЕ

О РОЛИ ПРЯМОГО ОДНОКРАТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ В

ФОРМИРОВАНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ НА

ПЕРВОНАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКИ В ВУЗЕ

Авдеева Н.И., Погуляева А.Г., Хмурович В.В.

Могилевский государственный университет имени А.А. Кулешова

Важным элементом профессиональной подготовки учителя физики яв-

ляется овладение метрологическими знаниями и умениями по измерению

физических величин и оценке точности, с которой проведены измерения.

Результат измерений имеет практическую ценность, если указана его

точность. В нормативных документах по практической метрологии одним из

способов для выражения точности измерений используют погрешность из-

мерений как разность между результатом измерений и истинным (действи-

тельным) значением измеряемой величины [1], [2]. Подходы и способы оце-

нивания характеристик погрешности измерений описаны в соответствующих

документах по метрологии, например, [1], [3].

Формирование экспериментальной грамотности на пропедевтическом

уровне, на наш взгляд, состоит в усвоении способов оценивания погрешно-

сти результата измерений. Очевидно, начинать это нужно с однократного

прямого измерения как наиболее простого вида измерений [4].

Однократное измерение – это измерение, выполненное один раз. За ре-

зультат однократного измерения (а) принимают значение величины, полу-

ченное при измерении.

Погрешность результата однократного измерения (погрешность из-

мерения) – это погрешность одного измерения.

Составляющими погрешности результата однократного измерения, как

правило, являются:

инструментальная составляющая погрешности измерений – погреш-

ность средства измерений;

погрешность отсчета;

погрешность метода.

Сведения о составляющих погрешности средства измерений, как пра-

вило, имеются в нормативно-технической документации на средство измере-

ний данного типа и, как правило, заданы пределом допускаемых значений.

При отсутствии сведений о составляющих погрешностях средства измере-

ний, средство измерений используется только для ориентировочных измере-

ний.

Погрешность отсчета – это субъективная погрешность, вносимая экс-

периментатором при отсчете показаний прибора, при снятии показаний по

графику и т.д.

Погрешность отсчета как случайная величина распределена равномер-

но на интервале отсчета. Если установлена ширина интервала отсчета h, то

306

границы интервала, в котором с вероятностью Р=1 находится погрешность

отсчета, вычисляют по формуле: 2

hîò .

Погрешность метода обусловлена неадекватностью реально измеряе-

мого объекта модели, параметры которой принимаются в качестве измеряе-

мых величин, отклонением измеряемой величины от показаний средства из-

мерений и т.д. В учебной физической лаборатории погрешность метода уста-

навливается на основе изучения и анализа метода исследования и, по воз-

можности, должна быть либо устранена, либо оценена до проведения изме-

рений.

До проведения измерений должны быть внесены также поправки на все

известные источники, имеющие систематический характер.

Если погрешность средства измерений, погрешность отсчета и по-

грешность метода определяются пределами допускаемых значений Δср-в, Δот,

Δм, соответственно, то они являются неисключенными1 составляющими сис-

тематической погрешности прямого однократного измерения. Поэтому гра-

ницы интервала, в котором с вероятностью Р=1 находится неисключенная

систематическая погрешность (НСП) результата однократного прямого изме-

рения рассчитывают по формуле [4], [5]:

мотвср

В этом случае

за предельную погрешность результата прямого однократного изме-

рения принимают границу интервала Δ;

доверительная граница НСП результата прямого однократного изме-

рения при доверительной вероятности Р= 0,95 вычисляют по формуле: 2

м

2

от

2

всрS1,1

Если погрешности отсчета и метода не превышают 15 % погрешности

средства измерений, то за погрешность результата измерений принимают по-

грешность используемого средства измерений.

Форма представления результата прямого однократного измерения [4]:

А) a или ;a ;

Б) Sa , P или Sa ; , P.

При этом [1]:

1. и S , P выражают числом, содержащим не более двух значащих

цифр, третий разряд (не указываемый младший) округляют в большую сто-

рону.

2. Допускается и S выражать числом, содержащим одну знача-

щую цифру. В этом случае число получают округлением в большую сторо-

1 Неисключенная систематическая погрешность (НСП) – это погрешность, кото-

рая изменяется предсказуемым образом в повторных измерениях. В метрологии при рас-

чете характеристик НСП принимают закон равномерного распределения вероятностей,

если известны только пределы допускаемых значений и если другая информация отсутст-

вует.

307

ну, если цифра последующего, не указываемого младшего разряда равна или

больше пяти, или в меньшую сторону, если эта цифра меньше пяти.

3. Наименьшие разряды числового значения результата измерений а

принимают такими же, как и наименьшие разряды числового значения абсо-

лютной погрешности.

При выполнении прямого однократного измерения студенту необходи-

мо:

1. Изучить средство измерений с целью:

установления метрологических характеристик, используемых для

определения результата измерений;

установления метрологических характеристик для расчета погреш-

ности средства измерений;

изучения метода измерений для установления погрешности метода

измерений с целью ее устранения либо оценивания.

2. Выяснить реальные условия измерений.

3. Вычислить погрешность однократного измерения.

4. Снять показание средства измерений.

5.Записать результат измерений.

6. Сделать вывод.

Поэтому прежде, чем приступить к выполнению однократного измере-

ния студент должен:

1. Знать определения или уметь пояснить следующие понятия:

объект и предмет исследования;

физическая величина, истинное значение измеряемой величины, ре-

зультат измерения, результат измерений, результат однократного измерения;

измерение, измерение физической величины, прямое измерение фи-

зической величины, косвенное измерение физической величины, однократ-

ное измерение физической величины;

погрешность измерения, погрешность измерений, погрешность од-

нократного измерения; систематическая погрешность измерения, случайная

погрешность измерения;

средство измерений, диапазон измерений, цена деления, погреш-

ность средства измерений, основная погрешность средства измерений, до-

полнительная погрешность средства измерений, погрешность отсчета;

предел допустимых значений погрешности средства измерений, пре-

дельная погрешность средства измерений, доверительная граница погрешно-

сти измерений.

2. Знать формы представления результата прямого однократного изме-

рения.


1. Государственная система обеспечения единства измерений. Результаты и

характеристики погрешности измерений. Формы представления. Способы

использования при испытаниях образцов продукции и контроле их пара-

308

метров образцов продукции и контроле их параметров: МИ 1317-2004. –

Введ. 20.12.2004. – Москва: Госстандарт России: Федер. госуд. унит.

предпр. Всерос. науч.-исслед. ин-т метрологической службы, 2004. – 21 с.

2. Государственная система обеспечения единства измерений. Применение

«Руководства по выражению неопределенности измерений»: РМГ 43-

2001. – Введ. 07.01.2003. – Москва: Госстандарт России: Всерос. науч.-

исслед. ин-т метрологии им. Д. И. Менделеева, 2003. – 26 с.

3. Государственная система обеспечения единства измерений. Методики

(методы) измерений: ГОСТ Р 8.563-2009. – Введ. 15.12.2009. – Москва:

Стандартинформ, 2010. – 16 с.

4. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения

прямые однократные: Р50.2.038-2004. – Введ. 01.01.2005. – Москва: Гос-

стандарт России: Федер. госуд. унит. предпр. Всерос. науч.-исслед. ин-т

метрологической службы, 2004. – 21 с.

5. Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология.

Основные термины и определения: РМГ 29 – 99. – Введ. 01.01.01. – Моск-

ва: Госстандарт России: Всерос. науч.-исслед. ин-т метрологии им. Д. И.

Менделеева, 2000. – 58 с.

ДИДАКТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ УЧЕБНОГО

ПРОЦЕССА ПО ПОДГОТОВКЕ УЧИТЕЛЕЙ ФИЗИКИ

Герасимова Т.Ю.


В процессе подготовки учителей физики в условиях классического

университета студенты на лекционных и практических занятиях знакомятся с

методами, формами и средствами организации учебного процесса по физике

в средних общеобразовательных учреждениях. Под средствами обучения

понимают источники информации, с помощью которых учитель учит, а уче-

ник учится.

Вся совокупность дидактических средств создает условия обучения

физике в учебно-информационной среде и включает три составляющие:

1. учебные и методические пособия для учителя и учащихся;

2. систему средств обучения (технические средства обучения; приборы

и т.д.), в том числе средства новых информационных технологий обучения

физике;

3. систему средств научной организации труда учителя и учащихся.

Первый модуль – учебные и методические пособия – включает учебни-

ки по физике, сборники задач, справочники, методические пособия, литера-

туру по истории физики, демонстрационному эксперименту, тетради для ла-

бораторных работ, исследовательских заданий, календарно-тематическое

планирование учебного процесса, книги по методике преподавания физики и

т.д. Все это может быть записано как на современных носителях информации

(лазерные диски, видеопленки и т.п.), так и на традиционных (печатные ма-

териалы).

309

Второй модуль – систему средств обучения - составляют электронные

материалы для поддержки изучения теоретического материала школьного

курса физики (мультимедийный проектор, интерактивная доска) и средства,

предназначенные для проведения физического эксперимента (лабораторное

оборудование).

Третий модуль - система средств научной организации педагогическо-

го труда - включает разнообразные средства современной техники, помо-

гающие учителю выполнять «рутинную» работу. Оргтехника служит для вы-

полнения печатных работ, размножения раздаточного учебного материала,

хранения учебно-справочного материала и его оперативного поиска и т.п.

В учебном процессе по теории и методике обучения физике студенты

специальности «Физика. Информатика», «Физика. Математика» разрабаты-

вают организационно-методические материалы, которые предназначены для

организации учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках; ди-

дактические материалы – учебно-методические рекомендации к учебным за-

нятиям; диагностические материалы, которые предназначены для самокон-

троля и организации внешнего контроля усвоения теоретического материала

по теме урока. Диагностический материал включает задания трех уровней

сложности:

тестовые задания на узнавание понятий по изучаемой теме, которые

нужны для проверки знаний на уровне восприятия и осмысления;

вопросы и задания для воспроизведения изучаемого материала, ко-

торые нужны для проверки усвоения знаний на уровне осмысления и запо-

минания;

задания для практического применения усвоенных знаний (система

задач), целью которых является проверка усвоения знаний на уровне приме-

нения теоретического материала в практической деятельности.

По первому модулю студенты разрабатывают календарно-тематическое

планирование, в основе которого лежит деятельностный подход к организа-

ции учебного труда, и которое представлено на схеме 1. Схема 1 – Структурные элементы календарно-тематического планирования

№

п/п

Тема

урока

Содержание

учебного

материала

Структурные

элементы

физических

знаний

Образовательные

цели урока

Уровни

усвоения

знаний

учениками

Домашнее

задание

По второму модулю студентами разрабатываются презентации в редак-

торе Power Point по отдельным темам школьного курса физики, flash-

анимации некоторых физических явлений.

Дидактические материалы, обеспечивающие деятельность учащихся и

учителя, разрабатываются в виде технологических карт учебного занятия, ко-

торые представляют собой форму технологической документации, в которой

записаны цель, средства, процесс организации учебной деятельности учителя

310

и ученика, указаны действия и их составные части, учебное оборудование,

конечный результат и т.п.

В состав технологической карты входят учебные элементы урока (УЭ),

позволяющие достичь интегрирующей цели урока. Среди учебных элементов

урока выделяют следующие:

УЭ-0 определяет интегрирующую цель по достижению результатов

обучения. При этом в соответствии с десятибалльной системой оценки зна-

ний выделяются и описываются следующие уровни усвоения знаний и уме-

ний учеников: уровень узнавания, уровень неосознанного воспроизведения,

воспроизведение на уровне понимания, применение знаний в знакомой си-

туации, применение знаний в незнакомой ситуации;

УЭ-1 включает задания по выявлению уровня знаний по теме; зада-

ния, направленные на овладение учащимися новым материалом (самостоя-

тельная работа, тестовые задания, работа с дидактическим материалом, мо-

дульными программами) и т.д.;

УЭ-2 (и т.д.) описывает содержание нового учебного материала, со-

ставление и работу с опорными конспектами, структурно-логическими схе-

мами.

Завершающий УЭ включает выходной контроль знаний, подведение

итогов занятия (оценка степени достижения целей урока), выбор домашнего

задания (оно должно быть дифференцированным – с учетом успешности ра-

боты учащегося на уроке), рефлексию (оценку своей работы с учетом оценки

окружающих).

Составные элементы технологической карты представлены в схеме 2. Схема 2 – Структурные элементы технологической карты

Учебные элементы

урока

Содержание учеб-

ного материала

Руководство по ус-

воению учебного

содержания

Время на выпол-

нение задания

Постановка целей

урока

Входной контроль

Актуализация зна-

ний

Изучение нового

материала

Выходной контроль

Рефлексия

Подведение итогов

урока

Домашнее задание

По дисциплине «Теория и методика преподавания физики» для студен-

тов подготовлены дидактические материалы (учебно-методические пособия)

[1-3], которые помогают студентам организовать учебную работу по подго-

товке дидактических средств для организации учебного процесса в средних

общеобразовательных учреждениях, и готовят их к профессиональной дея-

тельности.

311


1. Современные образовательные технологии при обучении физике/ Авт.-

сост.: Т.Ю. Герасимова, В.М. Кротов // Под общ. ред. Т.Ю. Герасимовой.

– Могилев, МГУ им. А. А. Кулешова, 2007. – 116 с.

2. Методика обучения решению задач по физике: метод. пособие / Т.Ю. Ге-

расимова, В.М. Кротов. – Могилев: УО «МГУ им. А.А. Кулешова», 2009.

– 160 с.

3. Герасимова, Т.Ю. Частные вопросы преподавания физики в средней шко-

ле: пособ.: в 5 ч. Ч. 1 / Т.Ю. Герасимова. – Могилев: УО «МГУ им. А.А.

Кулешова», 2012. – 276 с.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРИИ ПОЭТАПНОГО

ФОРМИРОВАНИЯ УМСТВЕННЫХ ДЕЙСТВИЙ

ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ

Доросевич С.В.

Могилевский государственный университет им. А.А. Кулешова

Современный процесс обучения строится на использовании педагоги-

ческих технологий, в основе которых лежат различные теории усвоения зна-

ний, развития мышления или коммуникативных способностей. При обучении

физике приоритетное значение имеют качества знаний учащихся, такие как

прочность, глубина, осознанность, поэтому возникает необходимость орга-

низовывать учебный процесс с использованием психологических теорий ус-

воения знаний, одной из которых является теория поэтапного формирования

умственных действий П.Я. Гальперина. В основе теории лежит психологиче-

ский подход, при котором знания предлагаются не априорно (с нагрузкой на

память), а в процессе поиска и их практического применения – это деятель-

ностная теория усвоения знаний. Практика показывает, что теория поэтапно-

го формирования умственных действий позволяет добиваться значительных

успехов в формировании физических понятий, законов и теорий – знаний

учащихся.

По теории П.Я. Гальперина действие, формируемое у обучаемого, при-

обретет умственную форму и будет успешным только при условии соблюде-

ния пяти этапов формирования этого действия [1,3].

На вводно-мотивационном этапе обучения формируется готовность

учащихся к выполнению действия [2]. Учитель объясняет, а ученик осмысли-

вает цель действия, сам объект действия, выделяет системы ориентиров и

указаний, учёт которых необходим для выполнения действия – составляет

план решения задачи, определяет порядок его реализации, состав и последо-

вательность операций. При этом он должен понять логику осваиваемого дей-

ствия и оценить возможность его выполнения. В ходе освоения действия

схема ориентиров постоянно проверяется и уточняется.

На этапе формирования действий в материальной (материализованной)

форме учащийся производит требуемые действия с опорой на внешне пред-

ставленные образцы действия, в частности на схему ориентировочной осно-

вы действия.

312

Рис. 1 Этапы формирования умственных действий

На этапе внешнеречевого действия все его элементы учащийся должен

облечь в речевую форму, при этом рекомендуется проговаривать, формули-

ровать в речи все, что выполняется практически. Речевое действие, так же,

как и материальное, обязательно должно быть освоено в развернутом виде.

Все операции, входящие в него, должны не только приобрести речевую фор-

му, но и быть освоенными в ней.

На этапе выполнения речевого действия «про себя» обучаемый, как и

на предыдущем этапе, проговаривает весь процесс решения задачи, но делает

это без внешнего проявления, беззвучно. Вначале действие на этом этапе по

длительности и степени аргументации ничем не отличается от речевого эта-

па, но затем начинает быстро сокращаться и автоматизироваться – это свиде-

тельствуют о переходе на пятый этап – этап умственного действия. Действие

становится недоступным самонаблюдению и превращается в навык.

При организации учебного процесса в соответствии с теорией поэтап-

ного формирования умственных действий необходимо:

1. провести подготовку дидактического учебного материала в соответ-

ствии с этапами формирования умственных действий (выделение структур-

ных элементов знаний по физике, усвоение которых алгоритмизируется, ус-

тановление между ними взаимосвязи и соответствия);

2. организовать модульное построение содержания обучения и плани-

рование учебной познавательной деятельности учащихся на основе логики

построения содержания обучения;

3. выделить структуру уроков в качестве этапов организации учебного

познания на основе теории поэтапного формирования умственных действий,

которая должна включать этапы формирования мотивационной основы учеб-

ной деятельности (актуализации знаний и субъективного опыта учащихся,

целеполагания, вводные занятия с демонстрациями, историческими хроника-

ми, составлением схем ориентировочной основы действия и выделением

ориентиров); занятия с использованием моделей и опытов, которые ученики

313

могут проделать сами под руководством учителя; занятия по решению задач

с обсуждением в малых группах (коллективного решения задач); занятия по

самостоятельному выполнению заданий, занятия по лабораторному исследо-

ванию; занятия обобщения и систематизации, контроля и коррекции знаний;

4. подготовить поэтапный мониторинг учебной познавательной дея-

тельности учащихся с целью постоянной диагностики и коррекции. Для его

проведения необходимо создать соответствующий диагностический матери-

ал и методику его применения для установления уровня сформированности

предметных знаний.

Использование теории поэтапного формирования умственных действий

позволяет повысить осознанность и прочность знаний по физике, сформиро-

вать практические навыки у обучаемых, способствует формированию у них

учебных компетенций.


1. Гальперин П.Я. Введение в психологию. – М.: Университет, 2000. – 336 с.

2. Степанова М. Предпосылки теории планомерно-поэтапного формирова-

ния умственных действий и понятий: Л.С. Выготский и П.Я.Гальперин //

Вопросы психологии. – 2000. – Т. 6. – С. 90-99.

3. Этапы формирования умственных действий по Гальперину [Электронный

ресурс]. – Режим доступа: http://cnit.mpei.ac.ru/textbook/

01_02_01_01.htm#K0 – Дата доступа: 04.11.2013.

МЕТОД АМПЕРМЕТРА-ВОЛЬТМЕТРА-ВАТТМЕТРА

И ЕГО ПОГРЕШНОСТИ

Елисеев В.О.

Воронежский государственный

архитектурно-строительный университет

Метод амперметра-вольтметра-ваттметра (рис.1) является удобным в

лабораторных исследованиях при определении параметров активно-

реактивных двухполюсников (катушка индуктивности, дроссель, обмотка

трансформатора, конденсатор с активными потерями) [1, 2, 3, 4].

Полное сопротивление реактивного двухполюсника

Рис.1

314

,

где - показания вольтметра (действующее значение), - показания ампер-

метра (действующее значение).

Активное сопротивление двухполюсника

,

реактивное сопротивление

,

- показания ваттметра (активная мощность).

Если двухполюсник является катушкой индуктивности, дросселем или

обмоткой трансформатора, то индуктивность и добротность равны соответ-

ственно:

,

,

где - частота переменного тока (как правило = 50 Гц - промышленная

частота переменного тока, ).

Если двухполюсник - конденсатор с активными потерями, то емкость и

добротность (тангенс угла потерь) соответственно равны:

,

.

Абсолютная и относительная погрешности косвенных измерений соот-

ветственно равны [2, 3, 4]:

,

,

где - искомая физическая величина, - величины,

измеряемые непосредственно, - их абсолютные погрешности.

Тогда абсолютная и относительная погрешности вычисления доброт-

ности (тангенс угла потерь)

,

.

Абсолютная и относительная погрешности вычисления индуктивного и

емкостного сопротивлений

,

315

.

Абсолютная и относительная погрешности вычисления индуктивности

,

.

Абсолютная и относительная погрешности вычисления емкости

,

.

Предельно допустимая абсолютная погрешность измерений тока, на-

пряжения и активной мощности [1 - 4]

,

относительная погрешность

,

где - класс точности измерительного прибора, - установленный предел

измерения, - измеренное значение тока, напряжения и мощности (при од-

нократных измерениях), при многократных измерениях в качестве берут

среднее арифметическое измеренных величин.

Полученные результаты могут быть использованы при промышленных

испытаниях различных двухполюсников, а также в лабораторных исследова-

ниях, в т.ч. на лабораторных занятиях по курсам "Электротехника и электро-

ника", "Физические основы измерений", "Метрология" и т. д.


1. Электротехника/Под ред. В.Г. Герасимова. - М.: Высшая школа, 1985. -

480с.

2. Электрические измерения/Под ред. А.В. Фремке. - М.: Энергия, 1980. -

424с.

3. Электрические измерения/Под ред. Е.Г. Шрамкова. - Л.: Энергия, 1973. -

520с.

4. Электрические измерения/Под ред. В.Н. Малиновского. - М.: Высшая

школа, 1982 – 436 с.

ТЕОРЕМА О ДВИЖЕНИИ ЦЕНТРА МАСС В СИСТЕМЕ МЕТОДОВ

РЕШЕНИЯ ШКОЛЬНЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ

Ерохина Р.Я1., Иванова Ю.А

2.

1кандидат педагогических наук,

2заслуженный учитель России

Успешная сдача ЕГЭ по физике – сложная проблема не только для

учащихся, но и для учителя, осуществляющего подготовку к экзамену. Толь-

ко расширением кругозора и инструментариев решения можно снять у экза-

менующихся неуверенность и страх перед каждой новой задачей.

316

Цель настоящей работы - обратить внимание учителя на метод решения

ряда задач по механике на основе использования теоремы о движении центра

масс.

Как известно, декартовы координаты центра масс системы определя-

ются соотношениями:

,i i

ic

m x

xm

,i i

ic

m y

ym

,i i

ic

m z

zm

где m – общая масса системы материальных точек; mi – масса каждой матери-

альной точки, xi, yi, zi – её координаты. [1,с.103].

Сама теорема о движении центра масс формулируется следующим об-

разом: «Центр масс системы движется как материальная точка, масса кото-

рой равна суммарной массе всей системы, под действием силы, равной гео-

метрической сумме всех внешних сил, действующих на систему» [2,с.110].

Указанное утверждение можно представить формулой ,i

i

m a F где m– об-

щая масса системы, - ускорение центра масс, iF - каждая из действующих

внешних сил.

Если 0,i

i

F то центр масс сохраняет состояние покоя или движется

прямолинейно и равномерно.

Вначале рассмотрим конкретные примеры решения задач на нахожде-

ние положения центра масс системы.

Рис. 3

Задача 1. На тонкой невесомой спице длиной 90 см равномерно закре-

плены шайбы массами m, 2m,3m и 4m (рис.1). На каком расстоянии от право-

го конца спицы находится центр масс этой системы [3, с.83]?

Рис. 4

Обычно для решения подобных задач используют условия равновесия

тела, имеющего ось вращения, для чего приходится находить моменты сил

относительно центра масс. Определим положение центра масс по формулам

для его координат.

Решение

Начало отсчета совместим с правым концом спицы (рис.2). Тогда: 3 2 2 3

;4 3 2

C C

md m d m dX X d

m m m m

Ответ. 30CX ñì . Оптимизация решения очевидна.

317

Формулы для определения координат центра масс применимы и в том

случае, когда тело имеет вырезы. Вырезанные (отсутствующие) массы следу-

ет считать отрицательными. Для иллюстрации метода рассмотрим задачу 2.

Задача 2. В шайбе радиусом R на расстояниях 2

R от её центра продела-

ны два отверстия, одно радиусом 1

2

Rr , другое -

24

Rr . Определите положе-

ние центра масс шайбы.

Рис. 3

Решение

Совместим начало декартовой системы координат с центром шайбы

(рис.3). Пусть - масса единицы поверхности шайбы. Тогда, если бы шайба

была сплошной, то её масса была бы: 2M R . Массы вырезов рав-

ны:2 2

1 2,4 16

R Rm m . Знак минус показывает, что массы

1m и 2m отсутст-

вуют в шайбе. Пользуясь рис.3, находим координаты центров вырезов и цен-

тра шайбы: 1 2, , 0

2 2

R Rx x x . Подставим значения масс и их координат с

учетом их знаков в формулу для определения центра

масс: 1 1 2 2

1 2

C

m x m x MxX

m m M

.

Рис. 4

После преобразований получим: CX 3/22 R. Ответ. Центр масс нахо-

дится левее центра шайбы на расстоянии 3/22 R.

Задача 3. Два одинаковых стержня массой m и длиной l каждый соеди-

нены под прямым углом и подвешены за один из концов (рис.4).Найдите

угол α между вертикалью и верхним стержнем в положении равновесия. [3,

с.86]

Решение

В положении равновесия системы вертикаль проходит через её центр

масс. Массы однородных стержней m1=m2=m можно считать сосредоточен-

ными в центре каждого стержня.

318

Выполним рис.5 и выберем координатные оси вдоль стержней. Тогда

координаты центра масс системы равны:

Рис. 5

2 2;2 4 2 4

C c

l lm m

l lX y

m m ,

где l – длина каждого стержня

В ∆ABC сторона СВ = 4

c

lx , сторона АВ =

3

4 4c

l ll y l ,

АВС=90 , САВ= , 1

; 183

BCtg

AB

Ответ. 18

Рис. 6

Перейдем к задачам на связанные системы. Обычно эти задачи

решаются по алгоритму, существенной частью которого является

составление системы уравнений движения для каждого тела в отдельности.

Покажем, что использование теоремы о движении центра масс значительно

упрощает решение этих задач

Задача 4. К нити, переброшеной через блок прикреплены грузы (рис.6).

Чему равно ускорение, с которым они движутся [3, с.58]?

Решение

Силы натяжения нитей, действующие в системе грузов, являются внут-

ренними. К внешним силам относятся силы тяжести грузов. Все связанные

тела системы движутся с одинаковым ускорением, равным ускорению центра

масс. В проекции на направление движения по теореме о движении центра

масс, получаем:

( 2 ) 2 ,2

gm m m a mg mg mg a

Ответ 2

ga

319

Задача 5. Сани массой М = 24 кг находятся на гладком катке. Мальчик

массой m = 16 кг, находящейся на санях, держит веревку, которую тянут си-

лой F=10 Н (рис.7).

Рис. 7

С каким ускорением будут двигаться сани? Коэффициент трения маль-

чика о поверхность саней 0,5 . Трением саней о лёд пренебречь [3, с.59].

Решение

На систему «мальчик - сани» в горизонтальном направлении действует

одна внешняя сила F. Силы трения между мальчиком и санями являются для

системы внутренними, с помощью которых тела взаимодействуют: мальчика

сила трения удерживает на санях, а сани сила трения толкает вперед. Пока

мальчик относительно саней неподвижен, оба тела – и мальчик, и сани –

движутся с одинаковым ускорением. Тогда, по теореме о движении центра

масс в проекциях на направление движения, получаем:

( ) ,F

m M a F am M

,

Ответ. 2

0,25ì

añ

Задача 6. Груз массой m = 1кг лежит на платформе массой М=4 кг.

Наибольшее значение коэффициента трения между грузом и платформой

0,5 , между платформой и поверхностью земли трения нет. Найдите ми-

нимальное значение силы F, при действии которой на платформу происходит

сдвиг груза относительно платформы [3, с.58].

Рис. 8

Решение

Для решения задачи выполним рис.8, на котором покажем лишь силы,

действующие только вдоль оси Х. К системе «платформа - груз» по направ-

лению движения приложена одна внешняя сила F. Силы трения являются для

системы внутренними, с помощью которых груз и платформа взаимодейст-

вуют:

1 2ò ð ò ð ò ðF F F

.

Для груза сила трения является силой, сообщающей ему ускорение:

ãð ò ðma F . Максимальное значение силы трения покоя равно ò ðF mg , следо-

вательно, максимальное ускорение, которое эта сила может сообщить грузу:

ãða g (1).

320

Если ускорение, с которым движется груз равно ускорению, с которым

движется платформа, то груз покоится относительно платформы и оба тела

движутся с одинаковым ускорением, равным ускорению центра масс систе-

мы. Тогда, по теореме о движении центра масс, в проекции на ось Х получа-

ем: ( )m M a F , где a - ускорение центра масс: F

am M

(2). С учетом (1) и

(2) находим минимальную силу F, при которой может начаться движение

груза по платформе: ( ).F g m M Превышение этой силы обязательно при-

ведет к откатыванию груза назад.

Ответ. Минимальная сила ( )F g m M , F=25 Н.

Рис. 9 Рис. 10

Задача 7. На концах и в середине невесомого стержня длиной 1s ì

расположены одинаковые шарики (рис.9). Стержень ставят вертикально и

отпускают. Считая, что трение между плоскостью и нижним шариком

отсуствует, определите перемешение каждого шарика. .[3, с.86]

Решение

По условию задачи, трения между нижним шариком и плоскостью нет.

Следовательно, вдоль оси Х на систему не действуют внешние силы.

Поэтому после падения стержня положение координаты центра масс системы

cx не изменится. По соображениям симметрии, центр масс системы

совпадает с шариком 2.Обратимся к рис.10.Пунктирными линиями на этом

рисунке показано первоначальное вертикальное положение стержня.В этом

положении cx =0. После падения стержня координата центра масс

cx , т.е.

второго шарика, останется равной 0, второй шарик окажется в точке А.

Следовательно, его перемещение равно 2

2

ss EA . Первый шарик после

падения окажется в точке С, его перемещение:

221

5

4 2

s ss BC s .Перемещение шарика 3:

32

ss AD .

Ответ. 1 2 3

5, ,

2 2 2

s s ss s s

Среди задач, решаемых обычно по закону сохранения импульса, можно

выделить такие, в которых одно из взаимодействующих тел перемещается по

поверхности другого, приводя последнее в движение. Этот тип задач можно

решать на основе теоремы о движении центра масс. При этом решение будет

рациональней. Приведем пример подобной задачи.

321

Задача 8. Платформа стоит на гладких горизонтальных рельсах.

Автомобиль переезжает с одного её конца на другой. Какова длина

платформы, если её перемещение s=5м? Масса автомобиля m1=600 кг, масса

платформы m2=1200 кг, длина автомобиля l0 =3 м [3, с.67].

Решение на основе закона сохранения импульса.

При движении атомобиля по платформе сама платформа начинает

перемещаться в противоположную сторону. Выберем ось Х по направлению

движения автомобиля. Вдоль этой оси внешние силы в системе отсутствуют.

Поэтому в проекции на ось Х закон сохранения импульса выполняется.

Пусть L – длина платфомы, V2 – скорость платформы относительно земли:

2

sV

t ,где t – время движения платформы, совпадающее с временем движения

автомобиля по ней. Автомобиль, перемещаясь по платформе проходит по ней

расстояние, равное (L-l0). Тогда: 0L lV

t

, где V – скорость автомобиля

относительно платформы. Но относительно земли скорость автомобиля будет

другой: 1 2V V V .Это обстоятельство учащиеся часто не учитывают. В ре-

зультате им не удается правильно решить задачу.

До начала движения автомобиля общий импульс системы «автомобиль

– платформа» равнялся нулю. В момент движения проекция суммарного им-

пульса на ось Х равна:1 1 2 2( )mV m V . С учетом значений V1 и V2 запишем за-

кон сохранения импульса в проекции на ось Х:

0 21 2 0

1

( ) 0, (1 )L l ms s

m m L lt t t m

Ответ. L=18 м

Решение на основе теоремы о движении

центра масс .

В системе «платформа - автомобиль»

нет внешних сил, действующих вдоль оси Х.

По теореме о движении центра масс, положе-

ние координаты центра масс ХС под действием

внутренних сил не изменяется. Будем считать,

что массы автомобиля и платформы сосредо-

точены в их центрах. Тогда, по рисунку 11 в

положении а) определяем координату автомобиля Х1= 0

2

l, и координату плат-

формы 2

2

LX , где L – длина платформы. В положении b ) координата авто-

мобиля 01

2

i lX L s , а координата платформы

22

i LX s . Воспользуемся

формулой для определения координаты Х центра масс, учтем, что I

C CX X и

Рис. 11

322

получим: 1 1 2 2 1 1 2 2

1 2 1 2

I iX m X m X m X m

m m m m

. После подстановки координат находим L:

20

1

(1 )m

L s lm

Ответ. L=18 м.

Задача.9. Плот ABCD массой М=100 кг покоится в стоячей воде. Двое

детей перемещаются из одних крайних точек плота в другие. Мальчик

массой m1 =60 кг перешел из точки А в точку С, а девочка массой m2=40 кг –

из точки B в точку А. На какое расстояние переместился при этом плот, если

АВ= 3 м, ВС=4 м [3, с.69]?

Решение

Для иллюстрации решения выполним

рис.12. На рис.12 а) спошной линией показано

положение плота при первоначальном

расположении детей на нем. Перемещение детей

по плоту вызвает движение самого плота, Его

новое расположение после перемещения детей

показано на этом рисунке пунктирной линией.

Для отсчета координат выбраны оси Х и у. Это

новое расположение плота вынесено отдельно на

рис. 12 б). Система «плот - дети» в

горизональной плоскости не испытывает

действия внешних сил. Поэтому положение

центра масс системы при перемещении

отдельных тел системы не меняется. Это

положение опредляет стратегию решения задачи.

Масса однородного плота сосредоточена в его геометрическом центре.

Пусть 1 2,AB l BC l . Найдем первоначальные координаты всех тел системы

(рис.12 а): 1 0x ,

1 0y (координаты мальчика), 2 1 2, 0x l y (координаты

девочки), 1 2,2 2

l lx y (координаты плота). Координаты центра масс системы

при первоначальном расположении тел равны:

1 21 2

1 1

1 2 1 2

2 2,c c

l lM l m M

x yM m m M m m

(1).

Новые координаты тел после их перемещения найдем из рис.12 б) :

1 1 1 2, ( )i i

x yx l s y l s (координаты мальчика), 2 2,i i

x yx s y s (координаты

девочки), 1 2, ( )2 2

i i

x y

l lx s y s (координаты плота). В приведенных

формулах ,x ys s - проекции перемещения плота s на координатные оси. Новые

Рис. 12

323

координаты тел системы определяют положение центра масс системы:

11 1 2

2

1 2

( ) ( )2 ,

x x x

c

lm l s m s M s

xM m m

21 2 2

2

1 2

( ) ( )2

y y y

c

lm l s m s M s

yM m m

(2).

Учитывая, что положение центра масс системы не изменилось,

заключаем, что 1 2 1 2,c c c cx x y y (3). Подставим в (3) выражения (1) и (2).

После преобразований и подстановки данных получаем: 0,3xs ì , 1,2ys ì .

Перемещение плота 2 2

x ys s s , 1,24s ì .

Ответ. 1,24s ì .

В заключение заметим, что авторы ни в коей мере не отвергают тради-

ционных методов решения задач, т.к. эти методы методически продуманы и

хорошо отработаны. Мы лишь предлагаем другой инструментарий, который

намного упрощает решение задач, хотя и делает его более формальным.

Однако в условиях экзамена, когда при большом числе заданий необ-

ходимо решать задачи не только правильно, но и быстро, предлагаемый ме-

тод вполне оправдан и полезен.


1. Савельев И.В.Общий курс физики: Т.1, Механика. Молекулярная физика.

– М.: Наука, 1977.

2. Сивухин Д.В. Общий курс физики: Механика. – М.: Наука, 1979.

3. Москалев А.Н.Физика / А.Н.Москалев, Г.А.Никулова. – М.: Дрофа, 2011.-

(Готовимся к ЕГЭ).

АДАПТАЦИЯ МЕТОДОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ

ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ В ПРОФИЛЬНЫХ КЛАССАХ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Зульфикарова Т.В.


В cвязи с общей тенденцией гуманизации и гуманитаризации среднего

образования и сокращения часов на изучение физики учителю при работе с

одаренными детьми следует ориентироваться на развитие у них интереса к

занятиям, на организацию их самостоятельного познавательного процесса и

самостоятельной практической деятельности. Поэтому одним из направле-

ний научно-методической работы кафедры физики и методики ее преподава-

ния на протяжении последних пяти лет является реализация деятельностного

подхода в процессе изучения физики в школе. Этому, на наш взгляд, способ-

ствует подбор задач постепенно возрастающей сложности, а также разви-

вающих задач по всем основным темам курса физики средней школы.

В данной работе представлен обзор публикаций, посвященных методам

решения задач по различным разделам курса физики средней школы. В рабо-

тах 51 рассмотрены системы задач, решение которых позволяет школьни-

кам освоить новые методы решений. Нами рассматривались задачи различ-

324

ной сложности: от обычных школьных до олимпиадных, требующих сообра-

зительности и нестандартного мышления. Особый интерес представляют за-

дачи, традиционно относимые к курсу общей и классической механики, ре-

шение которых, однако, может быть найдено в рамках школьной программы.

Приведем краткие аннотации к некоторым из работ, посвященных этой теме.

В школьном курсе физики знакомство с гидромеханикой сводится к

изучению равновесия жидкости и воздействия покоящейся жидкости на по-

груженные в неё тела, - т.е. гидростатикой. Законы гидростатики достаточно

просты и очевидны, не требуют серьезной математической подготовки, что

позволяет приступить к их освоению уже на ранних этапах изучения физики

(7-8 классы).

К сожалению, в дальнейшем эти знания не совершенствуются и к раз-

делу гидростатики школьные программы больше не возвращаются.

В работе 1 предлагается система задач гидростатики практической на-

правленности: определение толщины стенок стального трубопровода; расчет

запорного щитка ирригационного канала; исследование технических харак-

теристик гидравлического пресса и др.

Решение подобных задач позволяет не только повторить пройденный

материал школьного курса, но и расширить круг знаний учащихся, познако-

мить их с принципами работы физических приборов, гидротехнических со-

оружений, машин и механизмов, формировать техническое мышление.

Большинство задач кинематики плоского движения твердого тела не

могут быть предложены учащимся школы, так как их знания ограничены и

базируются на закономерностях прямолинейного равномерного и равнопере-

менного движений материальной точки, а также равномерного движения ее

по окружности.

Попытки преодолеть эти трудности были предприняты в статьях 32 .

Здесь показывается как, благодаря использованию подвижной инерциальной

системы отсчета, можно сложное по форме плоское движение представить в

виде совокупности поступательного и вращательного движений, в этом слу-

чае любое (даже сложное) решение может быть представлено просто и лако-

нично.

Задачи, расширяющие круг изучаемых физических явлений и законов,

были названы нами условно теоретическими. В процессе решения этих задач

формируются новые представления о плоском движении, как о череде вра-

щательных движений, вводятся новые понятия (мгновенный центр скоростей

и др.), доказываются ранее неизвестные теоремы (теорема о проекциях ско-

ростей точек твердого тела), обсуждаются возможности оптимизации реше-

ния, что актуально в условиях сдачи единого экзамена по физике.

Преимущества системы отсчета, связанной с центром масс, а также це-

лесообразность иных систем отсчета, значительно упрощающих анализ

столкновения, обсуждаются в работе 4 .

Не секрет, что при исследовании процесса столкновения двух тел

обычно используют законы сохранения энергии и импульса. Они позволяют

325

сделать ряд общих заключений о картине данного процесса вне зависимости

от закона взаимодействия тел.

В системе отсчета, связанной с центром масс, неупругий удар выглядит

наиболее просто. До столкновения частицы движутся навстречу друг другу с

равными по величине импульсами, а после столкновения составная частица

покоится. Кинетическая энергия системы целиком переходит в тепло.

Аналогично при упругом ударе. Импульс системы относительно центра

масс до и после столкновения равен нулю, поэтому частицы сначала сбли-

жаются, а после взаимодействия разлетаются с равными по модулю импуль-

сами. Таким образом, единственным изменением в системе упруго взаимо-

действующих тел является изменение направления их движения.

Целесообразный выбор системы отсчета имеет значение не только для

взаимодействующих частиц, но также для тел, совершающих плоское движе-

ние. Если вращательное движение тела не исключено, то импульс его равен

импульсу центра масс, а кинетическая энергия соответствует той ее части,

которая характеризует движение тела как целого.

В работе приведены примеры, которые демонстрируют как силу, так и

слабость метода исследования движения, основанного на применении только

законов сохранения. Когда их недостаточно, то приходится применять урав-

нения относительного движения взаимодействующих тел. Особенности

взаимодействия нескольких материальных тел рассматриваются в статье 5 .

Существует класс задач, в которых рассматривается взаимодействие

нескольких тел (твердых, жидких, газообразных). В этом случае состояние

каждого тела зависит от состояния всех остальных, поэтому они объединя-

ются в механическую систему. Наряду с внутренними силами, действующи-

ми между телами, на механическую систему оказывают влияние внешние те-

ла, не входящих в нее. Само разделение сил на внешние и внутренние явля-

ется условным и зависит от того, какая механическая система рассматривает-

ся. Например, для Солнечной системы сила притяжения Земли к Солнцу бу-

дет внутренней, а для системы Земля-Луна эта же сила будет внешней. Внут-

ренние силы оказывают влияние на движение отдельных тел системы и в

общем случае не влияют на движение ее центра, поэтому, чтобы исключить

неизвестные силы из уравнений движения, нужно сделать их внутренними.

Таким образом, выбор механической системы определяет силы, дейст-

вующие на нее, а значит и способ решения задачи - способ достижения по-

ставленной цели наикратчайшим путем.

В статье изложены рекомендации по обоснованному выбору механиче-

ской системы, который позволяет свести количество неизвестных сил к ми-

нимуму и оптимизировать тем самым процесс решения задачи.

Последовательное, поэтапное введение нового материала в процессе

решения конкретных задач дает, на наш взгляд, не меньший эффект, чем

проведение лекционных занятий, так как умение анализировать полученные

результаты и делать необходимые обобщения, прививает навык самостоя-

тельной творческой работы.

326

Некоторые из приведенных задач можно отнести к разряду теоретиче-

ских (или обучающих), поскольку полученные результаты обогащают

школьников новыми знаниями, являются стимулом к изучению нового мате-

риала, выходящего за рамки школьного курса.


1. Зульфикарова Т.В. Использование физических задач при повторении раз-

дела «Гидростатика» / Совершенствование преподавания физико-

математических и общетехнических дисциплин в педвузе и школе / Сбор-

ник научных трудов. Выпуск 3. - Борисоглебск: ГОУ ВПО «БГПИ»,2006.

– С. 110-115.

2. Зульфикарова Т.В., Павленко А.С. Кинематическое исследование плоско-

го движения тел / Образовательные технологии /. Межвузовский сборник

научных трудов. Выпуск 12- Воронеж: ВГПУ, 2004. - С. 122-126.

3. Зульфикарова Т.В. Изучение плоского движения твердого тела в рамках

школьного курса физики / Актуальные проблемы прикладной физики и

методики преподавания физики в школе и вузе / Материалы всероссий-

ской научно-практической конференции (12-13 апреля 2005). - Борисог-

лебск: ГОУ ВПО «БГПИ», 2005. - С. 150-154.

4. Зульфикарова Т.В. Выбор системы отсчета для исследования взаимодей-

ствия тел / Актуальные направления развития современной физики и ме-

тодики ее преподавания в вузе и школе / Материалы международной на-

учно-практической конференции (26 марта 2008). - Борисоглебск: ГОУ

ВПО «БГПИ», 2008. – С. 129-135.

5. Зульфикарова Т.В. Один из подходов к решению задач динамики механи-

ческой системы / Общие педагогические проблемы. Гуманитарные науки.

Естественные науки / Сборник научных трудов. Выпуск 2.- Борисоглебск,

БГПИ, 2003. – С. 114-118.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«ИЗУЧЕНИЕ АНОМАЛИИ ПЛОТНОСТИ ВОДЫ»

Зульфикарова Т.В., Матвеева Л.И.


В работе [1] сообщалось о результатах измерения относительной плот-

ности воды, которые позволяют определить температуру, соответствующую

максимальной плотности. В данной статье приводится описание лаборатор-

ной работы по исследованию одного из важнейших физических свойств воды

– аномальной зависимости плотности от температуры. Работа может быть

включена в лабораторный практикум по дисциплинам «Физика», «Избран-

ные вопросы молекулярной физики и термодинамики» для студентов фа-

культета физико-математического и естественно-научного образования.

Цель работы: экспериментальное наблюдение аномалии плотности во-

ды; определение температуры, при которой вода достигает своей максималь-

ной плотности.

Оборудование: устройство для исследования аномалии воды, пластмас-

совый лоток, магнитное перемешивающее устройство, цифровой термометр,

327

никель-хром-никелевый погружной датчик с диапазоном измерения от - 65°C

до 550°C; воронка, трубки.

Вопросы для подготовки к работе

1. Каковы современные представления о структуре молекулы воды?

2. К какому типу относится кристаллическая решетка льда?

3. Какие особенности физических свойств воды называют ее анома-

лиями? Каково планетарное значение аномалий воды?

Теоретические сведения

Вода, в отличие от других жидкостей, при повышении температуры от

0°C сначала сжимается, а затем начинает расширяться, причем максимум

плотности наблюдается примерно при 4°C. Это явление было открыто в 1772

Жаном Андре Делюком и названо аномалией плотности воды. Определяя

температуру, при которой плотность воды максимальна, Делюк ошибся при-

мерно на 1°C и получил около 5°C. Более поздние измерения Джона Дальто-

на дали еще большую величину, а именно 5,83° С. Можно предположить, что

оба исследователя не учитывали в своих расчетах температурное расширение

сосуда, в котором находилась вода. Усовершенствовав технику измерений,

Бенджамин Румфорд получил точку наибольшей плотности воды между 4 и 5

градусами по Цельсию. Более точно эта температура могла быть определена

только с развитием техники термометрии. Современное ее значение - 3,98°С.

Известно, что в жидкостях плотность всегда уменьшается с температу-

рой. Чем выше температура, тем больше тепловая скорость молекул, тем

сильнее они "расталкивают друг друга", приводя к большей рыхлости веще-

ства и, как следствие, к уменьшению его плотности. Разумеется, и в воде по-

вышение температуры увеличивает тепловую скорость молекул, но почему-

то это не всегда приводит к понижению плотности.

Объясним происхождение аномалии плотности воды. Прежде всего,

вспомним, что плотность воды резко увеличивается при переходе из твердого

состояния в жидкое. Это обстоятельство тоже относят к аномалиям, так как

плавление твердых тел обычно сопровождается увеличением объема. Ис-

ключение составляют вода, сурьма, парафин и некоторые другие вещества, у

которых твердая фаза менее плотная, чем жидкая. Но лишь у воды плотность

продолжает расти при повышении температуры от точки плавления. По-

видимому, объяснение нужно искать в особенностях молекулярной структу-

ры воды.

Рассмотрим кратко обобщенную гипотезу о структуре воды, получив-

шую в настоящее время наибольшее признание. Она основана на представле-

нии, что лед, вода и водяной пар состоят из молекул H2O, объединенных в

группы с помощью так называемых водородных связей (Дж. Бернал и Р.

Фаулер, 1933г.). Эти связи возникают в результате взаимодействия атома во-

дорода одной молекулы с атомом кислорода соседней молекулы. Такая осо-

бенность водородного обмена в молекуле воды обусловлена тем, что, отдавая

свой единственный электрон на образование ковалентной связи с кислоро-

дом, атом водорода остается в виде ядра, почти лишенного электронной обо-

328

лочки. Поэтому он притягивается электронной оболочкой кислорода сосед-

ней молекулы воды и может вступить с нею во взаимодействие.

Таким образом, в результате взаимодействия атомов водорода одной

молекулы с атомами кислорода других молекул образуются четыре водород-

ные связи для каждой молекулы воды. При этом молекулы, как правило, объ-

единяются в группы - ассоциаты: каждая молекула оказывается окруженной

четырьмя другими (рис.1). Такая «упаковка» молекул характерна для воды в

замерзшем состоянии и приводит к кристаллической структуре, принадле-

жащей к гексагональной симметрии. При этой структуре образуются «пусто-

ты — каналы» между фиксированными молекулами, поэтому плотность льда

меньше плотности воды.

Рис1.Схема взаимодействия молекул воды

1 — кислород, 2 — водород, 3 — химическая связь, 4 — водородная связь.

Повышение температуры льда до его плавления и выше приводит к

разрыву водородных связей. Однако считается, что при повышении темпера-

туры воды до 4°C упорядоченность расположения молекул по кристалличе-

скому типу с характерной для льда структурой до некоторой степени сохра-

няется. Имеющиеся в этой структуре отмеченные выше пустоты заполняются

освободившимися молекулами воды. Вследствие этого плотность жидкости

увеличивается до максимальной при температуре 3,98°C. [2] Дальнейший

рост температуры приводит к искажению и разрыву водородных связей, а,

следовательно, и разрушению групп молекул, в результате чего мы наблюда-

ем общее для всех веществ (нормальное) явление увеличения расстояний

между частицами при нагревании, приводящее к уменьшению плотности.

Заметим, что с аномалией плотности воды связана аномалия коэффи-

циента объемного расширения

который имеет отрицательные значения при температуре от 0 до 3,98°С и по-

ложительные - при температуре выше 3,98°С. При повышении температуры

коэффициент увеличивается. По сравнению с другими жидкостями коэф-

фициент объемного расширения воды сильно зависит от температуры.

Методика измерений и экспериментальная установка

Для экспериментального изучения теплового расширения тел исполь-

зуется установка, поставляемая фирмой «3B Scientific» (г. Санкт-Петербург).

329

Мы знаем, что при неизменной массе плотность жидкости обратно

пропорциональна ее объему. Данный опыт предполагает наблюдение изме-

нения объема воды с температурой в сосуде с вертикальной трубкой (рис.2).

Малость диаметра трубки позволяет зафиксировать небольшие изменения

объема, происходящие при малых изменениях температуры.

Рис.2. Прибор для наблюдения аномалии плотности воды

Устройство включает в себя сосуд из боросиликатного стекла с вход-

ной трубкой и двумя соединительными устройствами с резьбой для установ-

ки вертикальной трубки с миллиметровой шкалой и датчика температуры

или термометра.

Характеристики прибора:

объем сосуда 320 мл;

высота вертикальной трубки 400мм;

диаметр трубки 1,5 мм;

патрубок для шланга 8 мм;

общая высота прибора 500 мм.

Измеряется зависимость высоты подъема воды в трубке от темпера-

туры воды . Пренебрегая расширением стекла самого сосуда при более вы-

соких температурах, общий объем воды в сосуде и в трубке можно предста-

вить выражением

(1)

где - внутренний диаметр трубки, - объем сосуда.

Если учитывать расширение сосуда, уравнение (1) принимает вид

(2)

где - коэффициент линейного расширения стекла.

Из уравнений (1) и (2) относительная плотность воды выражается

следующим образом:

. (3)

Порядок выполнения работы

1. Налейте холодной воды в сосуд с вертикальной трубкой.

2. Установите сосуд с водой в пластмассовый лоток со льдом.

330

3. Включите магнитное перемешивающее устройство.

4. При достижении температуры воды 0°С уберите сосуд из лотка со

льдом.

5. Измерьте высоту h столбика воды в капилляре при различных значени-

ях температуры воды t. Фиксируйте значения температуры с шагом 0,5 °C в

диапазоне от 0 до 100 С.

6. Полученные данные запишите в таблицу 1. Таблица 1

Измерено Вычислено

t, °C h, м (t)

7. Вычислите относительную плотность, используя формулу 3.

8. Результаты вычислений запишите в таблицу 1.

9. Постройте график зависимости относительной плотности воды от тем-

пературы. По графику определите значение характеристической температу-

ры, соответствующей максимальной относительной плотности.

10. Сравните полученный результат со справочными данными. Оцените

погрешность результата.

11. Сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1. Чем объясняются аномалии плотности воды?

2. В чем особенности методики измерения относительной плотности во-

ды?

3. Какие факторы, на ваш взгляд, вносят наибольший вклад в погреш-

ность результата?

Заметим, что за два академических часа, отведенных на выполнение

лабораторной работы, можно определить только одно значение характери-

стической температуры. Однако выполнение работы всеми студентами груп-

пы позволит накопить достаточное количество данных для получения каче-

ственной оценки этой величины.


1. Мишина, Ж.В. Наблюдение аномалии плотности воды в лабораторных

условиях / Ж.В. Мишина, Л.И. Матвеева // Актуальные направления раз-

вития современной физики и методики ее преподавания в вузе и школе:

Материалы VI международной научно-практической конференции / Под

редакцией И.В. Бурковой. – Борисоглебск: ГОУ ВПО «Борисоглебский

ГПИ», 2011.

2. Арабаджи, В.И. Загадки простой воды / В. И. Арабаджи.- М.: «Знание»,

1973.

331

ОБ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ

Кротов В.М.


Значение физики в образовании определяется той ролью, которую иг-

рает физическая наука в жизни современного общества, в развитии культуры

человека, формировании социально значимых ориентаций, обеспечивающих

гармонизацию отношений человека с окружающим миром.

Анализ результатов и процесса изучения физики учащимися средних

общеобразовательных школ республики Беларусь позволяет судить о доста-

точно низком уровне усвоения ими физических знаний. Учащиеся не осоз-

нают необходимости усвоения физики, сущность свойств структурных эле-

ментов вещества и физических полей, изучаемых физических явлений и про-

цессов, не умеют применять знания для решения познавательных задач, что

приводит к формализму их знаний.

Объясняется это многими причинами, среди которых низкий уровень

мотивации познания, акцент на запоминание предметных знаний, пассивное

участие учащихся в образовательном процессе, неумение учащихся органи-

зовать продуктивную самостоятельную учебную познавательную деятель-

ность, сложность и громоздкость учебников и учебных пособий.

С изменением экономических и социальных условий жизни людей из-

менились образовательные ценности. В качестве результата образовательно-

го процесса рассматриваются не столько знания, умения и навыки учащихся,

сколько освоенные ими способы познавательной деятельности.

К выводу о необходимости организации учения как самостоятельной

познавательной деятельности учащихся в свое время пришёл известный

психолог Л.С. Выготский. Он обосновал следующие теоретические пози-

ции:

В основу образовательного процесса должна быть положена личная

деятельность учащегося, и все искусство учителя должно сводиться только

к тому, чтобы направлять и регулировать эту деятельность.

Прежде чем призвать учащегося к познавательной деятельности,

необходимо его заинтересовать, установить, что он готов к этой деятельно-

сти и будет действовать сам, учителю же остается только руководить и на-

правлять его деятельность [1].

Деятельностью называют динамическую систему взаимодействия

субъекта с окружающим его миром. В процессе этого взаимодействия про-

исходит возникновение психического образа и его воплощение в объекте, а

также реализация субъектом своих отношений с окружающей реальностью.

Любой простейший акт деятельности является формой проявления актив-

ности субъекта, а это означает, что любая деятельность имеет побудитель-

ные причины и направлена на достижение определенных результатов.

Учебная деятельность - специфический вид деятельности, направлен-

ный на самого обучающегося как её субъекта - совершенствование, развитие,

332

формирование его личности, благодаря осознанному, целенаправленному

присвоению им общественного опыта [3].

Поэтому под самостоятельной познавательной деятельностью уча-

щихся будем понимать такую их деятельность, при которой учащиеся в спе-

циально созданной ситуации сами:

формулируют познавательные цели,

описывают модель результата познавательной деятельности,

подбирают или создают способы и средства конкретных действий,

выполняют запланированные действия, оценивают и осознают сте-

пень достижения запланированных результатов,

осознают причины отклонения реальных результатов познания от

запланированной модели, оценивают свое эмоциональное состояние и пла-

нируют способы преодоления возникших трудностей.

Основным понятием всех теорий учебной деятельности является усвое-

ние, вне зависимости от того, выделяется оно как самостоятельный процесс

или отождествляется с учением. Усвоение, представляя собой сложное, мно-

гозначное понятие, может трактоваться с точки зрения разных подходов [2,

3].

В самом общем виде усвоение определяют как процесс приема, смы-

словой переработки, сохранения усвоенных знаний и применения их в новых

ситуациях для решения практических и теоретических задач. Для этого про-

цесса характерна структурированность. К психологическим компонентам ус-

воения относят:

положительное отношение учащихся к усвоению;

процесс непосредственного чувственного ознакомления с содержа-

нием обучения;

мышление как процесс активной переработки полученной информа-

ции;

процесс запоминания и сохранения полученной и обработанной ин-

формации [7, 8].

Процесс усвоения знаний и способов деятельности согласно С. Л. Ру-

бинштейну, включает следующие стадии: первичное ознакомление с содер-

жанием обучения, или его восприятие в широком смысле слова, его осмыс-

ление, специальная работа по его запоминанию и, наконец, овладение зна-

ниями - в смысле возможности оперировать ими в различных условиях, при-

меняя их на практике [3]. Каждая из них определяет конечный эффект усвое-

ния. Рассмотрим их психологическую характеристику.

Восприятие – процесс отражения в сознании человека предметов или

явлений при их непосредственном воздействии на органы чувств. В воспри-

ятие входят не только данные непосредственных ощущений учащихся, но и

данные его прежнего опыта. Восприятие, в отличие от ощущений, в которых

отражаются лишь отдельные свойства раздражителя, отражает предмет в це-

лом, в совокупности его свойств, предполагает узнавание предметов и явле-

333

ний, отнесение их к определенным группам, известным ученику по его преж-

нему опыту.

В процессе обучения происходит восприятие не только предметной

наглядности, но и знаковых ее форм, а также словесной информации учите-

ля. Современный подход к процессу усвоения предполагает не пассивное, а

активное самостоятельное восприятие учебной информации и жизненной

реальности. Задача учителя состоит в том, чтобы подключить к восприятию

как можно более широкий спектр чувств учащихся, полнее опереться на их

жизненный опыт, сочетать предметную и знаковую наглядность [7].

При организации восприятия как целенаправленной деятельности важ-

но исходить из того, что наибольшей пропускной способностью обладает

зрительный анализатор. Однако в обучении пропускную способность регу-

лирует не сам анализатор, а мозг, поэтому, как установлено в экспериментах

и подтверждено опытным путем, на одну единицу информации, подлежащей

усвоению, необходимо давать две единицы пояснений, т. е. дополнительной

информации [6].

Осмысление усваиваемой информации осуществляется через установ-

ление первичных, в значительной мере обобщенных связей и отношений ме-

жду предметами, явлениями и процессами, выявление их состава, назначе-

ния, причин и источников функционирования. В основе понимания лежит

установление связей между новыми знаниями и ранее усвоенными, что, в

свою очередь, является основанием для более разностороннего осмысления

учебных знаний.

Осмысление изучаемой информации характеризуется протеканием

процессов сравнения, анализа связей между изучаемыми явлениями, вскры-

тия разносторонних причинно-следственных зависимостей. В ходе осмысле-

ния значительно обогащается понимание изучаемого, оно становится

более содержательным. На этом этапе появляется определенное отно-

шение к изучаемому, зарождаются убеждения, крепнут умения доказывать

справедливость определенных выводов.

Изучаемые предметные знания нужно не только понимать, но и сохра-

нять их в памяти и уметь свободно и логично воспроизводить. Запоминание

учебных знаний должно базироваться на глубоком и всестороннем понима-

нии усваиваемых знаний и способствовать умственному развитию учащихся.

В ходе усвоения значимость и действенность знаний, проверяется

практикой. В основе применения знаний на практике лежит процесс обратно-

го восхождения от абстрактного к конкретному, т. е. конкретизация. Конкре-

тизация как мыслительная операция выражается в умении применять абст-

рактные знания к решению конкретных практических задач, к частным слу-

чаям учебно-познавательной деятельности.

Важно формировать умение учащихся применять физические зна-

ния на практике в учебе и жизни. Особенно значительным по своему

воздействию является применение изучаемых знаний в решении учебно-

исследовательских задач. Вот почему в акте усвоения обязательно должен

присутствовать элемент применения.

334

Применение знаний усиливает мотивацию учения, раскрывая практи-

ческую значимость изучаемых вопросов, делает знания более осознанными,

жизненными и реально осмысленными [1].

Осмысление непосредственно перерастает в процесс обобщения зна-

ний, в ходе которого выделяются и объединяются общие существенные чер-

ты предметов и явлений действительности, изучаемых в соответствующий

период обучения. Именно в выделении главного, существенного в учебной

информации особенно ярко проявляет себя обобщение. Но чтобы осущест-

вить выделение главного, надо анализировать факты и свойства, синтезиро-

вать их определенным образом, абстрагироваться от деталей и конкретно-

стей, сравнивать их значимость и делать обоснованный вывод о том, ка-

кие из них наиболее существенны. Во время обучения все это проявляется

в движении мысли учащегося к усвоению смысла и определению понятия, к

составлению плана, выводов, резюме, к осуществлению классифицирующих

и систематизирующих схем, таблиц.

Обобщение характеризуется выделением и систематизацией общих

существенных признаков предметов и явлений. Это более высокая по срав-

нению с осмыслением ступень абстрагирования от конкретного, момент пе-

рехода от уяснения смысла к определению понятия. Оперирование научными

понятиями на этапе обобщения знаний приводит к установлению связей ме-

жду ними, к формированию суждений. А сопоставление суждений приводит

к умозаключениям, к самостоятельным выводам и доказательствам [9].

Все описанные элементы усвоения существуют не изолированно.

Уже процесс восприятия включает некоторые начальные элементы осмыс-

ления. Но именно восприятие доминирует на данном этапе усвоения. В ка-

ждом элементе усвоения проявляются предшествующие элементы этого про-

цесса. Так, например, при осмыслении учащийся воспринимает некото-

рые дополнительные свойства объектов. Вместе с тем, каждый из этих

элементов имеет свои особенности, свою относительную самостоятельность.

Все это придает устойчивость структуре учебного познания в целом [6].

Чтобы самостоятельно конструировать знания, учащимся необходимо

знать, что конструировать (понятие, закон, правило) и как конструировать.

Следовательно, для того, чтобы учащиеся могли самостоятельно, на творче-

ском уровне усваивать знания, им необходимо знать предмет своей познава-

тельной деятельности и знать, как с ним работать.

Необходимость усвоения содержания понятий через действия самих

учащихся имеет и свои теоретические основания. Идеальные объекты науки

нельзя просто «пересадить из одной головы в другую», их можно воссоздать

лишь в соответствующих формах деятельности. Добытые обществом науч-

ные знания могут стать достоянием индивида только через его активную

практическую и мыслительную деятельность, успешное осуществление ко-

торой во многом зависит от наличия в познавательном опыте учащихся необ-

ходимого познавательного инструментария, помогающего им проникать в

сущность предмета познания, его составных частей [6].

335

Побудительными причинами деятельности человека являются мотивы

– совокупность внешних и внутренних условий, вызывающих активность

субъекта и определяющих направленность деятельности [5]. Именно мотив,

побуждая к деятельности, определяет ее направленность, т. е. определяет ее

цель. Под целью понимают осознанный образ ожидаемого результата, на

достижение которого направлено действие человека.

Действия человека, направленные на постановку цели деятельности

называют планированием. Самостоятельная познавательная учебная деятель-

ность, как и любой другой вид деятельности человека, подлежит тщательно-

му планированию.

В теории и практике обучения чаще всего рассматривается планирова-

ние познавательной учебной деятельности учащихся учителем, т. е. обучае-

мым в планировании их деятельности отводится пассивная роль, что не по-

зволяет говорить о полноценной самостоятельной познавательной деятельно-

сти учащихся.

Самостоятельная познавательная деятельность включает в себя кроме

интересов, мотивов, цели, планирования и прогнозирования деятельности,

интеллектуальной деятельности субъекта (включающая все познавательные

процессы) и систематическое получение обратной информации о ходе и ре-

зультатах учебно-познавательной деятельности на основе сличения с целью,

а также оценку себя в этой деятельности (рефлексию) [4]. Под рефлексией в

педагогическом процессе понимают процесс и результат фиксирования субъ-

ектами (участниками педагогического процесса) состояния своего развития,

саморазвития и причин этого.

Таким образом, обучение, организованное учителем в виде самостоя-

тельной познавательной деятельности учащихся, должно включать все этапы

деятельности человека. Представим содержание понятия самостоятельной

познавательной деятельности в виде следующей схемы, приведенной на ри-

сунке 1.

Анализ психолого-педагогических основ самостоятельной познава-

тельной деятельности учащихся при изучении физики позволяет выделить

основные идеи ее организации:

Квантование предметных знаний (выделение структурных элементов

физических знаний (СЭФЗ)). Модульное построение содержания обучения.

Обучение учащихся описанию содержания СЭФЗ.

Организация планирования учащимися учебной познавательной дея-

тельности.

Диагностическое задание познавательных целей.

Выделение в качестве форм организации учебного познания уроков

восприятия, осмысления, применения, обобщения и систематизации знаний.

336

Обеспечение принципа наглядности восприятия и осмысления учеб-

ной информации.

Поэтапный мониторинг учебной познавательной деятельности уча-

щихся.

Организация рефлексии учащимися познавательной деятельности.

Предметом исследования физики является строение материи и про-

стейшие её формы движения и взаимодействия. В современной науке рас-

сматривается два вида материи: вещество и поле. К простейшим формам

движения материи относят механическое, тепловое, электромагнитное и вза-

имные превращения элементарных частиц и поля.

Все взаимодействия, наблюдаемые в окружающей человека действи-

тельности, можно свести к четырём основным типам: гравитационное, элек-

тромагнитное, слабое и сильное. Поэтому физические знания -это конкрет-

но-научные знания о строении материи и простейших формах её движения и

взаимодействия. Они имеют определённую структуру и включают следую-

щие составные элементы: научные факты, понятия, законы и закономерно-

сти, теории, методы познания.

Физические понятия можно разделить на следующие основные группы:

о материальных объектах – структурных элементах вещества и про-

явлениях физического поля;

о свойствах и состояниях материальных объектов– качествах, при-

знаках, составляющих их отличительную особенность;

о явлениях (всякое обнаружение проявления свойств материальных

объектов) и процессах (изменение состояний материальных образований);

об особенностях протекания процессов;

Выделение объекта

познания

Выбор ООД Рефлексия Познание

(усвоение)

В

осп

ри

яти

е

О

смы

слен

ие

З

апо

ми

нан

ие

П

ри

мен

ени

е

Об

об

щен

ие

Си

стем

ати

зац

ия

Мо

тивац

ия

Цел

епо

лаг

ани

е

Развитие лич-

ности учащих-

ся. Знания,

умения, спосо-

бы познава-

тельной дея-

тельности

Рис.1 Модель самостоятельной познавательной деятельности учащихся

337

о моделях материальных объектов и процессов – схемах, уменьшен-

ных (или в натуральную величину) воспроизведениях или макетах матери-

альных образований или явлений и процессов;

о физических величинах – количественных характеристиках свойств

материальных образований и их состояний, особенностей протекания явле-

ний и процессов, то, что можно измерить, вычислить;

о приборах и механизмах – приспособлениях, специальных устройст-

вах, аппаратах для выполнения какой-нибудь работы, управления, регулиро-

вания, измерения;

Систему структурных элементов предметных знаний, обладающую от-

носительной самостоятельностью и позволяющая в рамках 6-8 учебных часов

обеспечить выполнение учащимися всех этапов познавательной деятельно-

сти называют учебным модулем (модулем содержания обучения). Каждый

учебный модуль содержит внутренние и внешние логические и содержатель-

ные связи, которые определяют место и роль структурных элементов модуля,

и учебного модуля как системного образования

Применение рассматриваемой модели организации учебного процесса

в форме самостоятельной познавательной деятельности учащихся требует

создания его дидактического обеспечения. Для организации самостоятельной

познавательной деятельности учащихся требуется решение таких дидактиче-

ских проблем, как:

дидактическая обработка содержания обучения физике в соответст-

вии с идеей его квантования;

тщательное изучение индивидуальных особенностей и образователь-

ных потребностей (познавательных интересов) учащихся;

обеспечение внутренней мотивации учащихся на познавательную

деятельность;

обеспечение условий для проведения учащимися планирования по-

знавательной деятельности;

создание научно обоснованной основы ориентировочной основы по-

знавательной деятельности учащихся по усвоению содержания структурных

элементов физических знаний;

дидактическое обеспечение реализации основных этапов учебного

познания;

создание и применение технологии мониторинга качества усвоения

физических знаний как составной части культуры общества;

обеспечение условий для проведения учащимся рефлексии познава-

тельной деятельности [4].

Описанная модель организации самостоятельной познавательной дея-

тельности учащихся при изучении физики была реализована в инновацион-

ных школах Могилевской области. Анализ результатов обучения учащихся

инновационных классов позволяет судить об эффективности ее применения.

338


1. Выготский, Л.С. Педагогическая психология / Л.С. Выготский // Под. ред.

В.В. Давыдова. – М.: Педагогика, 1991. – 480 с.

2. Гальперин, П.Я. Лекции по психологии: учебное пособие для студентов

вузов / П.Я. Гальперин. – М.: Университет: Московский психолого-

социальный институт. – 2005. – 399 с.

3. Зимняя, И.А. Педагогическая психология: учебник для вузов / И.А. Зим-

няя.- М.: Логос, 2004. – 384 с.

4. Кротов, В.М.Теория и практика организации самостоятельной познава-

тельной деятельности учащихся при изучении физики: монография /В.М.

Кротов.- Могилев: УО «МГУ им. А.А. Кулешова, 2011. – 286 с.

5. Маркова, А.К. Формирование мотивации учения: кн. для учителя / А.К.

Маркова, Т.А. Матис, А.Б. Орлов – М.: Просвещение, 1990.– 192 с.

6. Пидкасистый, П. И. Самостоятельная познавательная деятельность

школьников в обучении / П.И. Пидкасистый. – М.: Педагогика, 1980. –

240 с.

7. Солсо, Р. Когнитивная психология – 6-е изд. / Р.Солсо. - СПб.: Питер,

2006. – 589 с.

8. Талызина, Н.Ф. Педагогическая психология: учебное пособие.–3 изд./

Н.Ф.Талызина.– М.: Академия, 2003. – 288 с.

9. Шамова, Т.И. Управление образовательными системами: уч. пособие для

студентов вузов / Т.И.Шамова, Т.М. Давыденко, Г.Н. Шибанова. – М.:

Академия, 2002. – 384 с.

СТАЦИОНАРНЫЕ И ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СОСТОЯНИЯ ЧАСТИЦ В

ВОЛНОВОЙ МЕХАНИКЕ

Сапелкин В.П., Ветчинкина З.К.

Национальный технический университет «ХПИ»

В работе 1 обсужден вопрос о стационарных состояниях частиц как

реализации стоячих волн де Бройля. Действительно, если частица локализо-

вана, то её движение финитно. Тогда движение частицы в волновом пред-

ставлении есть суперпозиция бегущей и отраженной волн. При определен-

ных условиях может возникнуть стоячая волна де Бройля. Ситуация анало-

гична стоячей волне в струне, закрепленной в двух концах. В этом случае

амплитуда стоячей (именуемой в западной литературе стационарной) волны

2

2 sinx A x

,

здесь – длина волны, x – координата.

Функция синуса взята из того соображения, что при 0x и x l

( l длина струны) 0x .

339

2 2 2

2 2 2

2 2

2 2

2 2cos

4 2 4sin

40.

dA x

dx

dA x

dx

d

dx

Длина волны де Бройля h

p , (h – постоянная Планка, p - импульс

частицы), следовательно, 2 2

2 2

40

d p

dx h

2

2 20

d p

dx

,

так как 2h .

Если К ─ кинетическая энергия частицы, то 2

2

pK

m (нерелятивистский

случай) и 2

2 2

20

d mK

dx

.

При наличии потенциальной энергии U кинетическая энергия равна

0 K E U , где E – полная энергия, 2

2 2

2( ) 0

d mE U

dx

.

Итак, мы получили стационарное уравнение Шрёдингера. Естественно,

решения этого уравнения будут представлять собой состояния стоячей волны

или стационарные состояния. Это означает, что при фиксированной длине

локализации частицы l возможен только дискретный набор энергий, что и

показано в 1 . Естественно, при инфинитном движении ( l ) энергетиче-

ский спектр частицы непрерывен.

Предположим теперь, что частица, имеющая дозволенное значение

полной энергии E , приобретает дополнительную энергию E . Теперь со-

стояние стоячей волны нарушается, поскольку длина волны изменилась на

. В этом случае набегание фазы 2

.

Пусть N число проходов частицы между точками поворота, для кото-

рого набегание фазы составляет радиан. Тогда

2N

и

2

lN

.

При этом путь, проходимый частицей, равен

340

2

lS lN v t

.

Здесь v скорость частицы, t время, за которое состояние стоячей

волны разрушается.

Поскольку p

vm

, h

p , и

2

ph

p

, то

2

2 2

l h p m l mt

ph p p p

.

Сделаем оценку времени t существования такого промежуточного со-

стояния (не стационарного) состояния частицы. Для глубокой прямоугольной

потенциальной ямы 2 2p mE ,

p pE

m

,

m Ep

p

2 2

2 2 2 2

lm lmp lp l mE l mEt

p m E E E E

.

Для глубокой ямы 2

2

28

hE n

ml , тогда

2 2 22 8l h n ml hnt

E E

Или же E t h , то есть мы пришли к соотношению неопределенно-

стей Гейзенберга для энергии-времени.

Для электрона в атоме водорода ( 2l r ) имеем

2

n ht

E

, ( 1,2,3,...n ).

Численная оценка времени жизни промежуточного состояния для

пр ст 1E E E эВ, при 1,0l нм дает величину порядка 10-15

с. ( пр стE E ) –

разность энергий между промежуточным и стационарным состояниями.

Таким образом, промежуточные состояния частицы возможны, но они

весьма короткоживущие. Это означает, что если частица поглощает фотон с

энергией h не равной разности энергии между двумя стационарными со-

стояниями, то через время порядка 10-15

с этот фотон излучается, так, что

можно считать, что никакого поглощения и не было. Однако, если объемная

плотность фотонов велика, что достигается в излучении лазера, то существу-

ет значительная вероятность того, что за время жизни промежуточного со-

стояния частица (электрон) поглотит еще один фотон, который переведет

частицу или в другое стационарное состояние, или, к ионизации атома. По-

добное многофотонное поглощение наблюдается при внутреннем фотоэф-

фекте в полупроводниках.

341


1. Сапелкин, В.П. Стационарные состояния при одномерном движении в

квантовой механике как результат интерференции волн де Бройля / В.П.

Сапелкин, З.К. Ветчинкина // Актуальные направления развития совре-

менной физики и методики ее преподавания в вузе и школе/Материалы

VШ международной научно-практической конференции. – Борисоглебск:

ФГБОУ ВПО «БГПИ», 2013.- С. 295-298.

МОДЕЛИРОВАНИЕ НАГРУЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ПРИ

КОНТАКТНОМ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Сидорова М.А., Шарипов Б.У.


Довольно часто при решении конструкторских, технологических или

эксплуатационных задач, а также вопросов обеспечения надежности деталей

машин и механизмов, строительных конструкций и т.д., необходимо найти

предельные, критические условия нагружения, при которых материал детали

или ее отдельных элементов может подвергнуться разрушению. Иногда эти

вопросы можно решать, выполнив серию экспериментальных исследований,

но часто их проведение может оказаться весьма затратным или просто не-

возможным. В этих случаях существенную помощь может оказать проведе-

ние экспериментов на математических моделях.

Одной из серьезных проблем в эксплуатации машин и механизмов яв-

ляется изнашивание их деталей. Борьба с этим физическим явлением осуще-

ствляется уже не первое столетие. В большинстве случаев при трении проис-

ходит механический отрыв продуктов изнашивания от изнашиваемой по-

верхности. Непосредственное экспериментальное исследование процесса

формирования будущей частицы износа и ее отрыва от поверхности в связи с

малостью ее размера ( мкм31 ) и труднодоступностью зоны контакта

весьма затруднено.

Математическая модель распределения упругих напряжений в зоне ло-

кального контакта единичной неровности шероховатой поверхности с контр-

телом позволяет анализировать условия нагружения зоны контакта и найти

величины его параметров, при которых произойдет разрушение исследуемо-

го материала [1]. Отрыв очередной частицы износа происходит при выпол-

нении условия, когда максимальные касательные напряжения max

в зоне ло-

кального контакта превысят величину пластической постоянной k материала

(s

k 5,0max

, где s

– предел текучести; или при условии в

5,0max

, где

в – временное сопротивление). При этом все внешние факторы:

диффузионные, химические, окислительные и другие физические

процессы;

температурные изменения физико-механических характеристик ма-

териала поверхностного слоя и другие воздействия проявляются через изме-

нение величин max

, s

, в

и их соотношение.

342

На рисунке 1 показан локальный контакт единичной неровности более

твердого материала пары с мягким контртелом. По мере приближения мате-

риальной точки M к зоне контакта под действием контактных нагрузок: нор-

мальных – p и касательных – в ней и ее окрестности растут величины

нормальных – z

, радиальных – r

, тангенциальных –

напряжений, кото-

рые, в свою очередь, определяют величину максимальных касательных на-

пряжений max

. На основе математической модели [1] распределение max

по

глубине z поверхностного слоя были проведены расчеты и построены графи-

ки зависимости с помощью программы Microsoft Excel.

Как видно на рисунке 2, зависимость )(

maxzf имеет немонотонный

характер с экстремумом на некотором расстоянии от поверхности. На рисун-

ке приведена совокупность кривых зависимостей )(max

zf , соответствую-

щих различным расстояниям R точки M от места контакта неровно-

сти( ммR 4.00 ).

Если в каком-то из вариантов величины R в исследуемом материале

будет выполняться условие kmax

, то в нем произойдет пластическое тече-

Рис. 1. Локальный контакт единичной неровности с контртелом.

Рис. 2. Максимальные касательные напряжения max

в точке M при изменении

расстояния R( – R = 0; – 0,1; – 0,2; – 0,3; – 0,4 , мм).

343

ние или при в

max

– полное разрушение. Следствием этого является фор-

мирование и последующий отрыв частицы износа. На рисунке в качестве

примера принята величина пластической постоянной МПаk 250 .Для дан-

ного случая контактирования можно ожидать, что в непосредственной близо-

сти от вершины неровности, скользящей по поверхности более мягкого

контртела, возможно его пластическое течение ( МПа250325max

) или

даже разрушение. Заштрихованная часть графика зависимости )(max

zf яв-

ляется критической областью при заданных условиях нагружения контакта

физико-механических характеристик более мягкого материала пары трения.

Следовательно, сравнивая величины max

в экстремуме функции

)(max

zf и пластической постоянной k, решаем вопрос вероятности отрыва

частицы износа в какой-то степени интенсивности изнашивания поверхности

трения, и, как следствие этого, прогнозирования интенсивности изнашивания

сопрягаемых пар при трении.


1. Шарипов Б.У. Трение при высоких температурах / Б.У. Шарипов. – Бори-

соглебск: ФГБОУ ВПО «ВПО», 2012. – 114 с.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В НАУКЕ

О РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ

Сидорова М. А., Трунова Т.И., Шарипов Б.У.


Первое упоминание о резании металлов относится к 1848 году (Коки-

лье). Первое системное научное исследование в этой области выполнил рос-

сийский ученый Тиме И.А., результаты которого он опубликовал в книге «

Сопротивление материалов и дерева резанию» в 1868 г. Им же была предло-

жена первая математическая модель в науке о резании металлов, которая от-

ражала зависимость коэффициента усадки стружки k от геометрических па-

раметров инструмента

, где - углы, показанные на рисунке 1 [1].

Рис.1. Расчетная схема к формуле Тиме.

344

Эта формула получила название « Формула Тиме». Все последующие

исследования этого вопроса не изменили предложенной формулы. Если де-

формация металла, проходящая по линии ОС, расположенной под углом ска-

лывания , достаточно полно изучена, то, что происходит в поверхностном

слое заготовки ниже этой линии перед инструментом остается малоизучен-

ным. С целью изучения этого вопроса выполнены расчеты с использованием

математической модели поля упругих напряжений [1] и программного обес-

печения [2]. Результаты расчетов показали, что в поверхностном слое заго-

товки максимальные касательные напряжения по его глубине z распре-

деляются немонотонно с экстремумом на некоторой глубине (рис.2).

Рис.2. Распределение по глубине z.

Математический эксперимент показал, что нормальные напряжения на

контакте – р, размер площадки контакта – 2а и величина коэффициента тре-

ния – f незначительно влияют на положение точки экстремума . Сущест-

венное влияние на положение оказывает только величина R. Установле-

но, что по мере приближения точки М к месту контакта неровности с сопря-

гаемой поверхностью точка экстремума смещается в сторону поверхности

контакта по линии ОТ (рис.3). Расчеты показали, что зависимость

линейная.

Рис.3. Влияние величины параметра R на .

345

Угол определяется как и при условиях p=1000 МПа,

2a=0,2 мм, f=0,1 равен = 45 . При этом в непосредственной близости от

места контакта R= 0,05 мм точка экстремума функции оказыва-

ется на поверхности Известно, что при условии ,

где k – пластическая постоянная материала заготовки, предел его упру-

гости, произойдет пластическое течение материала заготовки. Поскольку это

течение материала происходит в зоне вершины инструмента, то это обстоя-

тельство способствует благоприятному протеканию процесса формообразо-

вания стружки. При этом пластическая деформация металла приводит к по-

следующему его упрочнению, что позволяет применить существующие ме-

тоды его экспериментальной оценки.

Проверку адекватности полученных в математическом эксперименте

результатов осуществляли в специально организованном эксперименте.

Оценку напряженного состояния в материале заготовки осуществляли по ве-

личине микротвердости , МПа. Микротвердость по линии ММ полиро-

ванной поверхности образца (рис.4) измеряли с помощью прибора микро-

твердомер ПМТ-3 по размеру отпечатка, оставшегося от внедрения в поверх-

ность образца при нагрузке 20гр алмазной пирамидки.

Рис.4. Изменение микротвердости в зоне контакта инструмента и заготовки

( по линии ММ).

На рисунке 4 можно видеть, что в месте наибольшей величины

(зона растягивающих упругих напряжений) микротвердость имеет наимень-

шее значение (при х = -0,06 мм). Величины х= -0,06 мм (рис.4) и

R= 0,05 мм (рис.3) одного порядка, что свидетельствует о том, что результа-

ты расчетов близки к экспериментальным.

Выполненные исследования показали, что применение математическо-

го моделирования позволяет с минимальным временными и материальными

затратами отыскать интересующую область исследования и уже только в ней

осуществить физический эксперимент.

346


1. Шарипов Б.У. Трение при высоких температурах / Б.У. Шарипов. – Бори-

соглебск: ФГБОУ ВПО «БГПИ», 2012. - 114с.

2. Сидорова М.А. Моделирование нагружения поверхностного слоя при

контактном взаимодействии твердых тел / М.А. Сидорова, Б.У. Шарипов,

статья в данном сборнике.

ИЗМЕНЕНИЯ СТРУКТУРЫ КУРСА ФИЗИКИ УНИВЕРСИТЕТА

В СООТВЕТСТВИИ С НОВЫМИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИ

СТАНДАРТАМИ

Скапцов А.С.

Могилевский государственный университет продовольствия

Одной из важнейших составляющих высшего технического образова-

ния является хорошая базовая подготовка будущих специалистов. Среди

дисциплин, обеспечивающих такую подготовку, ведущее место занимает фи-

зика. Инженер, обладающий хорошей подготовкой в области физики, спосо-

бен легко ориентироваться в области научной и технической информации,

решать специальные технические и технологические задачи на производстве.

Особая значимость изучения физики в высшей школе всегда находит отра-

жение и в государственных стандартах и учебных планах всех технических

специальностей (по количеству часов, выделяемых на изучение дисциплины,

физика занимает 2 - 3 место среди перечня всех дисциплин учебного плана).

Поэтому, переход в 2013 году на утвержденные в Республике Беларусь стан-

дарты 3-его поколения ставит задачи о необходимости разработки новых

учебных программ по физике и поиска наиболее подходящих форм и мето-

дов преподавания дисциплины.

В чем заключается отличие стандартов 3-его поколения от предыду-

щих? Выбранное в Беларуси направление сокращения сроков обучения спе-

циалистов высшей квалификации с 5 до 4,5 лет (для инженеров технологов и

инженеров механиков) неизменно влечет за собой уменьшение количества

учебных часов, выделяемых на изучение базовых дисциплин и, в том числе,

физики. Подобная тенденция намечалась и ранее. Так за период с 1997 года

по 2007 год число аудиторных часов, отводимых на изучение физики, напри-

мер, для студентов инженерно-технологических специальностей дневной

формы обучения, сократилось с 252 до 221 часа (3 семестра). В учебных пла-

нах 2013 года аудиторные занятия уже ограничены объемом 180 часов (2 се-

местра). Можно предположить, что в ближайшие 5-10 лет при таком подходе

со стороны руководителей высшей школы физика в университетах может

превратиться в дисциплину по выбору.

В соответствие с новыми учебными планами структура курса физики

изменилась в сторону сокращения аудиторных занятий и увеличения доли

самостоятельной работы студентов. Очевидно, что уменьшение числа лекци-

онных, лабораторных и практических занятий по решению задач не способ-

ствует повышению уровня подготовки будущих специалистов. Что касается

347

самостоятельной работы студентов, то здесь следует отметить следующее.

Утверждение со ссылками на западные модели образования о том, что рост

самостоятельной работы студентов – это тенденции современного образова-

тельного процесса и именно в этом направлении следует развиваться высшей

школе, представляется неубедительным и бездоказательным. Возможно, для

дисциплин гуманитарного блока такой подход вполне приемлем, оправдан и

имеет право на существование, но изучение физики, как показывает опыт,

требует совместной и кропотливой работы, как со стороны студента, так и

преподавателя. Ни одна самая современная обучающая компьютерная про-

грамма по физике или прекрасно написанные «бумажный» или электронный

учебники не способны обеспечить такой высокий уровень усвоения материа-

ла, как при общении с преподавателем. Поэтому предлагаемые модели само-

стоятельной работы не могут стать реальной альтернативой живому слову

преподавателя.

Любопытной находкой сторонников увеличения самостоятельной ра-

боты студентов является, так называемая, «управляемая самостоятельная ра-

бота» под руководством преподавателя. Если роль преподавателя сводится к

методическому обеспечению процесса обучения, то эффективность такой ра-

боты будет зависеть, в основном, от уровня начальной подготовки студента и

его индивидуальной способности разобраться в том или ином материале. Ес-

ли на таких занятиях преподаватель выступает в своей основной роли, то

есть объясняет материал, обращая внимание на наиболее сложные и наиме-

нее понятные студентам детали физических явлений и законов, то возникает

естественный вопрос – о какой самостоятельной работе идет речь? Очевидно,

что в этом случае, в угоду современным образовательным тенденциям, про-

сто подменили понятия путем замены обычных аудиторных занятий на

управляемую самостоятельную работу.

В соответствие с новыми стандартами произошли изменения и в учеб-

ных планах студентов заочной формы обучения. На изучение физики, также

как и для студентов дневной формы, отведено только 2 семестра. Кроме того,

такой вид учебных занятий как «контрольная работа» заменен на «промежу-

точный контроль». Кафедрам предоставлено право самостоятельно опреде-

лять формы проведения промежуточного контроля. На кафедре физики Мо-

гилевского государственного университета продовольствия такой контроль

предлагается осуществлять с помощью тестовых заданий с вариантами отве-

тов. Преподавателями кафедры и ранее использовались тестовые задания,

выполняемые студентами под контролем преподавателя, вместо традицион-

ных контрольных работ. Опыт применения тестов показал их достаточную

эффективность и объективность в оценке знаний студентов. Отличительной

особенностью тестов является их индивидуальный характер, что обеспечива-

ет высокую степень самостоятельности, проявляемую студентами при вы-

полнении задания.

348

СЦЕНАРИЙ МАСТЕР-КЛАССА, ПОСВЯЩЕННОГО УПРАВЛЕНИЮ

ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ УЧАЩИХСЯ

Сугакевич А.Г., Гусев С.В., Плетнёв А.Э.

лицей ГУ ВПО «Белорусско-Российский университет»

Данный мастер-класс посвящен обобщению опыта авторов по

организации проектной деятельности учащихся.

При организации и проведении мастер-класса мы стремились:

продемонстрировать собственный опыт управления проектной

деятельностью учащихся;

вовлечь участников мастер-класса в активную деятельность, создать

условия для проявления ими самостоятельности, творческого поиска;

организовать обратную связь с участниками мастер-класса;

организовать рефлексивную деятельность участников мастер-

класса.

По нашему мнению, этот материал будет полезен руководителям

методических формирований и педагогам, занимающимся руководством

учебными проектами учащихся.

Количество участников: 20 человек.

Оборудование: комплект оборудования кабинета физики,

компьютерный класс, мультимедиа-проектор, электронная презентация,

раздаточный материал: входная и выходная анкеты, «Ориентировочная карта

участника мастер-класса».

Образовательная цель:

По окончании мастер-класса участники будут

знать структуру образовательных проектов;

уметь выбирать тему проекта, разрабатывать образовательные проек-

ты;

знать координаты педагогических конкурсов.

Целевая аудитория: учителя-предметники, методисты, администрация

учебных заведений.

Оборудование: компьютер, проектор, презентации, ориентировочные

карты, анкеты.

План проведения мастер-класса

ЭЭттаапп ССооддеерржжааннииее

Ориентировочно-

мотивационный

1. Вступительное слово

2. Входное анкетирование

3. Совместное целеполагание

4. Ознакомление с планом работы

Операционно-деятельностный

(интерактивная лекция)

5. О проектах

6. Педагогический проект «Клуб юных физиков»

7. Примеры ученических проектов

../../../User/Downloads/Плетнёв/Проекты.pps

../../../User/Downloads/Плетнёв/Клуб%20проект.pps

../../../User/Downloads/Плетнёв/Клуб%20проект.pps

349

Приложение 1

Ориентировочная карта участника мастер-класса

«Проектная деятельность в образовательном процессе»

Примечание. Все пункты ориентировочной карты, имеющие «белые

пятна», заполняются участником в процессе работы мастер-класса, и срав-

ниваются с эталонами, предложенными в электронной презентации.

Название педагогического проекта

*** Выбор тематики образовательных проектов в разных ситуациях

может быть различным. В одних случаях эта тематика может формули-

роваться специалистами органов образования в рамках утвержденных про-

грамм. В других - выдвигаться учителями с учетом учебной ситуации по

своему предмету, естественных профессиональных интересов, интересов и

способностей учащихся. В-третьих, тематика проектов может предла-

гаться и самими учащимися, которые ориентируются на собственные ин-

тересы, не только чисто познавательные, но и творческие, прикладные.

Тематика проекта может касаться теоретического вопроса школь-

ной программы. Такой проект позволит углубить знания по этому вопросу,

расширить кругозор, дифференцировать процесс обучения. Но чаще тема

проекта относится к вопросу, актуальному для практической жизни, и за-

трагивает различные области знаний. Таким образом, осуществляются

межпредметные связи, и достигается вполне естественная интеграция

знаний.

Актуальность темы проекта

________________________________________________________________

Цельпроекта:_________________________________________________

Задачи проекта:

__________________________________________________________________

______________________________________________________________

Участники проекта:_____________________________________________

*** Участниками проекта в обязательном порядке должны быть: ад-

министрация; учителя-предметники; классные руководители; учащиеся и их

родители. Кроме того, участниками проекта могут являться: обществен-

ные организации; учреждения дополнительного образования; научные кон-

сультанты; заинтересованные организации и учреждения и т.д.

Основные теоретические положения

Теоретико-методологической основой проекта являются….

Проект опирается на следующие современные теории…

- концепция целостного формирования личности (Ю.К. Бабанский,

В.С. Ильин и др.);

Операционно-деятельностный

(тренинг)

8. Разработка проектов

9. Защита проектов

Релефлексивно-коррекционный 10. Выходное анкетирование

11. Рефлексия

350

- теория учебной деятельности (В.В. Давыдов, Д.Б Эльконин, и др.)...

__________________________________________________________________

______________________________________________________________

Основные этапы проекта

Диагностический этап

*** В зависимости от темы и её актуальности (цели и задач) Вы мо-

жете использовать различные формы и методы диагностики:

анкетирование участников проекта;

анализ учебной документации и т.д.

анализ возможностей учебного заведения.

Необходимо помнить, что любой педагогический проект должен быть

направлен на ученика. В связи с этим может быть целесообразно провести:

анкетирование учащихся с целью выявления их интересов и склонно-

стей;

тестирование на определение уровня мотивации учащихся к учебе;

тестирование обучаемости (тест Равена);

тестирование уровня интеллектуального развития (тест Айзенка);

тестирование на механическую понятливость (тест Биннета).

________________________________________________________________

Планируемым результатом реализации проекта должно стать…

__________________________________________________________________

______________________________________________________________

Организационный этап

На организационном этапе предполагается реализация следующих ме-

роприятий:

создание инициативной (творческой) группы по реализации проекта;

разработка и утверждение необходимой документации;

утверждение плана мероприятий и графика работы на учебный год;

создание и ведение необходимой базы данных и прочее.

__________________________________________________________________

______________________________________________________________

Этап реализации проекта

*** Каким образом будет реализовываться проект:

создание научного общества (конкурсы научно-исследовательских ра-

бот учащихся, интернет-олимпиады интернет-проекты т.п.);

создание по учебному предмету или другому виду деятельности клуба,

организации (турниры по учебным предметам или в соответствии с вы-

бранным видом деятельности, интеллектуальные турниры и т.п.)

создание «Зимнего сада» или музея учебного заведения (экскурсии, про-

ведения на их базе уроков и факультативных занятий, а также других ме-

роприятий);

организация работы сайта учебного заведения (подборка и размеще-

ние информации);

351

организация работы групп по интересам (подготовка к выпускному эк-

замену и к сдаче централизованного тестирования)и т.д.

__________________________________________________________________

______________________________________________________________

Обобщающий этап

__________________________________________________________________

______________________________________________________________

***В соответствии с графиком работы проводится итоговое меро-

приятие (заседание), в ходе которого участники проекта имеют возмож-

ность поделиться результатами своей деятельности в рамках проекта,

проанализировать итоги работы и наметить основные направления собст-

венной деятельности и перспективы развития проекта.

Организационно-педагогические условия

реализации проекта и его ресурсное обеспечение

Для успешной реализации данного педагогического проекта…

__________________________________________________________________

______________________________________________________________

***требования к педагогу (педагогам): уметь организовать…; обла-

дать…; быть способным…; уметь устанавливать и поддерживать…; вла-

деть…; уметь видеть и отбирать… и т.п. Урочная или внеурочная деятель-

ность. Отдельный график или в рамках расписания факультативных заня-

тий. Оплата труда. И т.п.

Для успешной реализации проекта необходимы следующие ресурсы:

________________________________________________________________

*** помещение, оргтехника, приборы и оборудование, финансовые

средства, временной ресурс и т. д.

Бюджет

***Бюджет проекта составляется с учетом того, что уже имеется

в учебном заведении (помещения, необходимое оборудование и приборы, ос-

нащенность оргтехникой).

Дополнительные затраты, связанные с реализацией проекта могут

быть связаны с приобретение дополнительного оборудования, оплатой ши-

рокополосного доступа к сети Интернет, командировочными расходами и

тому подобное.

________________________________________________________________

Факторы риска

________________________________________________________________

Критерии и способы оценки эффективности проекта, стабильность дос-

тигнутых результатов

Для оценки эффективности предлагаемого педагогического проекта

целесообразно использовать следующие критерии:

*** Например:

1) результативность участия педагога (педагогов) в профессиональ-

ных конкурсах;

352

2) участие педагога (педагогов) в семинарах, мастер-классах, конфе-

ренциях и т.п.

3) абсолютное количество и прирост количества публикаций педагога

(педагогов) и учащихся в научной, научно-популярной и периодической печа-

ти;

4) успеваемость учащихся педагога по учебному предмету (или другим

предметам);

5) абсолютное количество и прирост количества учеников, принявших

участие в предметных олимпиадах своего учреждения образования;

6) результативность участия в городских, областных, республикан-

ских и международных предметных олимпиадах;

7) результативность участия в городских, областных, республикан-

ских и международных конференциях, конкурсах;

8) степень удовлетворенности учащихся и их родителей результатами

проекта (по результатам собеседований с учащимися и анкетирования их

родителей).

__________________________________________________________________

__________________________________________________________

Описанный мастер-класс неоднократно проводился с группами

учителей физики на курсах повышения квалификации Могилевского

областного института развития образования, а также в рамках городского

семинара заместителей директоров средних общеобразовательных учебных

заведений. Кроме того данный мастер-класс был представлен на II

Республиканском рождественском фестивале педагогического мастерства (г.

Минск, Академия последипломного образования, 3-5 января 2013 г.).

ЭНЕРГИЯ КОГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛА И ВЫХОДНЫЕ

ПАРАМЕТРЫ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ

Шарипов Б.У.


Известно [1], что характер взаимодействия атомов вещества определя-

ется величиной энергии связи, которую называют энергией когезионного

взаимодействия, которая характеризует, насколько прочно связан атом с со-

седними атомами в твердом теле. От этой энергии зависят величины модуля

упругости, температура плавления и другие физико-механические характери-

стики материала. Считается, что при контактировании разноименных метал-

лов чаще всего прочность адгезионных связей оказывается выше когезион-

ной прочности слабейшего из материалов и разрушение мостиков сварки но-

сит когезионный характер. Это обстоятельство особенно значимо проявляет-

ся в процессе резания металлов, когда происходит высокотемпературный

контакт двух разнородных материалов – инструментального и обрабатывае-

мого.

353

Используя значения энергии когезионного взаимодействия для всех

химических элементов, которые Баклди Д. приводит в [1], введем условный

коэффициент dK , отражающий суммарное влияние всех химических элемен-

тов, добавленных в качестве дополнительных присадок в основу сплава с

учетом величины энергии когезионного взаимодействия этих элементов и их

процентного содержания в сплаве. Для установления взаимосвязи выходных

параметров процесса резания с величиной энергии когезионного взаимодей-

ствия вводимых в основу сплава химических элементов исследована группа

жаропрочных сплавов на никелевой основе.

Марка сплава dK

TAK фаза,%

ХН77ТЮ (ЭИ437А)

ХН77ТЮР (ЭИ437БУ)

ХН70ВМТЮ (ЭИ617)

ХН70ВМТФЮ (ЭИ826)

ХН55ВМТФКЮ (ЭИ929)

ХН51ВМТЮКФР

(ЭП220)

111,8

148,1

176,5

183,7

236,0

250,8

27,3

29,9

33,8

39,0

46,3

56,8

11,5

12,5

20,0

25,0

37,0

45,0

Эти материалы представляют собой отдельную группу сплавов, содер-

жащих основные легирующие элементы Ti и Al , которые формируют в

сплаве интерметаллидную 3фазуNi (Ti,Al) , упрочняющую материал и по-

вышающую его жаропрочность. Точение указанных сплавов производилось

резцами из твердого сплава ВК6М с геометрией: 0 0 0

1 1 в10 ; 10 ; 45 ;r 0,5мм . На рисунке 1 показан график, по-

казывающий взаимосвязь количества фазы с величиной условного коэф-

фициента TAK , отражающего совместное влияние присадок титана и алюми-

ния на величину энергии когезионного взаимодействия этих элементов с уче-

том их процентного содержания в сплаве.

Рис. 1 Взаимосвязь количества фазы с показателем TAK .

354

Как можно видеть на рисунке содержание фазы линейно зависит от

величины коэффициента TAK и характеризуется зависимостью

TAlg 1,136K 19,5 или TA(1,136K 19,5)10 .

Для оценки влияния энергии когезионного взаимодействия на выход-

ные параметры процесса резания применили коэффициент dK , представ-

ляющего сумму d i TAK K K , где

iK учитывает энергию когезионного

взаимодействия всех легирующих присадок без титана и алюминия. Все по-

казатели качества обработанного поверхностного слоя детали и стойкости

инструмента получены при точении на оптимальных скоростях резания [2].

На рисунке 2 приведены выполненные в полулогарифмических коор-

динатах графики зависимостей c dlgT,lg ,lgh ,lg N f (K ) . Обработка экспе-

риментальных данных позволила получить следующие расчетные зависимо-

сти:

dlgT 1,6992K 3,05 или d( 1,6992K 3,05)T 10

;

dlg 0,00038K 2,7561 или d(0,00038K 19,5)10

;

c dlgh 2,0397 0,0012K или d(2,0397 0,0012K )

ch 10

;

dlg N 1,5516 0,0012K или d(1,5516 0,0012K )N 10

,

где Т – стойкость режущего инструмента, мм;

– тангенциальные остаточные напряжения, МПа;

ch – глубина упрочнения обработанного поверхностного слоя детали, мкм;

N – степень упрочнения материала детали, %.

Рис. 2 Взаимосвязь выходных параметров процесса резания и величины dK .

На рисунке достаточно значимо показано, что логарифмы показателей

качества обработанного поверхностного слоя детали c( ,h ,N) и логарифм

стойкости инструмента T линейно зависят от величины показателя энергии

когезионного взаимодействия. Следует отметить, что показатели

clg ,lgh ,lg N , полученные при точении жаропрочного сплава ЭП220, точно

355

укладываются в линейные зависимости. Однако численное значение показа-

теля lgT оказался ниже указанной на графике зависимости dlgT f (K ) . На

графике показано предполагаемое значение lgT . Причиной этой аномалии

является то, что при точении этого сплава температура в зоне резания оказа-

лась значительно выше, чем при обработке остальных сплавов в группе. В

рассматриваемом случае температура в зоне контакта инструмента и заготов-

ки (850 0C против 710 – 770 0C у остальных сплавов) привела к некоторому

разупрочнению инструментального материала и снижению его износостой-

кости.

Выполненные исследования показали, что для определенной группы

материалов по величине коэффициента, учитывающего энергию когезионно-

го взаимодействия и отражающего суммарное влияние всех химических эле-

ментов, добавленных в качестве дополнительных присадок в основу сплава с

учетом их процентного содержания в сплаве, существует реальная возмож-

ность предварительно осуществлять прогнозирование ожидаемых показате-

лей качества обработанного поверхностного слоя деталей и размерной стой-

кости режущего инструмента.


1. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодей-

ствии /Д. Бакли //пер. с англ. А.В.Белого, Н.К.Мышкина: Под ред.

А.И.Свириденка.– М.: Машиностроение, 1986.– 360 с. ил.

2. Кишуров В.М. Трение, износ инструмента и качество обработанного по-

верхностного слоя /В.М. Кишуров, Б.У.Шарипов, – 2-е изд., перераб. и

доп.– Борисоглебск: ФГБОУ ВПО «ВГАСУ (филиал в городе Борисоглеб-

ске)», 2013.– 172с.

356

СПИСОК УЧАСТНИКОВ





IХ Международной научно-практической конференции


ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ЕЕ ПРЕПОДАВАНИЯ В ВУЗЕ И ШКОЛЕ

1. Авдеева Нина Ивановна, доцент, к.ф.-м.н., УО «Могилевский государст-

венный университет имени А.А. Кулешова», кафедра физики и техниче-

ских дисциплин.

2. Асташов Денис Юрьевич, студент, Филиал Воронежского ГАСУ в

г. Борисоглебске.

3. Асташов Николай Юрьевич, студент, Филиал Воронежского ГАСУ в


4. Асташов Станислав Юрьевич, студент, Филиал Воронежского ГАСУ в


5. Баяринова Надежда Николаевна, учитель русского языка и литературы,

МАОУ СОШ №1 им.Ф.Я. Фалалеева п.Монино ЩМР МО.

6. Бегун Ольга Валентиновна, доцент, к.п.н., Таганрогский институт

управления и экономики.

7. Бельская Ольга Евгеньевна, студентка 3 курса факультета физико-

математического и естественнонаучного образования, ФГБОУ ВПО


8. Блохина Вероника Борисовна, декан факультета ВПО, к.т.н., доцент ка-

федры гуманитарных и естественно-научных дисциплин, ТПИ – филиал

ДГТУ.

9. Бондаренко Надежда Юрьевна, старший преподаватель, Таганрогский

институт управления и экономики.

10. Борзакова Татьяна Васильевна, учитель начальных классов,

МКОУ Аннинская СОШ №6.

11. Борисова Анна Анатольевна, доцент, к.п.н., «Донской государственный

технический университет» (ТПИ – филиал ДГТУ).

12. Брик Илья Моисеевич, преподаватель кафедры прикладной математики,

информатики, физики и методики их преподавания, ФГБОУ ВПО «Бо-

рисоглебский государственный педагогический институт».

13. Верзилина Маргарита Юрьевна, учитель, МКОУ БГО Танцырейская

СОШ.

14. Ветчинкина Зоя Константиновна, доцент, к.ф.-м.н., национальный тех-

нический университет «Харьковский политехнический институт»

15. Волков Владимир Викторович, к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной

математики, информатики, физики и методики их преподавания,

357

ФГБОУ ВПО «Борисоглебский государственный педагогический инсти-

тут».

16. Гданский Николай Иванович, зав. кафедрой моделирования информаци-

онных систем и сетей, д.т.н., профессор, Российский государственный

социальный университет.

17. Герасимова Татьяна Юрьевна, доцент, к.п.н., УО «Могилевский госу-

дарственный университет имени А.А. Кулешова».

18. Головачук Игорь Павлович, доцент, к.т.н., Луцкий национальный техни-

ческий университет.

19. Горбачев Антон Александрович, доцент кафедры ПМИиИ, к.п.н., ФГОУ

ВПО «МГГЭИ».

20. Горина Ольга Петровна, доцент кафедры математических и технологи-

ческих дисциплин, к.п.н., доцент, ФГБОУ ВПО «Мичуринский государ-

ственный аграрный университет» педагогический институт.

21. Грошиков Андрей Валерьевич, преподаватель, ГОБУ СПО ВО

«БТИВТ».

22. Губа Виктория Викторовна, ассистент кафедры менеджмента, факультет

управления в экономических и социальных системах ЮФУ.

23. Гусев Сергей Викторович, учитель, лицей ГУ ВПО «Белорусско-

Российский университет».

24. Дегтярева Лариса Ивановна, заместитель директора школы, МБОУ БГО

ООШ №9.

25. Дербенцева Ольга Анатольевна, учитель физики, МАОУ СОШ №1

им.Ф.Я. Фалалеева п.Монино ЩМР МО.

26. Доросевич Сергей Владимирович, старший преподаватель,

УО »Могилевский государственный университет им. А.А.Кулешова».

27. Елисеев В.О., Воронежский государственный архитектурно-

строительный университет.

28. Ерохина Рахиль Яковлевна, к.п.н., ФГБОУ ВПО «Борисоглебский госу-

дарственный педагогический институт».

29. Жаринов Владислав Николаевич, преподаватель, Московский институт

государственного и корпоративного управления (представительство в

г. Уфе).

30. Житников Александр Павлович, зав. лабораторией, Уфимский государ-

ственный авиационный технический университет, кафедра высокопро-

изводительных вычислительных технологий и систем.

31. Зиброва Надежда Васильевна, учитель, МКОУ Аннинская СОШ №6.

32. Зубанова Ирина Николаевна, учитель информатики, МБОУ Павловская

СОШ №3,ГОБУ СПО ВО «Павловский сельскохозяйственный техни-

кум».

33. Зуева Екатерина Анатольевна, учитель начальных классов,


34. Зульфикарова Татьяна Владимировна, доцент, к.т.н., доцент кафедры

прикладной математики, информатики физики и методики их препода-

358

вания, ФГБОУ ВПО «Борисоглебский государственный педагогический

институт».

35. Иванова Юлия Александровна, засуженный учитель России.

36. Карелин Владимир Петрович, зав. кафедрой прикладной математики и

информационных технологий, Таганрогский институт управления и эко-

номики.

37. Карсаков Сергей Анатольевич, учитель физики и информатики,

БОУ МО Динской район «СОШ №1 имени Героя Российской Федерации

Туркина Андрея Алексеевича».

38. Кодиров Бахтиер Розикович, д.п.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Борисог-

лебский государственный педагогический институт».

39. Колмакова Ольга Алексеевна, учитель, МКОУ Бродовская СОШ, Ан-

нинский район, Воронежская область.

40. Комова Татьяна Юрьевна, старший преподаватель, ФГБОУ ВПО «Ми-

чуринский государственный аграрный университет» педагогический ин-

ститут.

41. Копейкина Людмила Александровна, учитель начальных классов,

МБОУ БГО СОШ №4 г. Борисоглебска.

42. Короткова Лариса Германовна, учитель истории, МАОУ СОШ №1

им.Ф.Я. Фалалеева п.Монино ЩМР МО.

43. Красноперова Ольга Станиславовна, учитель английского языка, МАОУ

СОШ №1 им.Ф.Я. Фалалеева п.Монино ЩМР МО.

44. Кротов Виктор Михайлович, доцент, к.п.н., УО «Могилевский государ-

ственный университет имени А.А. Кулешова».

45. Кузнецова Надежда Владимировна, учитель начальных классов, МБОУ

БГО СОШ №4 г. Борисоглебска.

46. Кузнецова Татьяна Викторовна, музыкальный руководитель, МКДОУ

Детский сад №7 комбинированного вида.

47. Куклина Ирина Джониковна, учитель информатики, МБ НОУ «Ли-

цей №11» г. Новокузнецк.

48. Леванов Дмитрий Николаевич, аспирант, Российский государственный

социальный университет.

49. Леликова Алина Васильевна, студентка 3 курса, факультет физико-



50. Ляхова Татьяна Сергеевна, студентка 4 курса, факультет физико-



51. Максименко Татьяна Сергеевна, доцент, к.э.н., Таганрогский институт


52. Мальшаков Виктор Данилович, к.т.н., с.н.с., доцент, Московский госу-

дарственный технический университет МИРЭА.

53. Маринова Ирина Викторовна, доцент кафедры ПМиИТ, к.ф.-м.н., до-

цент, ТИУиЭ.

359

54. Марченко Надежда Николаевна, студентка 3 курса, факультет физико-



55. Мосин Владислав Сергеевич, студент 1 курса, факультет физико-



56. Насонова Екатерина Дмитриевна, доцент, к. ф.-м. н., Балашовский ин-

ститут (филиал) ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный универси-

тет имени Н.Г. Чернышевского».

57. Нечаев Валентин Викторович, зав. кафедрой интеллектуальных техно-

логий и систем, к.т.н., академик МАИ, профессор, Московский государ-

ственный технический университет МИРЭА.

58. Павлова Маргарита Владимировна, учитель английского языка, МБОУ

БГО СОШ №4.

59. Пинчукова Мария Владимировна, учитель информатики, МБОУ Пав-

ловская СОШ №3, ГОБУ СПО ВО «Павловский сельскохозяйственный

техникум».

60. Плаксиенко Елена Анатольевна, доцент, к.т.н., Таганрогский институт


61. Плетнев Александр Эдуардович, учитель, лицей ГУ ВПО «Белорусско-


62. Погуляева Анна Геннадьевна, старший преподаватель, УО «Могилев-

ский государственный университет имени А.А. Кулешова», кафедра фи-

зики и технических дисциплин.

63. Полтавец Оксана Викторовна, учитель английского языка, МАОУ

СОШ №1 им.Ф.Я. Фалалеева п.Монино ЩМР МО.

64. Полуянова Светлана Владимировна, ассистент кафедры прикладной ма-

тематики, информатики, физики и методики их преподавания, ФГБОУ

ВПО «Борисоглебский государственный педагогический институт».

65. Похващева Татьяна Анатольевна, преподаватель математики,

ГОБУ НПО ВО «Профессиональное училище №34 г. Борисоглебска».

66. Приходько Лидия Александровна, логопед-преподаватель, МБДОУ №18

«Яблонька», г. Ногинск, Московская область.

67. Ролдугина Наталия Викторовна, студентка 5 курса, факультет физико-



68. Ромадина Ольга Григорьевна, к.п.н., доцент кафедры прикладной мате-

матики, информатики, физики и методики их преподавания, ФГБОУ

ВПО «Борисоглебский государственный педагогический институт».

69. Рябовол Татьяна Александровна, учитель начальных классов, МБОУ


70. Рязанова Елена Алексанровна, старший преподаватель кафедры естест-

венных наук и методики их преподавания, ФГБОУ ВПО «Борисоглеб-

ский государственный педагогический институт».

71. Савчук Людмила Павловна, учитель, МКОУ Аннинская СОШ №6.

360

72. Санникова Антонина Ивановна, учитель, МКОУ Аннинская СОШ №6.

73. Сапелкин Василий Павлович, доцент, к.т.н. национальный технический

университет «Харьковский политехнический институт».

74. Сахарова Ольга Николаевна, доцент, к.т.н., НОУ ВПО «Таганрогский

институт управления я и экономики».

75. Свиридов Александр Петрович, профессор кафедры моделирования ин-

формационных систем и сетей, д.т.н., профессор, Российский государст-

венный социальный университет.

76. Свиридова Наталья Михайловна, учитель начальных классов,


77. Сергеева Мария Юрьевна, доцент кафедры прикладной информатики,

к.ф.-м.н., БИСГУ им. Н.Г.Чернышевского.

78. Сидорова Людмила Николаевна, учитель, МКОУ Аннинская СОШ №6.

79. Сидорова Мария Александровна, студентка 4 курса, факультет физико-



80. Сиротинина Светлана Александровна, учитель информатики и ИКТ,

МБОУ БГО Борисоглебская СОШ № 5.

81. Скапцов Андрей Сергеевич, доцент, к.ф.-м.н, Могилевский государст-

венный университет продовольствия.

82. Солодовникова Елена Николаевна, техник-лаборант, кафедра приклад-

ной математики, информатики, физики и методики их преподавания,

ФГБОУ ВПО «Борисоглебский государственный педагогический инсти-

тут».

83. Стариков Владимир Николаевич, старший преподаватель, ФГБОУ ВПО

«Мичуринский государственный аграрный университет».

84. Степанова Марина Ивановна, старший преподаватель, Таганрогский ин-

ститут управления и экономики.

85. Стрельникова Любовь Петровна, учитель математики и информатики,

Новотроицкая СОШ Терновского района.

86. Сугакевич Александр Георгиевич, учитель, лицей ГУ ВПО «Белорусско-


87. Суздальцева Ирина Алексеевна, учитель русского языка и литературы,

МОУ лицей № 2 г. Волгограда.

88. Тарасова Анна Сергеевна, студентка 4 курса, факультет физико-



89. Татаринцева Екатерина Михайловна, учитель, МКОУ Аннинская

СОШ №6.

90. Трунова Татьяна Игоревна, студентка 3 курса, факультет физико-



91. Филатова Наталья Александровна, учитель начальных классов, МБОУ

БГО Борисоглебская СОШ №4.

92. Фисунова Татьяна Владимировна, учитель, МКОУ Аннинская СОШ №6.

361

93. Фомин Сергей Владимирович, учитель информатики, МКОУ Верхнека-

рачанская СОШ.

94. Фомина Людмила Владимировна, учитель русского языка и литературы,

МКОУ Верхнекарачанская СОШ.

95. Хмурович Виктория Владимировна, старший преподаватель, УО «Мо-

гилевский государственный университет имени А.А. Кулешова», кафед-

ра физики и технических дисциплин.

96. Хоршева Татьяна Николаевна, заместитель директора школы по учебной

работе, МБОУ БГО Борисоглебская СОШ №5.

97. Чернавцева Светлана Сергеевна, учитель, МКОУ Аннинская СОШ №6.

98. Чернов Александр Сергеевич, преподаватель физики, ГОБУ НПО ВО

«Профессиональное училище №34 г. Борисоглебска».

99. Шайкина Анна Юрьевна, студентка 2 курса, Филиал Воронежского

ГАСУ в г. Борисоглебске.

100. Шарипов Борис Усманович, д.т.н., профессор, ФГБОУ ВПО «Борисог-

лебский государственный педагогический институт»

101. Шестакова Вера Александровна, учитель начальных классов, МБОУ


102. Ширкунова Анна Юрьевна, учитель информатики, МАОУ СОШ №1

им.Ф.Я. Фалалеева п. Монино ЩМР МО.

103. Щербакова Галина Вячеславовна, преподаватель физкультуры, ГОБУ

НПО ВО «Профессиональное училище №34 г. Борисоглебска».

104. Якушко Наталия Васильевна, учитель географии, МБОУ БГО СОШ № 4.

362

Научно-методическое издание


ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН

В СИСТЕМЕ ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Сборник материалов





IX Международной научно-практической конференции


ФИЗИКИ И МЕТОДИКИ ЕЕ ПРЕПОДАВАНИЯ В ВУЗЕ И ШКОЛЕ

Авторы несут ответственность за подбор и точность приведенных фактов,

цитат, статистических данных и прочих сведений.

ФГБОУ ВПО «Борисоглебский государственный

педагогический институт»

397160, г. Борисоглебск Воронежской области, ул. Народная, 43.

Подписано в печать 27.11.2013 г.

Бумага офсетная. Объем 23 п.л. Тираж 120 экз.

Отпечатано в типографии ООО «Кристина и К». Тел.: 8(47354) 6-51-70

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕПОДАВАНИЯ...

Documents

Transcript of СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕПОДАВАНИЯ...