Computer Using Educators Inc., Usa материалы
| Вид материала | Документы |
- Computer Using Educators Inc., Usa материалы, 5788.98kb.
- Computer Using Educators, Inc., Usa центр новых педагогических технологий Московский, 5685.88kb.
- Computer Using Educators, Inc., Usa федерация Интернет Образования Центр новых педагогических, 2693.99kb.
- Система Автоматизации Инженерного Труда cad computer Automation Design cam computer, 35.46kb.
- А. Н. Туполева утверждаю: Проректор по учебной и методической работе И. К. Насыров, 271.38kb.
- Задачи обработки изображения : Устранение дефектов изображения (напр., устранение снега, 98.28kb.
- Computer Logic Group Уважаемые гости нашего семинар, 51.71kb.
- Computer Science Students : Учеб пособие для вузов /Сост. Т. В. Смирнова, М. Ю. Юдельсон., 465.89kb.
- Институт Альберта Эйнштейна Издано в 2009 году в Соединенных Штатах Америки Авторское, 1202.95kb.
- A glossary of computer terms download to desktop…, 743.72kb.
ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННОМ ОБРАЗОВАНИИ
Солонин В.В. (solons@dialup.etr.ru)
Рязанский государственный педагогический университет (РГПУ), г. Рязань
Современное образование в эпоху становления информационно-сетевого общества всё в большей степени основывается на психологии. Изменения теории образования на парадигмальном уровне (переход к личностной парадигме) требует обращения к теориям развития личности, среди которых выделим теорию персонализации (исследования А. В. Петровского, В. А. Петровского, опирающихся на работы Л. С. Выготского, А.Н. Леонтьева и др.).
Новые информационные технологии, применяемые в образовании, служат мощным средством взаимообогащающей вертикальной и горизонтальной персонализации участников образовательного процесса. К вертикальной относится персонализация преподавателей в общности студентов (I тип), персонализация студента в общности преподавателей (II тип). Горизонтальная персонализация включает персонализацию преподавателя в общности преподавателей (III тип), персонализацию студента в общности студентов (IY тип). Теоретические и экспериментальные исследования показали, что применение новых информационных технологий в образовании в значительно большей степени способствует персонализации II, III и IY типов, чем в образовании без их использования. Если преподаватель не владеет новыми информационными технологиями, то персонализация I типа может осуществляться в меньшей степени, чем в те времена, когда рассматриваемые технологии находились в зачаточном состоянии и не применялись в образовании.
Всё в большей степени у студентов формируется потребность в использовании Интернет, в котором можно обнаружить информацию о различных информационных технологиях и возможностях их применения. Рассмотрим некоторые результаты анкетирования студентов первого и второго курсов в начальный период обучения физике.
Пожелание об использовании Интернет в процессе обучения высказало 84,6 % студентов. 42,3 % опрошенных предпочитают преподавателя в качестве первоначального обучающего их работе в Интернет, 26,9 % предпочитают студента в качестве такого обучающего, из них 5,8 % - преподавателя и студента, 7,7 % - другое лицо, при этом 28,8 % затрудняются ответить. У студентов, обучающих других студентов работе в Интернет, больше возможностей реализовать свою потребность в персонализации. Взаимное обучение следует чаще использовать в процессе освоения информационных технологий, включая Интернет. В системе персонализированного образования одним из существенных факторов, способствующих взаимообогащающему развитию личностей участников образовательного процесса, служит систематическая персональная учебно-исследовательская деятельность студентов. Материал для учебно-исследовательской деятельности по физике 71,2 % анкетируемых студентов хотят получить из Интернет. Персонализированное образование осуществляется в процессе реализации его компонентов: индивидуализированного, интерсубъектного и референтизированного образования. Выполняемая индивидуально учебно-исследовательская работа каждого студента должна быть представлена другим студентам для совместного её обсуждения и совершенствования, что способствует реализации интерсубъектного обучения. В связи с этим следует больше использовать Интернет для общения. 94,2 % студентов ответили, что Интернет им требуется для поиска информации, лишь 21,2 % - для общения. Ускорить освоение Интернет считают необходимым 71,2 % студентов, организовать студенческую конференцию по результатам персональной учебно-исследовательской работы в Интернет – 11,5 % опрошенных.
В учебно-исследовательских работах по физике следует рассматривать современные проблемы физики, возможности их решения с использованием компьютеров. Например, в физике нашла широкое применение Стандартная модель элементарных частиц, объединяющая теорию электромагнитного, слабого взаимодействий и квантовую хромодинамику в области высоких энергий. В настоящее время считается, что наиболее объективную информацию о фазовых состояниях ядерной материи можно получить посредством вычислений на суперкомпьютерах методом решётки. Однако существуют пока не преодолённые трудности, к которым относится невозможность рассмотрения достаточно мелкой решётки для решения задач физики. Это связано с недостаточным быстродействием современных суперкомпьютеров. Кроме того, пока на суперкомпьютерах невозможно применять методы некоммутативной алгебры, которые требуются для решения соответствующих задач физики. Студентов может привлечь информация о численном моделировании на суперкомпьютерах посредством дискретной решётки [1]. Новые перспективы открываются в связи с созданием квантовых компьютеров [2]. Эти и подобные вопросы современной физики могут найти отражение в учебных исследованиях студентов в системе персонализированного обучения.
Литература
1. ru; 0.org/list
2. .ru/newcom/index.shtml?2003/06/25/145626
МЕТОДИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ГЕТЕРОГЕННЫХ СЕРВИС-ОРИЕНТИРОВАННЫХ GRID СИСТЕМ
Сорокин А.Н. (arseniy@mail.ru)
Вологодский государственный технический университет (ВоГТУ)
При построении программных комплексов для решения задач в области науки и бизнеса зачастую требуется интеграция сервисов распределенных, гетерогенных, динамических «виртуальных организаций». Подобная интеграция является достаточно сложной проблемой, прежде всего из-за различных требований к характеристикам сервисов, исполняемых на различных аппаратных платформах. Для решения задачи интеграции разнородных сервисов была предложена архитектура OGSA (Open Grid Services Architecture – открытая архитектура Grid сервисов). Данная архитектура, построенная на основе Grid и Web технологий, определяет унифицированную семантику Grid сервисов, описывает стандартные механизмы создания, именования и поиска экземпляров Grid сервисов, обеспечивает интеграцию с низкоуровневыми возможностями, предоставляемыми различными аппаратными платформами [1]. OGSA определяет в терминах языка WSDL интерфейсы, соглашения и механизмы, необходимые для построения сложных распределенных систем.
В данной статье рассматривается методика анализа и моделирования сервис-ориентированных Grid систем, построенная на основе аппарата сетей Петри. Предлагается исследовать разрабатываемую сервис-ориентированную систему на нескольких уровнях абстракции: на уровне статической модели, на уровне описания бизнес-процессов и на уровне сервисов.
Потоки сообщений и заданий в распределенной системе (так называемые workflow и dataflow модели) удобно исследовать с применением аппарата P/T сетей Петри и понятия компонента. Каждый сервис будем представлять в виде отдельного модуля со своими входами и выходами. Каждый сервис обладает некоторым набором операций (методов). Интерфейс сервиса представим в виде набора входных мест. Токены в интерфейсных местах интерпретируются как задания (сообщения) на обработку информации, передаваемые сервису по асинхронным каналам связи. Выходные места сервиса представляют собой передачу потока управления другим сервисам для обработки какой-то информации. Модель уровня бизнес-процессов является достаточно примитивной и служит лишь для отображения взаимосвязей между различными сервисами. Модель не позволяет описать реальный процесс передачи сообщений между сервисами, не предоставляет возможностей промоделировать объектно-ориентированные детали реализации сервисов (например, динамическое создание экземпляров сервисов, разделение интерфейса и реализации и т.д.).
Детальный анализ внутренней структуры сервисов и потоков сообщений между сервисами предлагается исследовать с помощью модифицированных объектно-ориентированных G-сетей Петри. Для построения достаточно адекватной имитационной модели сервис-ориентированной системы предлагается расширить G-сети Петри [2] с помощью дополнительных объектно-ориентированных механизмов (инкапсуляция, наследование, динамическое создание экземпляров объектов и сервисов, хранение полей объекта и др.). Также предлагается аппарат сервис-ориентированных G-сетей Петри, в котором дополнительно определяется коммуникационная инфраструктура системы, асинхронный вызов операций и другие механизмы, а также рассматривается детальная модель Grid сервиса. Сервис-ориентированную SG-систему определим как кортеж:
SOS=(TS,SS,SI,OS,OI,AS),
где TS – набор токенов, динамически генерируемых в течение жизненного цикла системы; SS – набор моделируемых сервисов; SI – набор экземпляров сервисов; OS – набор объектов системы (реализация сервисных операций); OI – набор экземпляров объектов; AS – набор вычислительных агентов, исполняющих G-систему.
Для анализа структурных и поведенческих свойств построенных моделей сервис-ориентированной системы можно применять как стандартные, так и модифицированные методы. Модели, описывающие потоки заданий и данных в распределенной системе и построенные на основе обыкновенных сетей Петри, можно исследовать стандартными аналитическими методами (инвариантный анализ, граф достижимых состояний, темпоральная логика и др.). Для анализа расширенных объектно-ориентированных сетей можно использовать модифицированные средства анализа предикатных сетей Петри. Предлагается применять предикатную логику языка Пролог для анализа структурных и поведенческих свойств расширенных объектно-ориентированных G-сетей.
Предложенная методика моделирования и анализа распределенной сервис-ориентированной Grid системы позволяют оценивать важные характеристики функционирования системы (например, среднее время обработки запросов, эксплутационные характеристики системы, критические состояния системы и др.) на этапе проектирования.
Литература
1. Foster, I., Kesselman, C., Nick, J., Tuecke, S., The Physiology of the Grid: An Open Grid Services Architecture for Distributed Systems Integration, Globus Project, 2002.
2. Perkusich, A., and de Figueiredo, J., “G-nets: A Petri Net Based Approach for Logical and Timing Analysis of Complex Software Systems,” Journal of Systems and Software, 39(1): 39–59, 1997.
THE TYPICAL SOFTWARE APPLICATION TO THE LABORATORY WORKS IN TECHNICAL EDUCATION
Starodubtsev V. (sva@ido.tpu.edu.ru), Revinskaya O. (ogr@tpu.ru),
Fedorov A. (faf@ido.tpu.edu.ru)
Tomsk Polytechnic University, Tomsk
Abstract
Application of common and typical software (Paint, MS Word, Excel, Power Point, MS Equation) to the computer added laboratory works is described.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТИПОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЯХ В ТЕХНИЧЕСКОМ ВУЗЕ
Стародубцев В.А. (sva@ido.tpu.edu.ru), Ревинская О.Г. (ogr@tpu.ru),
Федоров А. Ф. (faf@ido.tpu.edu.ru)
Томский политехнический университет (ГОУ ВПО ТомПУ)
Для формирования компьютерной компетентности студентов вузов предназначен курс информатики, но этого недостаточно. Необходимо сквозное проникновение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) во все естественнонаучные и гуманитарные дисциплины для реального становления информационно-коммуникативной культуры современных студентов. Введенные в структуру содержания образования как средство преподавания и учения, ИКТ будут формировать и закреплять в повседневной практической деятельности информационно-коммуникативную культуру, как преподавателей, так и студентов [1, 2]. В развитие положения о возможности формирования компьютерной компетенции студентов в физическом образовании, ниже предлагаются варианты выполнения моделирующих компьютерных работ, предусматривающие составление электронной формы отчета по работе параллельно ходу учебно-исследовательских действий.
После вводно-мотивационной части и ознакомления с планом лабораторной работы по дисциплине Математическое моделирование физического эксперимента, студенты четвертого курса начинают оформление отчета с подготовки титульного листа в текстовом процессоре MS Word, формулируя цель работы и записывая основные положения (концептуальную модель исследования). Затем выполняются задания этапов работы. Результаты, представленные в графической форме на экране компьютера, студенты копируют в буфер обмена, обрабатывают с использованием Paint и вставляют в отчет. Для набора формул, проверки размерностей и записи численных преобразований в адекватной форме студенты обращаются к редактору MS Equation. Проведение занятия предусматривает фронтальную индивидуально-коллективную работу, когда у каждого из участников имеется свое задание, из совокупности которых формируется общий учебно-исследовательский проект. Поэтому на определенном этапе занятия производится обмен полученными результатами и в MS Excel составляется сводная таблица данных. Общий результат каждый из участников представляет в виде графических функциональных зависимостей (используя опцию «мастер диаграмм») и анализирует, при необходимости, с помощью средств математической обработки данных. В конечном счете, ориентируясь на возможное практическое использование результатов проекта, подбираются эмпирические формулы, описывающие установленные закономерности с заданной погрешностью (в исследованном интервале значений). На заключительном этапе преподаватель обсуждает совместно со студентами выводы по работе, фиксирует достигнутые каждым результаты и дает разрешение на копирование материалов отчетов на дискеты или компакт-диски для последующего завершения отчетов во внеурочное время.
Представленная методика реализована нами, в частности, при выполнении лабораторной работы, моделирующей эффект электризации диэлектрических материалов потоком заряженных частиц, когда при определенных дозах возникает потенциальный барьер, достаточный для отражения самого заряжающего потока. При расположении слоя диэлектрика на заземленной подложке критическими параметрами являются величины кинетической энергии частиц, толщины слоя диэлектрика и распределение поверхностного заряда. Очевидно, что в данном случае легко составить большое число индивидуальных вариантов заданий и, соответственно, получить достаточно большой объем данных для анализа и обработки.
В другом варианте выполнения компьютерной лабораторной работы, в которой исследуется связь множеств Мандельброта и Жюлиа, студентам предложено представить отчет в редакторе презентаций MS Power Point совместно с использованием средств обработки изображений и формул. Целесообразность такой формы отчетности обусловлена спецификой объектов исследования, необычной выразительностью и живописностью геометрической формы фракталов, особенно в многоцветном представлении. В данном случае преподавателем задается минимально необходимая ориентировочная основа деятельности, в частности используется видеофильм по теме исследования, и ставится цель самостоятельно сформулировать себе индивидуальное задание для исследования конкретного соответствия получаемых выходных данных с областями значений входных параметров на множестве Мандельброта. Отсутствие жестко заданных условий ставит студентов в позицию самостоятельного обоснования выбора цели исследования и творческого подхода к представлению полученных результатов. Как правило, это вызывает позитивную мотивацию к выполнению работы и приводит к неповторяющимся, оригинальным результатам. При этом в процессе подготовки отчетов-презентаций присутствует элемент конкуренции студентов, проявляется желание показать свой имеющийся опыт.
Таким образом, наряду с достижением исследовательской цели лабораторного занятия естественным и деятельностным путем закрепляется навык обращения к типовым компьютерным инструментальным средствам, применяемым в реальной инженерной деятельности. Отчет по лабораторной, учебно-исследовательской или выпускной работе становится индикатором достигнутой общепрофессиональной компетенции, умения работать по «безбумажной» технологии, когда результаты работы могут быть переданы преподавателю (или другому потребителю) в электронной форме. Электронная форма отчета остается и у исполнителя – студента, пополняя его персональную электронную библиотеку. В целом закрепляется стиль деятельности, адекватный уровню общей информатизации сферы образования. Очевидно, что введение новых элементов в лабораторные занятия должно быть дидактически и методически обосновано, с последовательным переходом от простых средств к более сложным.
Литература
1. Стародубцев В.А., Федоров А.Ф. Применение мультимедиа в образовании: комплексный подход / Материалы XV Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». – Троицк: «Тровант», 2004. – С. 170-172.
2. Кравченко Н.С., Ревинская О.Г. Изучение основных законов механики с помощью моделирующих лабораторных работ на компьютере / Материалы XV Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». – Троицк: «Тровант», 2004. – С. 86–87.
COMPUTER MODELLING AS A WAY JF KNOWLEDGE AND AS MEANS OF DEVELOPMENT
Suhloev M.P. (doniinfo@aaanet.ru)
The Don institute of information of education (DONIINFO), Rostov-on-Don
Suhloev A.M. (suhloev@mail.ru)
Municipal comprehensive school l. Anohino the Nizhniy Novgorod area.
Abstract
In the report the idea, principles and technology of computer modelling are stated within the framework of an intersubject (profile) rate in which the problem-oriented, research training is realized.
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК СПОСОБ ПОЗНАНИЯ И КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ
Сухлоев М.П. (doniinfo@aaanet.ru)
Донской институт информатизации образования (ДОНИИНФО),
г. Ростов-на-Дону
Сухлоев А.М. (suhloev@mail.ru)
Муниципальная общеобразовательная школа д. Анохино Нижегородской области
Человеческая жизнь это творчество, если это не творчество, то это и не жизнь.
Моделирование один из основных способов познания мира. Мы моделируем всегда, в виде рисунка, вещественной модели или мысленно (проигрывая ситуацию в голове). Прежде чем, что-то сделать, мы создаем модель будущего события, дела, устройства. Чем развитие способность к моделированию, тем успешнее будет жизнь.
В курсе информатики в разделе моделирования рассматриваются общие принципы моделирования. Мы предлагаем использовать моделирование в конкретной области обучения в форме познания физических явлений и процессов. Моделирование физических явлений и процессов принципиально не отличается от моделирования других явлений вплоть, до социальных. Но тем не менее физика рассматривает в основном движение в пространстве и времени и силовые взаимодействия. Поэтому в хоте разработки данного курса нами предложены некоторые специфические принципы, характерные именно для данной области познания мира. Такие как масштабирование пространства и времени, дискредитация процесса во времени, искажение относительных размеров и другое.
Идея курса заключается в том, что на собственно разработанных моделях проводится экспериментальное исследование. Казалось бы, прежде чем разработать модель ты должен знать всю теорию, тогда что можно нового открыть. Но это не совсем так, а вернее совсем не так. Поэтому мы выдвигаем методологический принцип – моделировать данное явление или процесс на основе предыдущих знаний. Реализацию данного принципа рассмотри на примере движения тела под углом к горизонту. На основе знаний о равноускоренном прямолинейном движении строится модель движения под углом к горизонту и уже с помощью этой модели познается: вид траектории движения и экспериментально определяется угол при котором дальность полета максимальна. Таким образом, с помощью разработанной компьютерной модели добываются новые знания.
Данный курс позволяет развивать умения навыки программирования, исследовательские умения и навыки, а главное позволяет учащимся сделать открытия на собственно разработанных моделях.
Литература
1. Лихолетов. В.В. Моделирование мыследеятельности и типология задач // Школьные технологии 2002 №1/
2. Гостко А.Б. Познакомьтесь математическое моделирование. – М.: Знание, 1991.
3. Алексеев Д.В. Компьютерное моделирование физических задач в Microsoft Visual Basic. – M. СОЛОН-Пресс, 2004
VBA AND FLASH AT MODELING PHYSICS SYSTEMS
Terin D. (terret@techn.sstu.ru), Stawsky Y. (tf@techn.sstu.ru),
Klinaev Y. (klin@engels.san.ru), Katz A. (tf@techn.sstu.ru)
Institute of technology of the Saratov state technical university (IT SSTU), Engels, Russia
Abstract
In the report base aspects of course "Computer science" for students of technical specialties are considered. At simulation of the physics phenomena visualization of behaviour of the system in real time is significant. Represent symbiosis of Visual Basic for Application Microsoft Office and Macromedia Flash MX.
VBA И FLASH ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ФИЗИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Терин Д.В. (terret@techn.sstu.ru), Ставский Ю.В. (tf@techn.sstu.ru)
Клинаев Ю.В. (klin@engels.san.ru), Кац А.М. (tf@techn.sstu.ru)
Энгельсский технологический институт
(филиал) Саратовского государственного технического университета
В базовом курсе «Информатики» для студентов технических специальностей помимо технологического подхода раскрывающего для инженеров основные особенности современных информационных технологий важно раскрыть аспекты моделирования физических систем и явлений, исследование которых результативно только в компьютерном эксперименте.
Среда программирования Visual Basic for Application Microsoft® Office (VBA MO) [1] на сегодняшний день является наиболее распространенной для обычных пользователей. Поэтому разработка небольших приложений позволяющих изучать физические явления, моделирование которых основано на решении дифференциальных уравнений – эффективно и не сопряжено с большими временными затратами на обучение и реализацию.
При моделировании физических явлений значима визуализация поведения системы в реальном масштабе времени, что позволяет непосредственно оценить физическую адекватность математической модели в ходе компьютерного эксперимента. Подобную возможность представляет на сегодняшний день векторная анимация Macromedia Flash MX [2] и скриптовый язык ActionScript [3].
Предлагаемый имитационный подход позволяет в короткие сроки не только осваивать офисные технологии и базовые принципы объектно–ориентированного программирования в VBA, но и также визуализировать физическую систему с помощью программной Flash анимации.
Эффективность данного подхода показана в работе [4]. В качестве примера [5] предлагается рассмотреть движение прыгающего мяча. Параболическая траектория мяча образуется в результате его ускоряемого действием силы тяжести движения по вертикали и перемещения с постоянной скоростью по горизонтали. Непосредственно в процессе моделирования реализуются два подхода – исследование траектории движения мяча в реализациях VBA MO и Macromedia Flash.
Данный подход позволяет реализовать интерактивное управление и наблюдать движение мяча при различных значениях скорости, начальной точки, упругости, ускорения, что трудно реализуемо или невозможно при использовании стандартных средств.
Помимо обучающего направления в курсе «Информатики», данный подход позволяет реализовать библиотеку интерактивных виртуальных физических моделей для лекционных демонстраций в курсе «Физики», а также обучающих программ при дистанционном обучении [6].
Литература
1. www.microsoft.com.
2. www.macromedia.com
3. www.actionscript.org
4. Давидович М.Н. В. Компьютерные модели трех физических опытов/М.Н. Давидович, С.В. Иванов, А.М. Кац, Ю.В. Ставский// Сб. трудов XIV Междунар. конф.–выставки "ИТО–2004", Москва, 1–5 ноября 2004 г., т. III. С.34–35.
5. Гурский Д.А. Flash MX 2004 и ActionScript 2.0: обучение на примерах/ Д.А. Гурский, Ю.А. Гурский. – М.: Новое знание, 2004. – 446 с
6. u.ru
AUTODESK RASTER DESIGN