Современные технологии в образовании современнные информационные технологии при преподавании физических дисциплин короткевич А. В., Сологуб Л. В., Пасынков А. В. (РБ, Минск, бгуир)
| Вид материала | Документы |
- Информационные технологии и управление в технических системах всех форм обучения Под, 793.84kb.
- Международная конференция «Информационные технологии в образовании и науке», 86.4kb.
- Учебный план повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению, 98.03kb.
- Название Предмет Направление, 921.62kb.
- Л. В. Горчаков Томский государственный университет, 25.78kb.
- И. Г. Захарова информационные технологии в образовании, 2912.8kb.
- Рабочая программа по курсу «Современные информационные технологии» для магистрантов, 59.58kb.
- Современные информационные технологии, 15kb.
- На включение программы повышения квалификации педагогических и руководящих работников, 289.22kb.
- Программа курса повышения квалификации профессорско-преподавательского состава по направлению, 72.73kb.
ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МУЛЬТИМЕДИА ПРИ ИЗУЧЕНИИ РКИ
Ломако С.В. (РБ, Минск, БГУИР)
Целью изучения русского языка как иностранного является приобретение общей, коммуникативной и профессиональной компетенции обучаемого. И как быстро и качественно преподаватель сможет достичь этой цели во многом зависит от того, какие обучающие средства он использует в процессе обучения. Использование информационных технологий для целей обучения в настоящее время является необходимостью, продиктованной временем. Развитие технологии мультимедиа и использование мультимедийных продуктов, разработанных на этой основе, значительно расширяют возможности подачи учебного материала и разнообразят формы и методы обучения, что придаёт учебному процессу новый качественный уровень.
Технология мультимедиа в переводе с английского языка звучит как «многосредие». Эта технология позволяет объединить сразу несколько видов информации, таких как текст, графический рисунок, видео, фото, анимация, аудиоматериал и др… Другими словами, мультимедиа – это совокупность программно-аппаратных средств, отображающих информацию в зрительном и звуковом виде, что очень важно при изучении русского языка как иностранного.
Использование современной техники и передовых технологий позволяет совмещать традиционные и новые формы и методы обучения. Как результат, повышается интерес к изучаемому материалу, улучшается качество его усвоения, а также становится гораздо проще и легче получить доступ к необходимой информации (использование электронных словарей, обучающих программ, электронных учебников и т.д.). Компьютер также предоставляет неограниченные возможности для самостоятельной работы обучаемого.
Русский язык, как известно, является одним из самых трудных языков для изучения иностранцами, несмотря на это, он должен стать для иностранного студента не только средством общения, но и средством овладевания учебным материалом, а это задача не из простых. Поэтому необходимо использовать максимум существующих средств, которые могут способствовать успешному решению данной задачи.
Сегодня нет необходимости доказывать актуальность использования инновационных технологий для организации, проведения и контроля учебного процесса, но всегда ли мы готовы к этому. Каковы же причины? Во-первых, профессиональная подготовка преподавателя должна быть основана не только на фундаментальных знаниях в области языка, но и на общей культуре, включающей информационные технологии и технические средства коммуникации. Во-вторых, не всегда есть в наличии соответствующее техническое обеспечение. В-третьих, даже при условии наличия квалифицированного преподавателя, не всегда есть возможность приобрести нужный лицензионный программный продукт. И в-четвёртых, часто отсутствует помощь специалиста, способного реализовать поставленные технические задачи в целях создания собственного программного продукта.
РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ АНАЛИЗА
И ДИАГНОСТИКИ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПРИ ОБУЧЕНИИ СТУДЕНТОВ
Люлькин А.Е. (РБ, Минск, БГУ)
С целью повышения качества подготовки студентов в области анализа и диагностики БИС/СБИС на механико-математическом факультета Белгосуниверситета разработан спецкурс «Тестирование и тестопригодное проектирование БИС/СБИС». Спецкурс включает как лекционный материал, так и лабораторные занятия, направленные на получение практических навыков логического анализа цифровых схем с применением программных средств.
В целях приобретения студентами практических навыков проектирования тестов были разработаны две подсистемы для автоматизированного построения тестов:
– подсистема анализа и построения тестов для тестопригодных схем;
– подсистема анализа и построения тестов для функционально-переключательных КМОП-схем общего вида.
Указанные программные средства реализованы в виде WINDOWS-приложений и фактически решают те же задачи, что и известные фирменные средства, но отличаются от них простотой использования, большими возможностями по отображению (раскрытию) процесса построения теста, наличием специальных средств для исследования алгоритмов решения задач (в том числе возможностью варьировать значениями параметров, с помощью которых осуществляется управление алгоритмами; генераторы псевдослучайных схем с заданными параметрами, позволяющие выполнить статистическое исследование алгоритмов). В рамках данных средств реализованы как известные методы построения тестов, так и новые подходы в области автоматизированного построения тестов: генетические алгоритмы; моделирование неисправностей из расширенного класса в КМОП-схемах и др.
Построение проверяющего теста для комбинационной логической схемы может быть выполнено вероятностным и регулярным методами.
Вероятностный метод состоит в следующем:
1) генерируется очередной псевдослучайный входной набор;
2) вычисляется множество неисправностей, проверяемых набором;
3) набор включается в тест, если он проверяет некоторые неисправности, которые не проверяются предшествующими наборами.
Регулярный метод представляет собой модификацию метода существенных путей со структурным подходом к вычислению условий образования существенного пути и их обеспечению. Для повышения быстродействия метода и сокращения длины теста используется моделирование неисправностей на построенных тестовых последовательностях.
Анализ и построение тестов для функционально-переключательных КМОП-схем выполняется с учетом расширенного класса неисправностей.
Учитывая высокую трудоемкость построения тестов, а также то, что известные методы не гарантируют удовлетворительное решение задачи тестирования для произвольных схем, разработан модуль, реализующий построение тестов на основе генетических алгоритмов. Генетические алгоритмы представляют собой одно из направлений общей тенденции использования естественных аналогов при создании моделей, технологий, методик, алгоритмов для решения тех или иных задач.
На базе разработанных программных могут выполняться лабораторные работы, позволяющие получить практические навыки автоматизированного построения тестов для современных БИС/СБИС, а также курсовые и дипломные работы, связанные с изучением и исследованием методов анализа и тестирования БИС/СБИС.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ИНЖЕНЕРНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПУ РЭС
Алефиренко В. М. , Савойко В. С. (РБ, Минск, БГУИР)
Материалы дисциплины «Инженерная психология», которая читалась на протяжении многих лет для студентов специальностей «Моделирование и компьютерное проектирование РЭС» и «Техническое обеспечение безопасности» были ориентированы на проектирование и эксплуатацию панелей управления (ПУ) РЭС, являющихся средством коммуникативной связи с человеком-оператором. На основе материалов дисциплины была разработана методика определения соответствия параметров ПУ РЭС требованиям инженерной психологии и эргономики, которая использовалась студентами при выполнении практических и контрольных работ. Однако из-за большого объема проводимых расчетов каждому студенту давалось задание только по использованию определенной части методики для конкретного выбранного самим студентом РЭС. Так как работы носили учебный характер, то некоторые исходные данные для расчетов выбирались студентами из учебных обобщенных справочных материалов, которые носили рекомендательный или приблизительный характер. Все это не позволяло в рамках учебного процесса проверить методику для определения инженерно-психологических и эргономических характеристик ПУ конкретного вида РЭС на практике. Поэтому было решено провести проверку методики при выполнении магистерской диссертации. Для исследований была выбрана ПУ режиссерского пульта, как наиболее сложная и насыщенная большим количеством различных видов компонентов индикации и управления (рис. 1).
Рис.1. Режиссерский пульт управления
Согласно методике были проведены следующие расчеты и анализы: расчет размеров ПУ; расчет компонентов ПУ; расчет светотехнических характеристик компонентов ПУ; расчет эргономических характеристик компонентов ПУ; расчет алгоритма работы оператора; анализ композиционного построения ПУ; анализ цветового и декоративного решения ПУ. Последние две позиции относились к вопросам дизайна и эстетического решения ПУ. На основании полученных результатов расчетов и проведенных анализов было разработано экспертное заключение о степени соответствия ПУ режиссерского пульта требованиям инженерной психологии, эргономики и дизайна. Практическая проверка этой методики показала, что наиболее важным и ответственным этапом явился этап анализа и правильной подготовки исходных данных, так как именно он, в конечном итоге, и определял правильность сделанных выводов при условии правильно выполненных расчетов. Таким образом, полученные результаты показали, что методика может достаточно эффективно использоваться для определения соответствия параметров ПУ сложных технических устройств требованиям инженерной психологии, эргономики и дизайна, которые в конечном итоге и определяют вопросы внешнего конструирования РЭС.
модульная система обучения на основе информационных технологий
Матвеенко И.П. (РБ, Минск, БГАТУ)
В настоящее время актуальной является проблема повышения качества подготовки специалистов в технических вузах. Для решения этой задачи большое значение приобретает, с одной стороны, внедрение новых информационных технологий в учебный процесс, а с другой – разработка и внедрение современных образовательных технологий.
Одной из таких технологий является технология модульного обучения, которая позволяет осуществить многоуровневую подготовку студентов и создать условия для осознанного мотивационного изучения профессионально-значимых дисциплин. В связи с этим, были разработаны материалы, составляющие учебно-методический комплекс (УМК) по дисциплине «Основы электроники и микропроцессорной техники» для студентов агроэнергетического факультета БГАТУ, в которых были учтены основные современные рекомендации блочно – модульной системы обучения.
УМК включает: учебную программу, материалы к лекционным занятиям, материалы к лабораторным и практическим занятиям с примерами и вариантами заданий, материалы к управляемой самостоятельной работе студентов с необходимыми заданиями и рекомендациями по их выполнению, материалы для организации и осуществления текущего и итогового контроля, которые включают электронные тесты на этапе текущего контроля и комплексное разноуровневое задание на этапе итогового контроля. Т.е. УМК позволяет расширить возможности студента при самостоятельном изучении многих вопросов курса, сформировать навыки самостоятельной работы в учебной, научной, профессиональной деятельности, способности самостоятельно решать проблему и находить конструктивные решения.
С другой стороны, невозможно представить себе современные образовательные технологии без использования информационных технологий в учебном процессе.
Информационные технологии охватывают все виды работ по изучению дисциплины.
Был разработан комплект лабораторных работ для исследования электронных устройств на компьютере на основе методов математического моделирования. Программным обеспечением для решения такой задачи послужил пакет прикладных программ «MICROCAP», который позволил смоделировать и исследовать как аналоговые схемы, так и цифровые устройства. Это позволило проводить лабораторные работы фронтально, укладываясь в конкретный модуль.
Созданы мультимедийные лекции, которые позволяют наилучшим образом представить и донести до студента излагаемый материал.
Разработан электронный учебник, который включает: текстовое изложение материала, словарь новых терминов, список рисунков, содержание, электронный тест по изучаемому разделу. Разработанные электронные тесты позволяют осуществлять промежуточный контроль знаний студентов.
Таким образом, модульное обучение при одновременном использовании компьютерных технологий позволяет каждому студенту достигнуть запланированных результатов, то есть работать в соответствии со своими способностями, но при этом получать знания на современном техническом и образовательном уровне.
ОПЫТ ПРЕПОДАВАНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ ДИСЦИПЛИН
СТУДЕНТАМ ЭКОНОМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
Хацкевич О. A. (РБ, Минск, БГУИР)
На кафедре систем телекоммуникации БГУИР в течение десяти лет ведется преподавание телекоммуникационной дисциплины «Системы и сети телекоммуникаций» студентам- экономистам специальности «Маркетинг» дневной и дистанционной форм обучения. Дисциплина с подобным названием преподается и в других вузах Республики Беларусь. Необходимость преподавания такой дисциплины для студентов- экономистов очевидна. Все операторы связи, предоставляющие современные услуги связи, остро нуждаются в специалистах – маркетологах, владеющих информацией о современных телекоммуникационных технологиях. Спрос на таких специалистов растет. Некоторые предприятия связи вынуждены самостоятельно проводить подготовку таких кадров. Проблема преподавания такого рода дисциплин состоит в том, что студенты-экономисты не изучают целый ряд технических дисциплин, необходимых для восприятия современных телекоммуникационных технологий. Для преодоления этого препятствия на кафедре Систем телекоммуникаций был разработан целый ряд программных средств, позволяющих улучшить восприятия изучаемого материала. Лекционный материал построен с минимальным использованием сложного математического аппарата, типичного для обычного изучения данной дисциплины. Упор делается на словесном и визуальном объяснении сути изучаемого явления. Материал оформлен в виде ЭУМКД. Изучаются прежде всего системы и сети связи, а не блоки и узлы. Изучаются такие сети как магистральные транспортные протокола SDH, современные сети передачи данных, включая банковские, сети мобильной связи всех используемых протоколов, транкинговые сети, принципы построения мультисервисных сетей. Особое место при изучении уделяется вопросам расчета за услуги связи, взаимодействию операторов, организации международной связи и международной регламентации телекоммуникаций. Для проведения практических занятий на кафедре разработан ряд компьютерных обучающих программ, включающих в себя элементы мультипликации. Расчетная часть занятий посвящена технико-экономическому обеспечению внедряемых технологий. Практически ежегодно материал частично обновляется. Часть материала изучается самостоятельно. Для проведения контроля за ходом изучения материала разработаны программы тестирования и оценки знаний студентов по всем изучаемым темам. Отдельной задачей является создание баз данных образовательного характера ,электронных учебников и справочников, содержащих современную информацию о телекоммуникационных системах и сетях, недоступную в обычных библиотеках. Эта работа была вызвана тем, что студентам университета в значительной степени труднодоступна современная литература по телекоммуникациям, материалы фирм – производителей оборудования, используемого на сетях связи РБ. Практически все студенты имеют электронный конспект лекций, чтение л екции при этом приобретает несколько иной вид .
Дистанционное изучение материала, консультации и тестирование широко применяются при работе со студентами-дистанционщиками. Работа со студентами ведется через почтовый ящик компьютерного класса кафедры. Время показало, что такой подход к преподаванию телекоммуникационных дисциплин оправдывает себя.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОТ
В КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Рогальский Е.С. (РБ, Минск, БНТУ)
В
недрение сетевых обучающих технологий (СОТ) на занятиях по информатике ориентировано на системный подход при решении задач применения компьютерных технологий в учебном процессе инженерного образования. Знание информатики имеет определяющие значение при формировании потенциала будущего специалиста.
Повышение эффективности учебного процесса в курсе информатики достигается, в том числе, за счёт эффективного использования СОТ. Хорошо зарекомендовал себя в использовании сетевой файловый менеджер Net Op 6.16, с учетом разработки специальных утилит и скриптов, а также компетенции преподавателя при работе с указанным инструментарием. Данный этап можно условно назвать системным, то есть этапом, на котором проектируются, внедряются и используются системы управления учебным процессом (СУУП) для закрепления устойчивых навыков и контроля за усвоением материала.
Какие новации предполагается внедрить в рамках данных этапов? Планируется углубление использования СОТ уже не на системном уровне, а, в частности, на уровне разработки типов занятий, то есть на системно-технологическом уровне.
Следует обратить внимание, что, помимо названных этапов, существует и, всегда существовал, технологический этап, суть которого составляла разработка электронных средств обучения (ЭСО). Важно то, что этот этап проходил параллельно выше названным, и он так же прошёл несколько стадий в своём развитии. При этом менялось понимание места ЭСО в учебном процессе и назначение самих ЭСО. Переход к системно – технологическому этапу, то есть объединению этих параллельных направлений в идее повышения качества образования за счёт использования ЭСО, позволит привлечь к процессу проектирования и широкого, эффективного внедрения ЭСО преподавателей различных учебных курсов (дисциплин), и, как следствие, значительно расширить рамки использования ЭСО.
На наш взгляд, этот процесс уже можно выделить в отдельное направление, после написания специальных вспомогательных программ-драйверов и утилит, позволяющих оперативно управлять учебным процессом и отслеживать степень выполнения текущих заданий.
ЛАБОРАТОРИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ
Ильинков В.А. (РБ, Минск, БГУИР), Ильинкова А.В. (РБ, Минск, БГУ)
Проблема. Для совмещения хорошей теоретической и практической подготовки будущих специалистов на всем протяжении учебного процесса, кроме математического моделирования, необходимо широко использовать физическое моделирование. Это означает, что студенты радиоэлектронных, телекоммуникационных и компьютерных специальностей должны постоянно работать с электрическими сигналами и оптическими изображениями разных типов и форм, свободно владеть методами и средствами измерения их параметров на входе и выходе реальных функциональных звеньев информационных систем. Устаревшая материально-техническая база делает физическое моделирование практически невозможным.
Решение проблемы. Оптимальным решением указанной проблемы является организация учебного процесса на базе унифицированных учебных лабораторий математического и физического моделирования сигналов и изображений.
На кафедре СТК БГУИР разработан технический проект учебной лаборатории моделирования сигналов и изображений. Лаборатория обеспечивает следующие возможности: подготовка и проведение фронтальных циклов лабораторных работ и циклов практических занятий (в форматах соответственно один и два студента на одно учебно-лабораторное место) по совокупности дисциплин радиоэлектронных, телекоммуникационных и компьютерных специальностей; подготовка и проведение научно-технических семинаров, занятий и консультаций с аспирантами и магистрантами. Техническое оснащение лаборатории состоит из 15 обучающих программно-аппаратных комплексов (ПАК) и одного технического комплекса преподавателя, образующих в совокупности локальную вычислительную сеть.
ПАК (разработка кафедры) структурно образуют многофункциональная система генерирования (МСГ) сигналов произвольной формы, осциллограф, анализатор спектра и веб-камера. Основой ПАК является МСГ, состоящая из ПЭВМ, подсистемы математического моделирования (многофункциональной программы моделирования сигналов и систем), подсистемы генерирования сигналов и реакций (генератора сигналов произвольной формы), библиотеки виртуальных систем, подсистемы управления и системной шины. ПАК обладает достаточно широкими возможностями, в частности, обеспечивает: математическое моделирование электрических сигналов и звеньев в частотной и временной областях; генерирование сигналов произвольной формы, различных видов цифровой и аналоговой модуляции, псевдослучайных и псевдошумовых сигналов; электрическую имитацию в реальном масштабе времени функциональных звеньев и устройств; электрический анализ и синтез цветных (черно-белых) изображений, исследование различных методов их обработки; применение МСГ в качестве многофункциональных (программно перестраиваемых) лабораторных макетов по различным дисциплинам.
Возможны два основных варианта построения лабораторных работ на базе ПАК: использование подсистемы математического моделирования, подсистемы генерирования сигналов и реакций и библиотеки виртуальных систем; использование стандартных пакетов математического, структурно- и схемотехнического моделирования и подсистемы генерирования сигналов и реакций.
На кафедре СТК имеется трехлетний опыт применения ПАК в учебном процессе. С учетом этого опыта можно обоснованно заключить, что использование лабораторий математического и физического моделирования сигналов и изображений позволит перевести учебный процесс на новый качественный уровень.
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ
Лаптёнок С.А. (РБ, Минск, БНТУ)
Реализуемая в Республике Беларусь в соответствии с Указом Президента Республики Беларусь от 26 марта 2007 г. № 136 «О государственной программе инновационного развития Республики Беларусь на 2007 –2010 годы» и постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 25 апреля 2007 г. № 523 «Об утверждении Плана реанимации Государственной программы инновационного развития Республики Беларусь на 2007–2010 гг.» (ГПИР РБ) Государственная программа инновационного развития предусматривает развитие наряду с другими видами новейших информационных технологий и технологий ГИС.
В целях повышения качества подготовки специалистов на кафедре «Экология» Белорусского национального технического университета в учебный план подготовки студентов по специальности 1-57 01 02 Экологический менеджмент и аудит в промышленности введена дисциплина «Основы геоэкологии и геоинформационных систем». Целью преподавания дисциплины является обучение студентов основным принципам оценки, моделирования и прогнозирования климатических процессов с использованием методов пространственного анализа и технологии географических информационных систем (ГИС). Основные задачи дисциплины:
- передать студентам информацию об основных приемах сбора, первичной обработки и оценки информации о различного рода процессах, распределенных в пространстве и времени;
- привить навыки постановки задач по пространственному и динамическому моделированию, объяснить принципы и назначение технологии ГИС;
- обеспечить приобретение первичного опыта в работе с конкретным программным обеспечением, реализующим ГИС-технологии.
В ходе обучения студентами приобретаются базовые навыки постановки широкого спектра задач по пространственному моделированию объектов и систем. Сформулированные задачи решаются посредством методов пространственного анализа, методов анализа сетевых топологических структур и трехмерного моделирования. В качестве базового программного обеспечения используются средства ArcView GIS 3.x с модулями расширения Spatial Analyst, Network Analyst, 3D Analyst и ImageWarp (Environmental Systems Research Institute).
Полученные в процессе изучения дисциплины знания и приобретенные навыки активно используются студентами для выполнения курсовых работ по различным дисциплинам, в ходе УИРС, дипломного проектирования а также выпускниками кафедры, обучающимися в магистратуре и аспирантуре, при проведении исследований для диссертационных работ.
Результатом преподавания дисциплины является повышение общего уровня квалифицированности специалистов как в области специальных знаний, так и в области использования современных информационных технологий.